KT803C的測試模組是UDPF1FS

1.1?簡介?

UDP1FS是一個提供串口的語音模塊，**的集成了MP3、WAV的硬解碼。同時軟件支持工業(yè)級別的串口通信協(xié)議，以SPIFLASH作為存儲介質(zhì)。通過簡單的串口指令即可完成播放指定的語音，以及如何播放語音等功能，無需繁瑣的底層操作，使用方便，穩(wěn)定可靠是此款產(chǎn)品的**特點。

無需任何燒錄器，無需任何軟件，USB直接燒寫FLASH。同時支持串口直接下載語音

UDP1FS模塊是基于KT803C芯片開發(fā)的測試模塊，用以滿足串口下載語音的需求

兼容KT803C[SSOP24] 和KT804C[SOP16]兩款芯片的測試

1.2?功能

1、支持采樣率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48

2、24位DAC輸出，動態(tài)范圍支持90dB，信噪比支持85dB

3、**支持16M字節(jié)的SPIFLASH。例如W25Q16[2M字節(jié)]、W25Q128[16M字節(jié)]

4、Miniusb接口更新語音文件，無需安裝任何軟件。支持XP和WIN7系統(tǒng)。

5、30級音量可調(diào)。支持外掛多種類型的功放，如3W、5W、10W等等

6、支持用戶直接單片機窗口下載語音，按照我們給出的協(xié)議。滿足遠程更換聲音的需求，常見的如藍牙、wifi、4G等等無線方案來輕松的更換聲音

7、存儲的語音文件可以很方便的通過串口進行動態(tài)更新。適用于一些短聲音文件，以及小文件

1.3?應(yīng)用

1、 車載導(dǎo)航語音播報

2、 公路運輸稽查、收費站語音提示；

3、 火車站、汽車站安全檢查語音提示；

4、 電力、通信、金融營業(yè)廳語音提示；

5、 車輛進、出通道驗證語音提示；

6、 公安邊防檢查通道語音提示； ????

8、 電動觀光車安全行駛語音告示； ??

9、 機電設(shè)備故障自動報警；

10、消防語音報警提示；

1.?方案說明

芯片選用的是SOC方案，集成了一個16位的MCU，以及一個專門針對音頻解碼的aDSP，采用硬解碼的方式，更加保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和音質(zhì)。小巧的封裝尺寸更加滿足嵌入其它產(chǎn)品的需求

2.1?參數(shù)說明

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2.2?管腳說明

備注：模塊內(nèi)置單聲道功放。另外模塊第1腳和第16腳都有絲印標注的

(1)、用戶如果拿一個喇叭對模塊進行測試，把喇叭的兩個腳分別連接SPK1和SPK2.

(2)、DACL和DACR只能推動耳機，是芯片內(nèi)部自己產(chǎn)品的音頻信號，就像電腦的音頻接口一樣

2.3?簡單測試方法

1、我們的模塊自帶Microusb座子，用戶可以直接接電腦更新語音

2、直接使用安卓的充電線下載或者供電即可[非typeC接口]

3、用戶拿到模塊，可以用鑷子IO1到地[模擬一個微動開關(guān)]來判斷

模塊是否正常，但是前提是設(shè)備中至少要有1段語音

4、模塊如果正常播放聲音之后，就可以使用串口對模塊進行正常的

測試了

5、一定不要用usb連接電腦供電，因為會進入下載模式

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2.4下文的概念解析

1、分區(qū)的概念

(1)、由于我們將spiflash默認的分為了兩個區(qū)間，所以下文會提到，**分區(qū)和第二分區(qū)的概念.

(2)、其中**分區(qū)指的是可以通過USB下載固定語音的部分空間

(3)、其中第二分區(qū)指的是通過串口動態(tài)更新的部分空間

(4)、兩個空間相互獨立，互不干擾，可以分別控制，也可以統(tǒng)一控制，詳見下文的介紹

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2.5串口下載流程說明---最為核心的部分

以下所有的流程，您只需要在邏輯上面分析一下，知道一個大概即可，我們有單獨的上位機軟件來配合調(diào)試的，所有的命令以及下載的流程都在上位機里面有體現(xiàn)

