iFlytek XF-S3011 User Manual

XF-S3011 中文语音合成芯片

数据手册

安徽中科大讯飞信息科技有限公司

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

V 1.1 - 2005年5月11日

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Rev1.0 2004-12-22 Rev1.1 2005-5-11

完成本手册第一版科大讯飞强调音频电路设计的注意事项科大讯飞

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1. 概述............................................................................................................................................. - 3 -

2. 特点............................................................................................................................................. - 3 -

3. 系统框图..................................................................................................................................... - 4 -

4. 主要应用领域............................................................................................................................. - 4 -

5. 功能描述..................................................................................................................................... - 5 -

6. 通讯方式..................................................................................................................................... - 6 -

6.1 通讯波特率 .........................................................................................................................- 6 -

6.2 通讯传输字节格式 .............................................................................................................- 6 -

7. 控制命令..................................................................................................................................... - 6 -

7.1 控制命令描述 .....................................................................................................................- 6 -

7.2 芯片反馈 .............................................................................................................................- 7 -

7.3 芯片状态查询 .....................................................................................................................- 7 -

7.4 芯片的复位 .........................................................................................................................- 7 -

8. 外围应用电路............................................................................................................................. - 8 -

8.1 芯片外围电路 .....................................................................................................................- 8 -

8.2 芯片以单片机为上位机的连接..........................................................................................- 9 -

8.3 芯片以PC为上位机的连接..............................................................................................- 10 -

8.4 音频参考电路 ...................................................................................................................- 11 -

8.4.1

8.4.2

9. 芯片封装形式........................................................................................................................... - 13 -

9.1 外观 ...................................................................................................................................- 13 -

9.2 引脚定义 ...........................................................................................................................- 13 -

9.3 装配图 ...............................................................................................................................- 15 -

10. 电气特性 .............................................................................................................................. - 16 -

10.1 极限参数 ...........................................................................................................................- 16 -

10.2 直流特性 ...........................................................................................................................- 16 -

三极管驱动功放驱动

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1. 概述

语音合成技术，简称 TTS（Text To Speech）技术，该技术解决如何将文字信息转化为声音信息的问题，从而变看为听，使得人们获取信息的方式更加丰富和自然。语音合成技术是实现人机语音通信的关键技术之一，涉及声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多种学科知识，是中文信息处理领域的一项前沿技术。

XF-S3011 芯片是安徽中科大讯飞信息科技有限公司研发的一款中文语音合成芯片，将完整的语音合成系统完全集成到单一的处理器内部，通过串口接收并合成任意文本。该芯片采用QFP*封装，可方便的集成到需要中文语音合成功能的嵌入式设备之中。

2. 特点

z 可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成

z 支持 GB2312、UNICODE 两种内码格式的文本

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，具备一定的多音字处理和中文姓氏处理能力

z 清晰、自然、准确的中文语音合成效果

z 对电话号码、数值、时间日期等特定文本提供较好的定制合成效果

z 芯片内固化有多首和弦音乐、提示音效和针对某些行业领域的常见语音提示音

z 支持多种控制命令，包括：合成、停止、暂停合成、继续合成等

z 支持多种文本控制标记，提升文本处理的正确率

z 支持休眠功能，在休眠状态下可降低功耗

z 支持 UART 串行数据通讯接口，波特率 9600bps

z 两路 10 bit DAC 模拟音频输出

z 宽工作电压：2.6~5.5V

z 提供 QFP（44pin）封装形式和裸片封装形式

z 芯片各项指标均满足车载环境下的应用

QFP：即

Quad Flat Package 详情可查询有关标准规定。

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3. 系统框图

4. 主要应用领域

9 车载 GPS 导航 9 车载电话、信息电话 9 公交车语音报站器 9 考勤机、打卡机 9 税控机、POS 机 9 智能仪器 9 智能玩具 9 排队机 9 自动售货机

图表 1 芯片结构框图

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5. 功能描述

XF-S3011 中文语音合成芯片是一款针对嵌入式应用领域而设计的单芯片处理器，具有合成任意中文文本的能力。芯片的文本分析算法具备一定的智能性，可识别常见的数值、号码、时间、度量单位等格式的文本，可对中文姓氏中的多音字进行处理。除了基本的语音合成功能以外，芯片内还定制了一些和弦音乐、提示音效和少数特定行业的常用语音提示音，使得芯片的效果有更佳表现；同时芯片提供特殊的控制标记，使用这些标记可以让合成的效果达到更好的效果。由于采用小尺寸的单芯片封装架构，用户可以方便的将其集成到嵌入式设备中，为设备添加人性化的语音功能。该芯片的主要功能描述如下：

z 文本合成功能：芯片支持任意中文文本的合成，可以采用 GB2312 或者 Unicode 两

种编码方式，其中 GB2312 是中国大陆地区常用的中文文本编码格式；Unicode 编码是国际通用的编码格式。芯片在默认情况下按 GB2312 编码格式处理中文文本。芯片支持英文字母的合成，遇到英文单词时按字母方式发音。

z 文本分析算法：芯片具有智能的文本分析算法，对常见的数值、电话号码、时间日

期、度量衡符号等格式的文本，系统能够根据内置的文本匹配规则进行正确的识别和处理。如“2004/12/21”可以识别并读作 “二零零四年十二月二十一日”。

z 定制合成引擎：芯片对号码、数值、时间日期类型的文本，定制了特殊的处理引擎。

如果采用定制引擎合成上述文本，可以获得更加自然流畅的文本合成效果，尤其适用于经常要播报数值、号码和时间的场合。

z 提示音：芯片内有和弦提示音、音效提示音，可用于铃声和信息提醒。此外，还针

对车载电话、车载导航、考勤机、智能仪器、税控机等行业，录制了一些常用的语音提示音，配合定制合成引擎的使用，可以使这些行业领域的信息播报获得更为自然的效果。

z 文本标记功能：芯片允许在文本中插入特殊控制标记，利用这些控制标记可以调节

芯片的参数，提升芯片文本分析的正确率，如：可调节芯片合成的音量大小、产生静音间隔、标识中文姓氏文本、标识数值、号码文本等。

z 简易的开发接口：芯片采用串口通信方式，且命令协议简练有效；可通过统一的“合

成命令”接口播放音乐、音效和中文文本，甚至进行系统参数的设置。开发者只需要掌握少量命令便可轻松上手，使用所有主要功能。

z 硬件特性：芯片采用单芯片封装形式，尺寸小，易于集成；具有休眠功能，可节约

能耗；可通过引脚电平查询芯片当前的工作状态。

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Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

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3. 系统框图

4. 主要应用领域

5. 功能描述