前言
什么是語音合成芯片：語音合成芯片也稱為TTS芯片，即文字轉(zhuǎn)語音芯片，是一種能夠?qū)⑤斎氲奈淖中畔⑥D(zhuǎn)換為語音輸出的芯片。通過TTS芯片，我們可以將文字信息轉(zhuǎn)化為自然語音，實現(xiàn)人機語音交互。
語音合成芯片的應(yīng)用非常廣泛。例如，在智能家居領(lǐng)域，它可以用于語音控制家電設(shè)備；在車載設(shè)備中，它可以實時播報導(dǎo)航信息或交通提醒；在醫(yī)療設(shè)備中，它可以幫助醫(yī)生或患者獲取語音形式的醫(yī)療信息；在機器人領(lǐng)域，它使得機器人能夠與人類進行語音交互，提高人機交互的便捷性和自然性。

一、芯片介紹
我們以市場中主流的TTS芯片SYN8086為例，它是一款性/價比更高，效果更自然的一款高端語音合成芯片。本芯片通過UART接口，接收待合成的文本數(shù)據(jù)，實現(xiàn)文本到語音（或TTS語音）的轉(zhuǎn)換。
二、功能介紹
①、支持清晰、自然、準確的任意中文文本的合成，文本編碼可采用GB2312、GBK、Unicode和UTF8四種編碼方式。
②、芯片支持文本智能分析處理功能，對常見的數(shù)值、電話號碼、時間日期、度量衡符號等格式的文本，芯片能夠根據(jù)內(nèi)置的文本匹配規(guī)則進行正確的識別和處理。
③、支持多音字和姓氏處理、多個發(fā)音人、音量、語速、語調(diào)調(diào)整、提示音等
④、支持低功耗模式、UART通訊方式。支持多種控制命令等
三、應(yīng)用場景
- 車載終端 智慧停車 智能家居 智能鬧鐘
- 考勤終端 公交報站 智能手表 智能家電
- 排隊叫號 預(yù)警終端 智能門鈴 智能藥盒
- 儀器儀表 智能玩具 智能門鎖 智能穿戴
- 語音對講 自助終端 血壓計 充電樁

四、最小系統(tǒng)
- 最小系統(tǒng)包括：控制器模塊、語音合成芯片、功放模塊和喇叭。
- 主控制器和語音合成芯片之間通過UART接口連接，主控芯片UART接口向語音合成芯片發(fā)送控制命令和文本，語音合成芯片把接收到的文本合成為語音信號輸出，輸出的信號經(jīng)功率放大器進行放大后連接到喇叭進行播放。

五、軟件設(shè)計
1、串口命令
說明：上位機通過串口發(fā)送給語音合成芯片的所有命令和數(shù)據(jù)都需要用“幀”的方式進行封裝后傳輸。
- 公共命令匯總

- 語音合成命令匯總

舉例：播放文本編碼格式為 “GBK” 的文本“宇音天下”
命令幀：0xFD 0x00 0x0A 0x01 0x01 0xD3 0xEE 0xD2 0xF4 0xCC 0xEC 0xCF 0xC2

2、控制標記
說明：漢字博大精深的文化底蘊，和當前技術(shù)發(fā)展的限制，語音合成還不能做到百分之百的準確。為滿足客戶在各種復(fù)雜環(huán)境的個性化需求，特推出以下文本控制標記，用于靈活控制漢字發(fā)音的變化。

- 部分控制標記

- 控制標記舉例：

舉例：設(shè)置TTS音量為10級
命令幀：0xFD 0x00 0x07 0x06 0x01 0x5B 0x76 0x31 0x30 0x5D
舉例：設(shè)置TTS語速為10級
命令幀：0xFD 0x00 0x07 0x06 0x01 0x5B 0x73 0x31 0x30 0x5D

3、提示音
SYN8086語音合成芯片內(nèi)集成了多首聲音提示音，可用于不同行業(yè)不同場合的信息提醒、報警等功能。例如：刷卡音，門鈴音，警報音等。
- 部分提示音舉例

舉例：播放名稱為“sound901”的提示音
命令幀：FD 00 0A 01 01 73 6F 75 6E 64 39 30 31

4、C語言范例

#include #include void main(void) { /需要發(fā)送的文本******************/ char code text[ ] = {"歡迎使用宇音天下研發(fā)的語音合成芯片"}; unsigned char headOfFrame[5]; unsigned char length ; unsigned int i = 0; length = strlen(text); //需要發(fā)送文本的長度 /串口的初始化********************/ TL1 = 0xFA; // 在11.0592MHz 下，設(shè)置波特率9600bps，工作方式2 TH1 = 0xFA; TMOD = 0x20; SCON = 0x50; // 串口工作方式1，允許接收 PCON = 0x80; EA = 0; REN = 1; TI = 0; //發(fā)送中斷標志位置零 RI = 0; //接收中斷標志位置零 TR1 = 1; //定時器1 用作波特率發(fā)生 /發(fā)送過程*********************/ headOfFrame[0] = 0xFD ; //構(gòu)造幀頭FD headOfFrame[1] = 0x00 ; //構(gòu)造數(shù)據(jù)區(qū)長度的高字節(jié) headOfFrame[2] = length + 2; //構(gòu)造數(shù)據(jù)區(qū)長度的低字節(jié) headOfFrame[3] = 0x01 ; //構(gòu)造命令字：合成播放命令 headOfFrame[4] = 0x01 ; //構(gòu)造命令參數(shù)：編碼格式為GBK for(i = 0; i

六、硬件設(shè)計
1、通訊方式
語音合成芯片支持UART接口通訊方式，可通過UART 接口接收上位機發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)。

2、引腳定義

3、參考電路

4、電源電路設(shè)計
3.1V-4.2V單獨供電，接VCC口。POPEN、BAUD0、BAUD1、WAKEUP默認均有上拉電阻，如果IO需要上拉請上拉到VDDIO，而不是VCC。

- 功放參考電路

以CS8126T為參考

5、芯片參數(shù)
- 特性極限值

- 電壓工作范圍

6、模塊說明
- 模塊實物圖

- 模塊尺寸

- 模塊引腳圖

- 模塊引腳定義

結(jié)語
智能語音技術(shù)正在引領(lǐng)人機交互進入全新的時代。其卓越的語音處理能力、高度集成化和小型化設(shè)計，以及不斷優(yōu)化的低功耗特性，使得語音合成芯片在智能家居、智能車載、可穿戴設(shè)備等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
在此，我們期待語音合成芯片技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，為人與人、人與機器之間的溝通搭建起更加便捷、高效的橋梁，共同開啟智能語音交互的新篇章。

審核編輯 黃宇