Datasheet XFS4041CN Datasheet (iFlytek)

XFS4041CN 中文语音合成芯片

数据手册

合肥讯飞数码科技有限公司

安徽省合肥市国家级高新技术产业开发区信息产业基地讯飞语音大厦

0551-5331506 0551- 5331837 www.iflytek.com

XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册

版本历史

版本日期修改记录

V1.0 2009-6-16

V1.1 2009-7-1

V1.2 2009-7-17 V1.3 2009-10-16 V1.4 2010-3-23 V1.5 2010-8-13

正式发布版本更改了 10.2 节表格中单位的标法；修订了 10.2.2 节表格的

参数修订了第 4 章的订货信息；修订了 10.2.1 节表格的参数

补充修订文中未详尽说明的细节修订 10.2.2 中的“初始化时间”参数修订 10.2.4 中的非文本合成状态下的功耗参数表

声明

讯飞数码保证本手册提供信息的准确性和可靠性，但并不对文本中可能出现的文字错误或疏漏负责。讯飞数码保留更改本手册的权利，如有修改，恕不相告。请在订购时联系我们以获得产品最新信息。对任何用户使用我们产品时侵犯第三方版权或其他权利的行为讯飞数码概不负责。另外，在讯飞数码未明确表示产品有该项用途时，对于产品使用在极端条件下导致一些失灵或损毁而造成的损失概不负责。

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1 概述 .................................................................................................................................................. 4

2 主要应用领域 .................................................................................................................................. 4

3 功能特点 .......................................................................................................................................... 4

4 订货信息 .......................................................................................................................................... 5

5 系统构成框图 .................................................................................................................................. 5

6 引脚定义 .......................................................................................................................................... 6

7 芯片控制方式 ................................................................................................................................ 10

7.1 控制命令 ................................................................................................................................. 10

7.2 芯片回传 ................................................................................................................................. 10

8 通讯方式 ........................................................................................................................................ 11

8.1 UART 通讯模式 ...................................................................................................................... 11

8.1.1 硬件连接 ......................................................................................................................... 11

8.1.2 通讯传输字节格式 .......................................................................................................... 11

8.1.3 波特率配置方法 .............................................................................................................. 11

8.2 SPI通讯模式 .......................................................................................................................... 12

8.2.1 硬件连接 ......................................................................................................................... 12

8.2.2 通讯传输字节格式 .......................................................................................................... 12

9 通讯协议 ........................................................................................................................................ 14

9.1 芯片支持的控制命令 .............................................................................................................. 14

9.1.1 语音合成命令 .................................................................................................................. 15

9.1.2 停止合成命令 .................................................................................................................. 16

9.1.3 暂停合成命令 .................................................................................................................. 16

9.1.4 恢复合成命令 .................................................................................................................. 17

9.1.5 状态查询命令 .................................................................................................................. 17

9.1.6 进入 IDLE 状态 ............................................................................................................... 18

9.1.7 进入 POWER DOWN 状态 .......................................................................................... 18

9.1.8 唤醒命令 ......................................................................................................................... 19

9.2 芯片回传 ................................................................................................................................. 19

10 产品规格 ........................................................................................................................................ 20

10.1 封装 ......................................................................................................................................... 20

10.2 特性参数 ................................................................................................................................. 21

10.2.1 极限值 ............................................................................................................................. 21

10.2.2 直流电气特性 .................................................................................................................. 22

10.2.3 音频 DAC 特性 ............................................................................................................... 22

10.2.4 非文本合成状态下的功耗参数 ...................................................................................... 22

10.2.5 接收合成命令到开始播音间隔时间 .............................................................................. 23

10.3 焊接工艺要求 ......................................................................................................................... 23

10.3.1 烘烤温度及时间 .............................................................................................................. 23

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10.3.2 回流焊的峰值温度 .......................................................................................................... 24

11 .附录 .............................................................................................................................................. 25

11.1 文本控制标记列表.................................................................................................................. 25

11.2 提示音 ..................................................................................................................................... 26

11.2.1 内部集成提示音 .............................................................................................................. 26

11.2.2 添加提示音...................................................................................................................... 27

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1 概述

XFS4041CN 是合肥讯飞数码科技有限公司推出的一款高性能的中文语音合成芯片。芯片可以通过 UART 接口或 SPI 接口接收待合成的文本，把文本合成为语音输出。芯片接口简单、功能丰富，主要面向中高端应用领域。