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2.5.1?串口下載的協(xié)議

波特率：115200????數(shù)據(jù)位：8??奇偶校驗：None???停止位：1????流控制：全部關(guān)閉

一、串口下載文件數(shù)據(jù)格式（0xA1）?----這里只爭對下載數(shù)據(jù)包

完整的下載有效數(shù)據(jù)格式：

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2.5.2?串口下載的詳細說明

1、如果上位機發(fā)送一個100.2KB的音頻文件至芯片，那么發(fā)送的細節(jié)如下

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(1)、首先分析這100.2KB的數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)拆分為以256[0.25kb]個字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)包.那么總共需要傳400.8次才能將這一幀數(shù)據(jù)傳完。重點注意后面的0.8次實際上是占用一次的，不夠256個字節(jié)的字節(jié)補0。組成一個完整的256字節(jié)的數(shù)據(jù)包，即總包數(shù)為401包

(2)、開始握手。上位機發(fā)送7E A0 00 03 03?01 91 ?EF

==> 這個代表上位機準備發(fā)送下載數(shù)據(jù)，03代表的是第3個文件。這個數(shù)據(jù)的總包數(shù)為“0x0191= 401”

==> 下位機收到之后，會返回7E A0 00 02 00 00 EF，代表下位機準備就緒

==> 此時上位機開始發(fā)送**包數(shù)據(jù)，下位機收到之后，會返回“7E A0 00 02 00 01 EF”代表**包數(shù)據(jù)收到，此時上位機依次往下發(fā)，下位機每次收到之后，都會返回當前包的序號作為應(yīng)答

==> 如果上位機在5秒之類沒有收到下位機的應(yīng)答，則重發(fā)。重發(fā)第二次還未收到應(yīng)答，則意味著此次下載失敗，上位機需要做的事情就是發(fā)送“復(fù)位命令”，然后等待100ms，再重新發(fā)起下載。

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2、如果第3個文件上位機發(fā)送完畢：

(1)、上位機主動往下位機發(fā)送“7E A3 00 02 00 03?EF”，這樣代表上位機已經(jīng)將當前全部下發(fā)完畢。

(2)、等待下位機應(yīng)答。如果下位機接收沒問題，會返回這條指令作為應(yīng)答，上位機再繼續(xù)下一個文件的下載流程

【備注：每一包數(shù)據(jù)，我們芯片收到之后會自動寫入到存儲器之中?！?/b>

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3、如果上位機發(fā)送完所有的數(shù)據(jù)之后的處理

(1)、確認一下所有的應(yīng)答都接收是否有誤，如果無誤，則上位機主動發(fā)出一個

“7E A3 00 02 00 00 EF” --- 代表整個下載過程完成，告知下位機退出下載模式

(2)、同時下位機收到這個命令之后，開始校驗整個的文件數(shù)，確認沒問題返回“7E 3F?00 02 dat1?dat2?EF”作為應(yīng)答，同時下位機退出下載模式。進入正常等待狀態(tài)”。

[dat1:**分區(qū)文件總數(shù)]

[dat2:第二分區(qū)文件總數(shù)] --- 串口下載的部分

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這里使用上位機單獨下載一個文件的截圖：

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2.5.3?串口下載的相關(guān)指令說明

串口下載所使用的指令“0xA0”、“0xA1”、“0xA2”、“0xA3”

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1、下載信息交換（A0）

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2、傳輸過程中出錯的代碼反饋【下位機到上位機】（A2）

這個暫時可以不處理。

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3.?串口通訊協(xié)議

????串口作為一種在控制領(lǐng)域常用的通信，我們進行了工業(yè)級別的優(yōu)化，加入的幀的校驗、重發(fā)、錯誤處理等措施，大大加強通信的穩(wěn)定性和可靠性，串口的通信波特率默認為115200，不可再設(shè)置

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3.1?通訊格式

舉個例子，如果我們指定播放SPIFLASH，就需要發(fā)送:7E A5?00?02?00 01 EF

數(shù)據(jù)長度為2?,這2個字節(jié)分別是[00 01] 。代表是指定**分區(qū)的**段語音播放

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3.2?通訊指令

我們的通訊分為以下兩大塊

n?控制指令

n?查詢芯片的參數(shù)以及狀態(tài)

3.2.1?控制指令

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3.2.2?查詢指令

這里是查詢芯片的狀態(tài)和相關(guān)的參數(shù)

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3.3?芯片返回的數(shù)據(jù)

芯片在關(guān)鍵地方均會有數(shù)據(jù)返回。供用戶掌控芯片的工作狀態(tài)

n?芯片上電初始化成功的數(shù)據(jù)

n?芯片播放完當前曲目的數(shù)據(jù)

n?芯片成功接收到指令返回的ACK(應(yīng)答)

n?芯片接收一幀數(shù)據(jù)出錯[包括數(shù)據(jù)沒收完整、校驗出錯兩種情況]

n?芯片在繁忙時，有數(shù)據(jù)過來，芯片會返回忙的指令

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3.3.1?芯片上電返回的數(shù)據(jù)

