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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
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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
本数据手册由合肥讯飞数码科技有限公司版权所有,未经许可,任何单位和个人都不得以电
子的、机械的、磁性的、光学的、化学的、手工的等形式复制、传播、转录和保存该出版物,或
翻译成其他语言版本。一经发现,将追究其法律责任。
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
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XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册
目 录
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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XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册
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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XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册
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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XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册
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
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 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 ——
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
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XFS4041CN 中文语音合成芯片数据手册
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 ——
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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