XFS4041CN 语音合成芯片的产品形式是由双芯片构成的套片，两个芯片分别命名为 XFS4041A 和 XFS4041B，本文中提到的 XFS4041CN 统指：XFS4041A 和 XFS4041B 的组合。

2 主要应用领域

¾ 车载 GPS 调度终端 ¾ 固定电话 ¾ 信息机 ¾ 税控机 ¾ 考勤机 ¾ 公交车语音报站器 ¾ 排队机 ¾ 自动售货机 ¾ 气象预警机 ¾ POS 机 ¾ 智能仪器 ¾ 智能仪表 ¾ 智能玩具 ¾ 语音导游

3 功能特点

z 具有智能的文本分析处理算法，可正确的识别和处理数值、号码、时间日期及一些常用的度

量衡符号；

z 具备较强的多音字处理和中文姓氏处理能力； z 提供两男、两女、一个效果器和一个女童声 6 个中文发音人； z 内部集成 20 种常见的提示音效； z 提供用于扩展 SPI flash 的接口，用来满足用户添加提示音的需求； z 支持多种控制命令，包括：合成、停止、暂停、继续； z 可通过发送控制标记调节语速，支持 11 级语速调整； z 可通过发送控制标记调节语调，支持 11 级语调调整； z 可通过发送控制标记调节音量，支持 11 级音量调整； z 支持多种文本控制标记，提升文本处理的正确率； z 支持多种方式查询模块工作状态； z 支持 GB2312、GBK、BIG5、UNICODE 四种内码格式文本的合成； z 每次合成的文本量最多可达 4k 字节； z 支持 UART、SPI 两种数据通讯接口；

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z 支持正常工作模式、Power Down 模式、IDLE 模式 3 种芯片模式； z 可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成； z 差分音频输出； z 清晰、自然、准确的语音合成效果。

4 订货信息

芯片型号

XFS4041A LQFP128 128 脚，芯片尺寸 14mm×14mm×1.4mm

XFS4041CN

XFS4041B TQFP48 48 脚，芯片尺寸 7mm×7mm×1.0mm

5 系统构成框图

SPI Flash

（存放用户自己添加的提示音）

控制器

FLASH_SCK

封装信息

芯片名称封装名称

表格 1 订货信息

XFS4041CN

FLASH_CS

FLASH_SI

FLASH_SO

SPI_SCK SPI_SSEL

SPI_SI

SPI_SO

UART_TXD

UART_RXD

SPI Flash

接口

(MASTER)

SPI通讯

接口

(SLAVE)

串口收发

语音线路输出

图表 1 XFS4041CN 语音合成芯片系统构成框图

封装描述

功率

AO_N

放大

AO_P

器

AUDIO

喇叭

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6 引脚定义

XFS4041A 和 XFS4041B 两个芯片在本文中分别简称为 4041A 和 4041B。芯片 4041A 的引脚定义如表格 2 所示，芯片 4041B 的引脚定义如表格 3 所示。

