可以使用串口控制MP3播放的芯片

串口指令控制是音頻芯片領域應用比較廣泛的交互方式之一。相對而言純按鍵方案具備布線簡潔、可編程擴展、兼容性好等優(yōu)勢，特別適合需要和主控MCU協(xié)同工作的嵌入式場景。本篇文章將會對唯創(chuàng)知音旗下的多款支持UART串口控制的MP3解碼芯片進行介紹，涵蓋從入門級的單線方案一直到中高階的藍牙音頻平臺的完整產品線。

一、技術背景：為什么選擇串口控制的MP3芯片

在智能硬件開發(fā)這個領域當中，音頻提示以及語音播報已經成為了產品體驗當中重要的組成部分。傳統(tǒng)的辦法是依靠預先錄制好的音頻文件再加上專用的播放集成電路，通過簡單的電平觸發(fā)來實現(xiàn)聲音的輸出。這樣一種方式雖然已經很成熟了，但是它的靈活性是比較差的，要是需要更換提示音的內容，常常得重新燒錄芯片，終端用戶幾乎是沒有辦法參與更新的。

串口控制方案的出現(xiàn)很好地解決了這一痛點。經過標準化的UART協(xié)議，上位機的MCU可以將指令發(fā)送給音頻解碼芯片，從而實現(xiàn)播放指定文件、調節(jié)音量、切換播放模式、查詢當前狀態(tài)等功能。結合SPI Flash、SD卡或者U盤作為存儲介質，終端設備能夠在不更換硬件的情況下，隨時更新音頻內容。

更重要的是，串口方案從本質上來講天然就支持二次開發(fā)。不管是在工業(yè)儀表的報警語音、智能小家電的操作提示，還是自助終端的引導播報當中，只要主控芯片具備UART接口，就可以無縫地接入這類MP3解碼芯片，能夠極大地縮短產品的開發(fā)周期。

二、產品陣容：唯創(chuàng)知音串口MP3芯片完整梳理

1.WT2003HX系列：經典入門級方案

WT2003HX系列乃是唯創(chuàng)知音針對通用市場所推出的一款UART接口MP3芯片，是該企業(yè)多年在音頻領域中所積累的成熟產品。

在存儲以及格式支持這一方面，該芯片可以適配SPI Flash、SD卡以及U盤這三種存儲介質，文件系統(tǒng)兼容FAT16以及FAT32格式，這就意味著開發(fā)者不需要對音頻文件進行特殊處理，直接把MP3或者WAV文件拷貝到存儲介質里面就可以使用。在音頻格式這一方面，官方宣稱支持MP3以及WAV這兩種常見的編碼方式。

在功放輸出這一方面，芯片內部內置了單聲道功放，能夠支持2W的功率輸出，足夠驅動常見的8歐姆的小功率揚聲器，可以滿足大多數(shù)小型設備的聲音播放需求。

在封裝以及接口這一方面，WT2003HX具備SOP16、SOP8以及DIP8等多種的封裝形式，開發(fā)者在實際進行選型的時候可以根據PCB的空間情況以及焊接工藝來靈活地進行選擇。串口通訊所采用的是標準的UART協(xié)議，其默認的波特率是9600bps，而且還支持在1200bps到57600bps這個范圍之內進行配置，這樣子就可以去適應不同速率的主控芯片以及不同的通訊環(huán)境。

在控制功能這一方面，通過串口指令集可以實現(xiàn)指定索引播放、組合播放、循環(huán)播放、隨機播放以及音量分級調節(jié)等操作。對于不需要復雜交互但又希望保留一定擴展性的項目，WT2003HX是一個務實可靠的選擇。

2.WT2605Ax系列：兼顧存儲多樣性與格式兼容性

WT2605Ax系列乃是針對WT2003HX進行了進一步的擴展，其在存儲介質以及音頻格式的支持方面有著更為廣泛的覆蓋范圍，而且在與U盤、熱插拔等實際使用場景的兼容性這一方面也得到了提升。

該系列也支持U盤、SD卡以及T卡這三種存儲方式，不過和前代產品相比較而言，U盤的熱插拔特性得到了更加優(yōu)良的保障。在實際的產品應用當中，這就意味著用戶可以在不關機的狀態(tài)下去更換U盤里面的音頻內容，對于很多需要頻繁更新提示音的商業(yè)設備來講是有實際意義的。

音頻解碼的能力乃是WT2605Ax的核心之處。該芯片支持MP3、WAV、WMA、FLAC以及AAC等多種音頻格式，覆蓋了目前主流的編碼方案。其中FLAC和AAC的兼容對于需要在有限帶寬或者存儲空間下追求更高音質的開發(fā)者來說是比較實用的。

在輸出接口這一方面，WT2605Ax具備16bit DAC輸出，能夠連接外置的功放或者是直接對接到音頻功放電路，從而實現(xiàn)更為高質量的音頻還原。該系列支持標準的UART串口控制，可以完成目錄指定播放、組合播放、循環(huán)播放、隨機播放等復合指令。