(1)、芯片上電，需要一定的時間初始化，這個時間是需要根據(jù)SPIFLASH設(shè)備的文件多少決定的，一般情況在小于500ms。如果超過這個時間芯片的初始化數(shù)據(jù)還沒有發(fā)送出來，說明芯片初始化出錯，請檢查硬件的連接

(2)、芯片初始化返回的數(shù)據(jù)為當前的有效文件夾,譬如返回7E 3F 00 002 06 05 EF

==>其中0x06代表的是**分區(qū)的總文件數(shù)為6個

==>其中0x05代表的是第二分區(qū)的總文件數(shù)為5個

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(3)、MCU必須等待芯片初始化指令發(fā)出之后才能發(fā)送相應(yīng)的控制指令，否則發(fā)送的指令芯片將不予處理。同時還會影響芯片的正常初始化。

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3.3.2?曲目播放完畢返回的數(shù)據(jù)[0x39][0x3E]

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1、爭對很多的觸發(fā)型的播放需求，我們模塊更正為播放一曲之后自動進入停止狀態(tài)。如果用戶需要此類應(yīng)用。只需要指定曲目播放即可。這樣，曲目播放完畢會自動停止，等待指令

2、另外我們專門開辟一個IO作為解碼和暫停的狀態(tài)指示。請參見第BUSY腳

(1)、播放狀態(tài)輸出低電平[很多功放有靜音腳，可以通過此IO直接進行控制]

(2)、播放暫停狀態(tài)，輸出高電平。模塊睡眠狀態(tài)。也是低電平

3、模塊通電之后，初始化正常 ，模塊會自動進入設(shè)備播放狀態(tài)。并且停止解碼，等待用戶發(fā)送播放的相關(guān)指令

4、另外用戶在指定設(shè)備之后，需要等待200ms的時間，再發(fā)送指定的曲目，因為一旦指定設(shè)備之后，系統(tǒng)會對指定的設(shè)備進行文件系統(tǒng)的初始化，如果立刻發(fā)送指定的曲目命令，會導(dǎo)致模塊接收不到。

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3.3.3?芯片接收數(shù)據(jù)正常返回的ACK

1、芯片在所有的命令或者查詢數(shù)據(jù)包接收完畢之后，會返回當前接收到的數(shù)據(jù)給MCU，作為接收到的ACK信號

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3.4?串口控制指令詳解

以下我們對關(guān)鍵的地方進行詳細的說明--針對控制指令:

n?指定曲目播放

n?指定播放的音量

n?指定播放的設(shè)備

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3.4.1?指定歌曲播放指令[0xA5--**分區(qū)]

我們給出的指令是支持指定曲目播放的，歌曲的選擇范圍為0~256.其實是可以支持更多的，因為涉及到文件管理的原因，支持過多的歌曲，會導(dǎo)致系統(tǒng)操作緩慢，一般的應(yīng)用也不需要支持這么多的文件。如果客戶有非常規(guī)的應(yīng)用，請事前和我們溝通。

**分區(qū)指的是通過USB下載的部分

(1)、例如選擇**首歌播放，串口的發(fā)送部分7E A5?00?02?00 01 EF

(2)、對于選曲，如果選擇第100首，首先將100轉(zhuǎn)化為16進制,默認為雙字節(jié),就為0x0064。

DH = 0x00 ?;?DL = 0x64

(3)、其它的操作依次類推即可，因為在嵌入式領(lǐng)域采用16進制是最為方便的一種操作。

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3.4.2?指定歌曲播放指令[0xA6--第二分區(qū)]

第二分區(qū)指的是通過串口下載的部分

1、例如選擇第二分區(qū)第10首歌播放，串口的發(fā)送部分7E A6?00?02?00 0A EF

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3.4.3?指定音量播放指令[0x06]

(1)、我們系統(tǒng)上電默認的音量為30級，如果要設(shè)置音量的話,直接發(fā)送相應(yīng)的指令即可

(2)、芯片內(nèi)部設(shè)置的音量細分級數(shù)為0--30.請用戶注意

(3)、例如指定音量為30級,串口發(fā)送的指令:7E 06 00 02 00 1E?EF

(4)、DH = 0x00 ; DL = 0x1E?，30轉(zhuǎn)化為16進制為0x000F?？梢詤⒄詹シ徘坎糠值恼f明

3.4.6?指定文件夾文件名播放[0x0F]