编号引脚说明编号引脚说明

1 AO_AGND 模拟地

2 A0_AV33 3.3V 模拟电源

3 DV33 3.3V 数字电源

4 A0

5 A1

6

7

8 SPI_SSEL

9 WAKEUP0

10 WAKEUP1

11 DV33 3.3V 数字电源 75

UART_RXD 串口接收

UART_TXD 串口发送

悬空或接 10K 上拉

SPI 片选，不使用时接 10K 上拉

外部唤醒 0，不使用时接 10K 上拉外部唤醒 1，不使用时接 10K 上拉

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

C15 与 4041B 相连

C16 与 4041B 相连

C17

C18

DV33 3.3V 数字电源

C19

C20

C21

C22 与 4041B 相连

NC ——

DV18 1.8V 数字电源

与 4041B 相连， 10K 上拉

与 4041B 相连， 10K 下拉

与 4041B 相连， 10K 上拉

与 4041B 相连，

10K 上拉

12 SPI_SO SPI 数据输出

13 SPI_SI SPI 数据输入

14 SPI_SCK SPI 时钟输入 78 C24 与 4041B 相连

15 NC —— 79 C25 与 4041B 相连

16 NC —— 80

17 DV18 1.8V 数字电源

18 DGND 数字地

19 NC ——

Hefei iFly Digital Technology Co.,Ltd. 第

©

76

77

81

82

83 C28 与 4041B 相连

DGND 数字地

C23 与 4041B 相连

DV33 3.3V 数字电源

C26 与 4041B 相连

C27 与 4041B 相连

6 页

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20 DV33 3.3V 数字电源 84

C29 与 4041B 相连

21 XTALI 晶振输入

22 XTALO 晶振输出

85

86

23 NC —— 87

24 NC —— 88

25 NC —— 89

26 NC —— 90

27 NC —— 91

28

29

DV18 1.8V 数字电源

DGND 数字地

92

93

30 DV18 1.8V 数字电源 94

31 DV18 1.8V 数字电源 95

32

RESET

复位引脚，低有效

96

33 C1 与 4041B 相连 97

DV18 1.8V 数字电源

C30 与 4041B 相连

C31 与 4041B 相连

C32 与 4041B 相连

C33 与 4041B 相连

C34 与 4041B 相连

DV33 3.3V 数字电源

C35 与 4041B 相连

C36 与 4041B 相连

C37 与 4041B 相连

C38 与 4041B 相连

DV33 3.3V 数字电源

DGND 数字地

34 DV33 3.3V 数字电源 98

35 DGND 数字地 99

36 NC —— 100

37 NC —— 101

38 C2 与 4041B 相连 102

39 NC —— 103

40 DV18 1.8V 数字电源

41 NC ——

104 FLASH_CS SPI flash 片选

105 FLASH_SI SPI flash 数据输入

42 DV33 3.3V 数字电源 106

43 NC —— 107

44 NC —— 108

45 NC —— 109

46 NC —— 110

DGND 数字地

NC ——

DV33 3.3V 数字电源

BAUD1 波特率选择引脚

BAUD2 波特率选择引脚

NC ——

DV18 1.8V 数字电源

NC ——

DV33 3.3V 数字电源

NC ——

47 NC —— 111

FLASH_SO SPI flash 数据输出

R

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48 DV33 3.3V 数字电源 112

DV18 1.8V 数字电源

49 NC —— 113

50 C3 与 4041B 相连 114

51 C4 与 4041B 相连 115

52 C5 与 4041B 相连 116

53

54

DV18 1.8V 数字电源

DGND 数字地

117

118 NC ——

55 C6 与 4041B 相连 119

56 C7 与 4041B 相连 120

57 C8 与 4041B 相连 121

58 C9 与 4041B 相连 122

59 DV33 3.3V 数字电源 123

60 C10 与 4041B 相连 124

61 C11 与 4041B 相连

125 A0_REF 模拟参考电压

DGND 数字地

FLASH_SCK SPI flash 时钟输出

NC ——

DY

低电平芯片处于就绪状态

DGND 数字地

DV18 1.8V 数字电源

NC ——

DV18 1.8V 数字电源

DGND 数字地

AO_AV18 1.8V 模拟电源

62 C12 与 4041B 相连 126

63 C13 与 4041B 相连 127

65 C14 与 4041B 相连 128

表格 2 4041A 的引脚定义表

AO_AGND 模拟地

AO_N 音频输出负

AO_P 音频输出正

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编号引脚说明编号引脚说明

1 C7 与 4041A 相连

2 C6 与 4041A 相连

3 C5 与 4041A 相连

4

5

6

7

8

9

10

11

C4 与 4041A 相连

C3 与 4041A 相连

C2 与 4041A 相连

DGND 数字地

DGND

数字地 32 C19 与 4041A 相连

C1 与 4041A 相连

C38 与 4041A 相连

C37

与 4041A 相连 35 C16 与 4041A 相连

12 C36 与 4041A 相连

13 C35 与 4041A 相连

25 C25 与 4041A 相连

26 C24 与 4041A 相连

27 C23 与 4041A 相连

28

29

DGND 数字地

30 DGND 数字地

31 DV33 3.3V 数字电源

33 C18 与 4041A 相连

34 C17 与 4041A 相连

36

37

C15 与 4041A 相连

C14 与 4041A 相连

14 C34 与 4041A 相连

15 C33 与 4041A 相连

16

C32

与 4041A 相连 40 C11 与 4041A 相连

17 C31 与 4041A 相连

18 DV33 3.3V 数字电源

19

20

DV33

C30

3.3V 数字电源 43

与 4041A 相连 44 C21 与 4041A 相连

21 C29 与 4041A 相连

22 C28 与 4041A 相连

23

24

C27

C26

与 4041A 相连 47

与 4041A 相连 48 C8 与 4041A 相连

表格 3 4041B 的引脚定义表

38 C13 与 4041A 相连

39 C12 与 4041A 相连

41 C22 与 4041A 相连

42

DGND 数字地

NC ——

45 C20 与 4041A 相连

46

C10 与 4041A 相连

C9 与 4041A 相连

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7 芯片控制方式

7.1 控制命令

XFS4041CN 支持多种控制命令，列表如下：

命令功能说明

合成命令合成本次发送的命令停止合成命令停止当前的合成动作暂停合成命令暂停正在进行的合成恢复合成命令继续合成被暂停的文本状态查询命令查询当前芯片的工作状态进入 Power Down 模式使芯片从正常工作模式进入 Power Down 模式进入 IDLE 模式使芯片从正常工作模式进入 IDLE 模式唤醒命令使芯片从 Power Down 模式或 IDLE 模式进入正常工作模式

表格 4 控制命令列表

7.2 芯片回传

上电初始化成功时或者收到上位机的控制命令帧时，XFS4041CN 芯片都会向上位机发送 1 个字节的回传，上位机可根据这个回传来判断芯片目前的状态。

名称回传信息触发条件

初始化成功回传 0x4A 上电芯片初始化成功后，芯片自动发送回传收到正确的命令帧回传 0x41 收到正确的命令帧收到不能识别命令帧回传 0x45 收到错误的命令帧芯片忙碌状态回传 0x4E 芯片处在正在合成状态，收到状态查询命令帧

芯片空闲状态回传 0x4F

表格 5 芯片回传列表

芯片处在空闲状态，收到状态查询命令帧；或一帧数据合成结束，芯片处于空闲状态

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8 通讯方式

XFS4041CN 芯片支持 UART 接口和 SPI 接口两种通讯方式，可通过 UART 接口或 SPI 接口接收上位机发送的命令和数据，允许发送数据的最大长度为 4k 字节。

8.1 UART 通讯模式

8.1.1 硬件连接

UART_RXD UART_TXD

SPI_SSEL

SPI_SI

SPI_SO

SPI_SCK

XFS 4041C N

图表 2 XFS4041CN 芯片 UART 接口的连接示意图

8.1.2 通讯传输字节格式

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8start stop

图表 3 UART 接口通讯传输字节格式

1）通讯标准：UART

2）波特率：4800 bps、9600 bps、57600 bps、115200 bps

3）起始位：1bit

4）数据位：8 bits

5）停止位：1 bit

6）校验：无

TXD RXD

SPI_SSEL SPI_MOSI SPI_MISO SPI_SCK

MCU

8.1.3 波特率配置方法

XFS4041CN 芯片的 UART 通讯接口支持 4 种通讯波特率：4800 bps、9600 bps、57600 bps、

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115200 bps，可以通过 4041A 芯片上的两个管脚 BAUD1（102 引脚）、BAUD2（103 引脚）上的电平来进行硬件配置。

波特率

BAUD1 BAUD2

4800 bps 0 0 9600 bps 0 1 57600 bps 1 0 115200 bps 1 1

表格 6 波特率配置表

8.2 SPI 通讯模式

8.2.1 硬件连接

XFS4041CN芯片的 SPI接口是4线全双工同步串行通讯接口，上位机作为SPI通讯中的 Master 身份，XFS4041CN 在 SPI 通讯中设为 Slave 身份，SPI 通讯所需的时钟信号由上位机提供。

UART_RXD UART_TXD

TXD RXD

SPI_SSEL

SPI_SI

SPI_SO

SPI_SCK

XFS 4041C N

SPI_SSEL SPI_MOSI SPI_MISO SPI_SCK

MCU

图表 4 XFS4041CN 芯片 SPI 接口的连接示意图

8.2.2 通讯传输字节格式

SPI通讯属于同步串行通讯，上位机在和XFS4041CN的通讯中，由上位机提供同步时钟信号，在同步时钟的上升沿 XFS4041CN 锁存 1bit 数据，每传输 8bits 数据完成一个字节数据的传输。下图是 XFS4041CN 的 SPI 接口的通讯时序图。

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图表 5 SPI 通讯时序图

注意：在发送一个字节之前，将 SPI_SSEL 置为低电平，发送一个字节后将 SPI_SSEL 置为高电平。每两个字节之间必须插入一段等待, 时间不少于 105 us。