3.4.8?全部循環(huán)播放指令[0x11]

3.4.9?播放停止指令[0x15][0x16]

3.4.16?多文件夾插播功能[0x25]

3.4.17?復(fù)位的說明[0x0C]

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1、芯片的復(fù)位指令為軟復(fù)位，這點請用戶朋友注意一下，因為芯片內(nèi)部集成了MAX831L的看門狗芯片，采用的是內(nèi)部的獨立RC震蕩時鐘，雖然不準，但是確實獨立的，這樣可以保證芯片在**干擾下會自動復(fù)位。復(fù)位的時間為5S-8S。

2、在任何狀態(tài)下，都可以發(fā)送復(fù)位指令讓芯片復(fù)位。

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4.?參考電路

爭對芯片的應(yīng)用，我們提供了詳細的設(shè)計參考，讓您可以更快的上手體驗到該芯片的強大功能

n?串行通信接口，波特率默認115200，可以根據(jù)客戶的要求修改

n?外部的IO按鍵的功能可以按照客戶需求訂制

n?外部單聲道功放參考電路

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4.1串行接口

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1、芯片的串口為3.3V的TTL電平，所以默認的接口的電平為3.3V。

2、如果系統(tǒng)是5V。那么建議在串口的對接接口串聯(lián)一個1K的電阻。這樣足以滿足一般的要求，

3、如果應(yīng)用于強電磁干擾的場合，請參考“注意事項”的說明。

4、芯片在5V和3.3V的系統(tǒng)中均正常的測試過，一切正常。均采用的是直連的方式，并沒有串1K的電阻。一般的芯片都是能夠兼容3.3V和5V的電平。

5、但是用戶在實際的產(chǎn)品開發(fā)過程中，一定要嚴格的測試，留意電平的轉(zhuǎn)換。強烈建議用戶在能修改的條件下，使用3.3V的MCU，響應(yīng)環(huán)保、低功耗的號召。

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4.2外接單聲道功放

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這里功放我們采用的是CSC8002，具體參數(shù)請參考IC的datasheet。應(yīng)用于一般場合足以，如果追求更高的音質(zhì)，請客戶自行尋找合適的功放。上圖中紅色的框框的參數(shù)，請按照我們給出的推薦值，這樣在調(diào)試的過程中，就會少很多雜音

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4.5 USB更新語音說明

我們的芯片可以使用USB充電線直接更新語音，方便、靈活。

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其實SPIFLASH在插入USB連接電腦，原則上是一致的，使用的都是MASSSTORAGE協(xié)議。但是目前技術(shù)上面，暫時還沒辦法實現(xiàn)插上USB連接電腦，同時顯示TF卡和SPIFLASH的盤符功能。這里就分為兩種操作，針對芯片說明

芯片一上電檢測到USB連接電腦，則進入SPIFLASH的讀卡器功能

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4.7.1?USB更新SPIFLASH的語音詳細說明

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我們的模塊可以使用充電線直接更新語音，方便、靈活。我們的優(yōu)勢如下

n?可以按照客戶的要求，更正下載語音的窗口信息

n?無需安裝任何軟件，直接更新，也不需要專用下載器

n?對音質(zhì)無任何壓縮和損壞，保證更高的音質(zhì)體驗

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1、插上我們模塊的USB之后,可以以SPIFLASH作為存儲介質(zhì)的U盤，如下圖

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(1)、可以從上圖看到FLASH的總?cè)萘繛?/span>15.8M字節(jié)。已經(jīng)使用的空間為15.4M字節(jié)。虛擬出來的設(shè)備的文件系統(tǒng)的為FAT格式。FAT文件系統(tǒng)占的存儲空間為442K

(2)、進入設(shè)備之后，如下圖

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可以很清晰的看到設(shè)備里面的文件，以及文件名稱?？梢韵癫僮鱑盤或者讀卡器一樣操作FLASH.只是速度會比他們慢。至于為什么后面會詳細解釋。

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(3)、無論用戶使用多大容量的FLASH，我們模塊都是支持的，并且內(nèi)部已經(jīng)做了自動識別，無需用戶操心，用戶也僅僅需要根據(jù)自己的需求來確定FLASH的容量和型號。