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9 通讯协议

9.1 芯片支持的控制命令

上位机发送给 XFS4041CN 芯片的所有命令和数据都需要用“帧”的方式进行封装后传输。帧结构由帧头标志、数据区长度和数据区三部分组成。

帧头数据区长度数据区

0xFD 0xXX，0xXX Data

表格 7 命令帧封装格式

名称长度说明

帧头 1 Byte 定义为十六进制“0xFD” 数据区长度 2 Bytes 用两个字节表示，高字节在前，低字节在后数据区小于 4k Bytes 命令字和命令参数，长度和“数据区长度”一致

表格 8 命令帧说明

数据区是由命令字和命令参数组成的，上位机使用命令字来实现语音合成芯片的各种功能。

名称发送的数据说明

0x01 语音合成命令 0x02 停止合成命令，没有参数 0x03 暂停合成命令，没有参数

命令字

命令参数

0x04 恢复合成命令，没有参数 0x21 芯片状态查询命令 0x88 芯片进入 Power Down 模式 0x22 芯片进入 IDLE 模式 0xFF 芯片唤醒命令

不同命令字有不同参数列表，详见各命令字说明

表格 9 数据区命令字和命令参数

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9.1.1 语音合成命令

名称发送的数据说明

命令字 0x01 带文本编码设置的文本播放命令

参数取值文本编码格式

0x00 GB2312

1Byte 表示文本的编码格式，取值为 0～3

0x01 GBK 0x02 BIG5 0x03 UNICODE

高字节低字节

命令字文本编码格式待合成文本

0xHH 0xLL 0x01 0x00~0x03 …. ….

参数列表

命令帧格式结构

0xXX

Data 待合成文本的二进制内容

帧头数据区长度数据区

0xFD

示例

特别说明

语音合成命令帧示例，发送文本编码格式为“GB2312”的文本“科大讯飞”

0xFD 0x00 0x0A 0x01 0x00 0xBF 0xC6 0xB4 0xF3 0xD1 0xB6 0xB7 0xC9

语音合成命令帧示例，发送文本编码格式为“GBK”的文本“科大讯飞”

0xFD 0x00 0x0A 0x01 0x01 0xBF 0xC6 0xB4 0xF3 0xD3 0x8D 0xEF 0x77

语音合成命令帧示例，发送文本编码格式为“BIG5”的文本“科大讯飞”

0xFD 0x00 0x0A 0x01 0x02 0xAC 0xEC 0xA4 0x6A 0xB0 0x54 0xAD 0xB8

语音合成命令帧示例，发送文本编码格式为“UNICODE”的文本“科大讯飞”

0xFD 0x00 0x0A 0x01 0x03 0xD1 0x79 0x27 0x59 0xAF 0x8B 0xDE 0x98

当 XFS4041CN 芯片正在合成文本的时候，如果又接收到一帧有效的合成命令帧，芯片会立即停止当前正在合成的文本，转而合成新收到的文本。

表格 10 语音合成命令

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9.1.2 停止合成命令

名称发送的数据说明

命令字 0x02 停止当前合成参数列表无

帧头数据区长度数据区

命令帧格式结构

0xFD

高字节低字节 0x00 0x01 0x02

表格 11 停止合成命令

9.1.3 暂停合成命令

命令字

名称发送的数据说明

命令字 0x03 暂停当前合成参数列表无

帧头数据区长度数据区

命令帧格式结构

0xFD

高字节低字节

命令字

0x00 0x01 0x03

表格 12 暂停合成命令

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9.1.4 恢复合成命令

名称发送的数据说明

命令字 0x04 恢复暂停的合成参数列表无

帧头数据区长度数据区

命令帧格式结构

0xFD

高字节低字节

命令字

0x00 0x01 0x04

表格 13 恢复合成命令

9.1.5 状态查询命令

名称发送的数据说明

通过该命令获取相应参数，来判断 TTS 芯片是否处在合成状

命令字 0x21

态，返回 0x4E 表明芯片仍在合成中，返回 0x4F 表明芯片处于空闲状态

参数列表无

帧头数据区长度数据区

命令帧格式结构

0xFD

高字节低字节

命令字

0x00 0x01 0x21

表格 14 状态查询命令

XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册

9.1.6 进入 IDLE 状态

名称发送的数据说明

命令字 0x22 进入 IDLE 状态参数列表无

命令帧格式结构

帧头数据区长度数据区

高字节低字节

命令字

0xFD

0x00 0x01 0x22

表格 15 进入 IDLE 状态命令

9.1.7 进入 POWER DOWN 状态

名称发送的数据说明

命令字 0x88 进入 POWER DOWN 状态参数列表无

命令帧格式结构

帧头数据区长度数据区

高字节低字节

命令字

0xFD

0x00 0x01 0x88

表格 16 进入 POWER DOWN 状态命令

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9.1.8 唤醒命令

名称发送的数据说明

命令字 0xFF 从 IDLE 或 POWER DOWN 状态，恢复到正常工作状态参数列表无

命令帧格式结构

帧头数据区长度数据区

高字节低字节

命令字

0xFD

0x00 0x01 0xFF

表格 17 唤醒命令

9.2 芯片回传

XFS4041CN 芯片在初始化成功时会回传一个字节的“初始化成功”回传，初始化不成功上位机收不到此回传。

XFS4041CN 芯片收到一个命令帧后会判断此命令帧正确与否，如果命令帧正确返回“收到正确命令帧”回传，如果命令帧错误则返回“收到错误命令帧” 回传。

XFS4041CN 芯片收到状态查询命令时，如果芯片正处于合成状态则返回“芯片忙碌”回传，如果芯片处于空闲状态则返回“芯片空闲”回传。

XFS4041CN 芯片在一帧数据合成完毕后，会自动返回一次“芯片空闲”的回传。

回传数据类型回传数据触发条件

初始化成功 0x4A 芯片初始化成功收到正确命令帧 0x41 收到正确的命令帧收到错误命令帧 0x45 收到错误的命令帧芯片忙碌 0x4E 收到“状态查询命令”，芯片处于合成文本状态回传 0x4E

当一帧数据合成完以后，芯片进入空闲状态回传 0x4F；

芯片空闲 0x4F

当芯片收到“状态查询命令”，芯片处于空闲状态回传

0x4F

表格 18 芯片回传

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10 产品规格

10.1 封装

XFS4041CN 两个芯片的封装分别如下：

1) 芯片 4041A：LQFP128

尺寸标注

A

A1

A2

A3

A4

B

B1

B2

C

C1

C2

最小（mm）最大（mm）

15.80 16.20

13.90 14.10

0.12 0.24

0.4TYP

0.9TYP

15.80 16.20

13.90 14.10

0.9TYP

1.40 1.60

1.35 1.45

0.09 0.18

尺寸标注

C3

C4

C5

D

D1

R1

R2

θ1

θ2

θ3

θ4

最小（mm）最大（mm）

0.05 0.15

0.6365TYP

0.90 1.10

0.45 0.70

0.15TYP

12°TYP

4°TYP

图表 6芯片 4041A 的外观形式和尺寸

2) 芯片 4041B：TQFP48

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尺寸标注

A

A1

A2

b

c

D

最小（mm）最大（mm）

 1.20

0.05 0.15

0.95 1.05

0.19 0.26

0.09 0.20

6.90 7.10

尺寸标注

D1

E

E1

e

L

θ

最小（mm）最大（mm）

8.85 9.15

6.90 7.10

8.85 9.15

0.50(BSC)

0.45 0.75

1° 7°

图表 7 芯片 4041B 的外观形式和尺寸

10.2 特性参数

10.2.1 极限值

参数符号最小值最大值单位

工作电压 DV33 3.0 3.6 V

引脚输入电压存储温度 T

环境温度 T

VIN -0.3 3.6 V

-40 125 ℃

STO

-35 85 ℃

A

表格 19 芯片电气极限参数

注意：如果超出表中所列的极限参数，将可能导致器件损坏。

10.2.2 直流电气特性

参数符号条件最小值典型值最大值单位

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工作电压

DV33 3.00 3.30 3.60 V DV18 1.62 1.80 1.98 V

输入低电平 VIL 0.3DV33 V 输入高电平 VIH 0.7DV33 V 输出低电平 VOL 取决于负载 0.4 V 输出高电平 VOH 取决于负载 2.4 V