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(4)、目前經(jīng)過我們反復(fù)的測試和驗證，SPIFLASH支持**的容量為16M字節(jié)，對應(yīng)型號W25Q128

因為再大容量的FLASH。由于技術(shù)的原因暫時還沒有突破，后續(xù)會直接更新，請用戶知曉

4.8 用戶使用空白的FLASH說明

用戶在調(diào)試的過程中，會按照自己的需求更換FLASH的大小來滿足自己的需求，這樣就需要以下三個步驟來完成FLASH的替換。

n?將新的空白的FLASH焊接在板子上面

n?通過USB接口對空白的FLASH進行枚舉和格式化

n?格式化完畢，就可以像使用U盤一樣使用

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1???? 2

3????? 4

如上面的4個圖片，就是使用空白FLASH，FLASH的型號為W25Q80，容量為1Mbyte。使用USB連接電腦**次的處理過程。上面的截圖可以很詳細的看出步驟

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1、我們的方案目前**支持64M字節(jié)的FLASH。換算為FLASH一般的型號，如：W25Q512.但是市面上目前量產(chǎn)的FLASH為32M字節(jié)，也就是W25Q256。請用戶注意，并且封裝還不是SOP8的

標紅色的代表我們此版本暫時還不支持。后續(xù)會加大測試和技術(shù)力度，做到完全兼容

2、我們的芯片支持自動識別FLASH的容量大小。所以用戶無需關(guān)心，只需要按照自己的需求使用合適大小的FLASH即可

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3、因為空白的FLASH里面什么都沒有，所以拿到空白的FLASH**件事情，就需要對FLASH進行格式化。將文件系統(tǒng)的鏈表寫入FLASH中。

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4、等到格式化成功之后，再拔掉USB，再插上USB之后，就可以進行SPIFLASH的讀寫了。另外不同容量的SPIFLASH，格式化的所需要的時間長度是不一致的。也就是說，FLASH的容量越大，格式化所需要的時間越長。

5、經(jīng)過我們大量的測試，基本市面上大部分的FLASH都是支持的，如：GD[兆易]、華邦、旺宏、飛索、港宏等等市場上最常見的。都是無縫支持的，這點請用戶朋友放心。

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5.?注意事項

芯片的使用,關(guān)鍵的地方做如下說明:

n?芯片的GPIO的特性

n?應(yīng)用的中注意事項

n?串口編程部分的注意

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5.1 GPIO的特性

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5.2 應(yīng)用中的注意點

1、芯片對外的接口均是3.3V的TTL電平，所以在硬件電路的設(shè)計中，請注意電平的轉(zhuǎn)換問題。

另外在強干擾的環(huán)境中，請注意電磁兼容的一些保護措施，GPIO采用光耦隔離，增加TVS等等

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2、串口通信，在一般的使用環(huán)境下，注意好電平轉(zhuǎn)換即可。如果強干擾環(huán)境，或者長距離的RS485應(yīng)用，那么請注意信號的隔離，嚴格按照工業(yè)的標準設(shè)計通信電路?？梢月?lián)系我們，我們提供設(shè)計參考

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3、我們支持音頻文件的采樣率**為8KHZ。也就是說低于8KHZ的音頻文件是不支持的，不能正常解碼播放。用戶可以使用音頻處理軟件，提高音頻文件的采樣率來解決這個問題。

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4、芯片在睡眠狀態(tài)的電流在10MA左右，播放中，依據(jù)音量的大小以及外接的喇叭負載，峰值電流可以達到1A。功耗會比較大。如果使用在低功耗場合，請用戶控制芯片或者芯片的供電。這樣可以減小芯片的功耗

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5、用戶如果直接使用我們芯片自帶的功放，請選擇合適的喇叭即可。推薦使用4歐姆/3W。這個是使用效果**的配置。選用其它的喇叭，請注意負載大小，以及功率這兩個參數(shù)

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6、該芯片芯片支持MP3、WAV二種主流的音頻格式。推薦用戶盡量使用MP3格式，因為這樣就更節(jié)省FLASH的容量。

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8、我們的芯片支持8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48KHZ采樣率的音頻文件，這些也是網(wǎng)絡(luò)上絕大多數(shù)的音頻文件的參數(shù)。如果用戶的音頻文件的采樣率不在此范圍內(nèi)，是不支持播放的，但是可以通過專用的軟件轉(zhuǎn)換一下即可。我們的優(yōu)勢就是無壓縮播放和高音質(zhì)，所以不太建議用戶對音頻進行壓縮。

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