工作电流 ICC

DV18 = 1.8 V

40 50 60

mA

DV33 = 3.3V 17.6 22 26.4

输入漏电流 II V

= 3.3V 或 0V -1 1 uA

I

输出电流 IOH 15 mA 吸收电流 IOL 15 mA 复位时间 T 初始化时间 T

2 4 ms

RST

22 ms

INI

表格 20 电气直流特性参数

10.2.3 音频 DAC 特性

参数最小值典型值最大值单位

3.0 3.3 3.6

工作电压

V

1.62 1.80 1.98

最小负载电阻 16

Ω

最大输出电压 1.8 V 最大输出功率 25 mW

表格 21 音频 DAC 特性参数

10.2.4 非文本合成状态下的功耗参数

57.6mA

空闲

83uA 31 mA

表格 22 非文本合成状态下的功耗参数对应表

Power Down IDLE

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10.2.5 接收合成命令到开始播音间隔时间

接收文本的大小是否连接 SPI flash 最小值最大值

未接 SPI flash 76 ms 520 ms

4096 字节文本

已接 SPI flash 85 ms 1100 ms

表格 23 接收合成命令到开始播音间隔时间

10.3 焊接工艺要求

10.3.1 烘烤温度及时间

XFS4041A、XFS4041B 的潮敏等级是 3 级，在≤30℃/60%RH 的环境条件下，落地寿命为 168 小时。

产品名称潮敏等级

XFS4041A 3 168 H XFS4041B 3 168 H

表格 24 潮敏分类等级及落地寿命

当使用时发现拆装芯片超过落地寿命时，需要按照下表的规定烘烤后，再进入回流焊流程。烘烤时间的规定如下：

芯片超过落地寿命

时间

烘烤温度 125℃

烘烤时间要求 9 H 7 H 33 H 23 H 312H 216H

＞72 H ≤72 H ＞72 H ≤72 H ＞72 H ≤72 H

表格 25 芯片烘烤的参考条件

（拆开包装后，在≤30℃/60%RH 的湿度条件下）

90℃ ≤5%RH

落地寿命

40℃ ≤5%RH

注意：

1) 上表中：RH 表示相对湿度；H 表示小时；

2) 烘烤时料盘的耐温性能应符合要求。

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10.3.2 回流焊的峰值温度

产品型号封装最低峰值温度最高峰值温度

XFS4041A LQFP128 240℃ 260℃ XFS4041B TQFP48 240℃ 260℃

表格 26 芯片烘烤的参考条件

注意：根据焊剂融化点，可能要求采用更高的温度，锡膏的典型温度值：铅锡膏剂为 220±5℃；锡银铜剂膏为 245±5℃，具体依据生产厂商的规格。

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11 .附录

11.1 文本控制标记列表

作用控制标识详细说明芯片默认

设置对汉语拼音的识别

选择发音人 [m?]

设置数字处理策略 [n?]

合成过程中停顿一段时间

设置姓名读音策略 [r?]

[i?]

[p?]

? 为 0，不识别汉语拼音 ? 为 1，将“拼音＋1 位数字（声调）”识别

为汉语拼音，例如：hao3 ? 为 3，设置发音人为小燕(女声)

? 为 51，设置发音人为许久(男声) ? 为 52，设置发音人为许多(男声) ? 为 53，设置发音人为小萍(女声) ? 为 54，设置发音人为唐老鸭(效果器) ? 为 55，设置发音人为许小宝(女童声) ? 为 0，自动判断

? 为 2，数字作数值处理 ? 为无符号整数，表示停顿的时间长度，单

位为毫秒(ms) ? 为 0，自动判断姓氏读音

? 为 1，强制使用姓氏读音规则

[i0]

[m3]

[n0] ? 为 1，数字作号码处理

[r0]

设置语速 [s?] ? 为语速值，取值：0～10 [s5] 设置语调 [t?] ? 为语调值，取值：0～10 [t5] 设置音量 [v?] ? 为音量值，取值：0～10 [v5]

设置提示音处理策略 [x?]

设置号码中“1”的读法

是否使用韵律标记 “*”和“#”

[y?]

[z?]

? 为 0，不使用提示音 ? 为 1，使用提示音 ? 为 0，合成号码“1”时读成“幺” ? 为 1，合成号码“1”时读成“一” ? 为 0，“*”和“#”读出符号 ? 为 1，处理成韵律，“*”用于断词，“#”

用于停顿

[x1]

[y0]

[z0]

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? 为标记前一个汉字的拼音＋声调（1～5 分

为单个汉字强制指定拼音

恢复默认的合成参数 [d] 所有设置（除发音人设置外）恢复为默认值

注意：

i. 所有的控制标识均为半角字符。 ii. 控制标识需要按照语音合成命令的格式发送，控制标记作为文本进行合成，即合成命令是“帧

头 + 数据区长度 + 合成命令字 + 文本编码格式 + 控制标记文本”的格式。 iii. 控制标识为全局控制标识，也就是只要用了一次，在不对芯片进行复位、或断电、或使用[d]

恢复默认设置的条件下，其后发送给芯片的所有文本都会处于它的控制之下。

[=?]

别表示阴平，阳平，上声，去声和轻声）5 个声调。例如：“着[=zhuo2]手”，“着”字读作“zhuó”

表格 27 控制标记列表

iv. 当芯片掉电或是复位后，原来的设置过的标识会失去作用，芯片将恢复到所有的默认值。

11.2 提示音

11.2.1 内部集成提示音

芯片中集成了 20 首声音提示音，可以依据使用场合选用作为信息提示音。下面列表中是目前芯片内置提示音的名称及建议用途：

调用文本说明

sounda 短消息提示音 soundb 信息提示音 soundc 短消息提示音 soundd 电话铃音 sounde 短消息提示音 soundf 信息提示音 soundg 信息提示音 soundh 警报声 soundi 信息提示音 soundj 振动声

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soundk 信息提示音 soundl 水滴声 soundm 信息提示音 soundn 出错提示 soundo “布谷”声提示音 soundp 紧急警报声 soundq 警报声 soundr 警报声 soundt 局促提示音 soundu 门铃声

表格 28 提示音列表

注意：提示音在使用上没有特殊性，与合成普通文本的合成命令相同。但是，需要注意的是：提示音名称前面或后面紧接着是英文字母时，需要使用标点符号、空格、回车等与其他字母隔开，芯片才能够自动识别。

例如：发送文本“sounda，hello！”，sounda 就可以合成对应的短信提示音，但是如果发送的文本“soundahello！”，sounda 就不能合成提示音，而是直接朗读成字母“S-O-U-N-D-A”。

11.2.2 添加提示音

如果用户希望使用自己的某些音频文件作为提示音使用，可以按照下面的方法进行添加提示音。

1) 把要使用的文件（音频文件必须是 16k、16bit 的 wav 文件，文件数目不能超过 255 个）

放在单独的一个文件夹中，并在文件夹中创建一个 txt 文件，在 txt 文件中按照顺序对应的给每个 wav 文件定义一个调用名称。调用名称可以是中文汉字、英文字母、数字或者它们的组合，如：“开机提示音 1”。

2) 把上述文件夹使用专门的打包工具“添加提示音的资源打包工具”（XFS4041CN 芯片用

户开发资料中包含此工具）进行打包，软件会自动判断被打包的 wav 文件是否合法，合法则生成名为“UserPrompt.irf”的文件。

3) 把打包后的文件烧录到 SPI flash 中。

4) 将 SPI flash 与 XFS4041CN 芯片的 SPI flash 接口连接。

5) 使用合成命令发送调用名称到 XFS4041CN 即可播放这个名称对应的音频文件。

Datasheet XFS4041CN Datasheet (iFlytek)

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual

1 概述

2 主要应用领域

3 功能特点

4 订货信息

5 系统构成框图

6 引脚定义

7 芯片控制方式

7.1 控制命令

7.2 芯片回传

8 通讯方式

8.1 UART 通讯模式

8.1.1 硬件连接

8.1.2 通讯传输字节格式

8.1.3 波特率配置方法

8.2 SPI 通讯模式

8.2.1 硬件连接

8.2.2 通讯传输字节格式

9 通讯协议

9.1 芯片支持的控制命令

9.1.1 语音合成命令

9.1.2 停止合成命令

9.1.3 暂停合成命令

9.1.4 恢复合成命令

9.1.5 状态查询命令

9.1.6 进入 IDLE 状态

9.1.7 进入 POWER DOWN 状态

9.1.8 唤醒命令

9.2 芯片回传

10 产品规格

10.1 封装

10.2 特性参数

10.2.1 极限值

10.2.2 直流电气特性

10.2.3 音频 DAC 特性

10.2.4 非文本合成状态下的功耗参数

10.2.5 接收合成命令到开始播音间隔时间

10.3 焊接工艺要求

10.3.1 烘烤温度及时间

10.3.2 回流焊的峰值温度

11 .附录

11.1 文本控制标记列表

11.2 提示音

11.2.1 内部集成提示音

11.2.2 添加提示音