從產品的定位情況來看，WT2605Ax是適合對于音頻質量有比較高的要求，并且還需要同時去支持多種存儲介質的開發(fā)者所使用的。相對入門級的方案而言，它的擴展性以及格式兼容性都更為突出。

3 WT2605C系列：模塊化封裝的實用選擇

WT2605C系列運用了模塊化的設計方式，把核心的解碼芯片和外圍的電路進行了整合封裝。采用這種設計的辦法，開發(fā)者不需要自己去搭建外圍的電路，這樣就縮短了項目啟動的周期。

該系列所支持的存儲介質包含有SPI Flash、SD卡以及U盤，音頻格式可以兼容MP3以及WAV。內置了UART接口并且支持一線串口雙模，既兼顧了標準的工業(yè)協(xié)議的適配需求，又滿足了極簡單線場景的適配需求。功放部分整合了8歐姆/3W的功率輸出，驅動方面的能力相比WT2003HX有了明顯的提升，能夠滿足體積稍大的揚聲器或者需要更大音量的應用場合。

WT2605C內置了EQ(均衡器)設置功能，開發(fā)者可以通過指令在不同的音效模式之間進行切換，適用于終端產品有差異化聽感需求的情況。此系列支持多種組合播放的方式，可以靈活地去應對復雜場景之下的語音播報邏輯。

4 WT2606A3-42N：藍牙與串口的融合方案

WT2606A3 - 42N所針對的是中高端的音頻應用領域。芯片支持藍牙V5.0

內置功放的最大輸出是4歐姆的3W，和前幾款產品比是有那么一點點提升。和WT2605Ax是同一種類型，WT2606A3-42N也存在16bit DAC輸出，給外接功放電路或者音頻DAC提供物理上的通道。

OTA在線升級支持是這款芯片的一個實用特性。通過藍牙來進行連接，終端設備可以在不拆機的情況下去更新固件，對于已經部署好的智能硬件設備來說，極大地簡化了維護的流程。它還支持通過UART接口來實現(xiàn)標準串口協(xié)議的控制，指令集覆蓋了播放、暫停、音量調節(jié)、播放模式切換等常用的操。

從應用場景這一角度來看，WT2606A3-42N適合很多需要藍牙音頻功能但是又想要保留本地存儲播放能力的混合型產品。

5.WTV380Cx：音頻流與邊下邊播的特色方案

WTV380Cx在產品方面的邏輯與前面的幾款存在著較為明顯的不一樣之處。它著重在音頻流解碼以及邊下邊播這兩方面的能力，針對的是需要實時音頻傳輸或者流媒體播放的特定場景。

在存儲方面，WTV380Cx內部采用內置的SPI Flash作為主要的存儲介質，最大可以支持128Mbit的容量。相較于外置的SD卡或者U盤的方案而言，內置Flash在抗振動、可靠性這一方面是具有優(yōu)勢的，適合工業(yè)設備或者車載環(huán)境使用。

它所支持的音頻格式包含MP3以及WAV。功放輸出的規(guī)格是8歐姆、0.另外，這款芯片內置了12bit的ADC，可以支持錄音的功能，可以在需要語音錄入的場景當中復用同一顆芯片。

邊下邊播是這個方案的核心的差異化的地方。在實際的工作流程當中，WTV380Cx可以在接收音頻數(shù)據流的時候持續(xù)地進行解碼并且輸出聲音，不需要等待整個文件傳輸完成。這一個特性使得它在流媒體播放、實時語音播報這類對延遲有要求的場景當中具備著獨特的價值。

在通訊接口這一方面，WTV380Cx同時具備UART標準串口以及一線串口這兩種模式，其默認的波特率為9600bps，開發(fā)者可以根據實際的需求把它配置成其他的常用速率。

6 WT2003H4 - 16S(R104)：一線串口的極簡方案

WT2003H4 - 16S(R104)版本是針對一線通訊場景而專門設計的專用型號。在實際的應用場景之中，使用標準的UART接口，其在理論層面是不存在任何問題的。

該型號采用SOP16封裝，支持一線錄音功能。在進行通訊時序的時候是依照一線協(xié)議規(guī)范來進行的，開發(fā)者得按照手冊上面的時序要求來編寫驅動代碼。支持的播放控制功能包含指定地址進行播放、進行播放控制(比如播放、暫停、停止)、組合播放以及循環(huán)播放等基礎的操作。

相較于標準的UART方案而言，一線串口方案在硬件連接這一方面更加簡潔，但是通訊的速率以及指令的復雜程度是存在相應的限制的。R104版本的固件的功能代碼定義可以在官方資料里找到對應的地址映射表，開發(fā)者按照表來進行操作就可以實現(xiàn)基礎的播放控制。

三、技術規(guī)格橫向對比

從選型的角度來看，可以把上述的六款芯片按照存儲介質、音頻格式、功放輸出、通訊接口這四個維度來進行橫向的觀察。

在存儲介質這一方面，WT2003HX、WT2605Ax、WT2605C這三款是支持U盤和SD卡雙介質的，WTV380Cx是采用內置SPI Flash為主，WT2606A3-42N側重于藍牙和本地存儲結合，WT2003H4-16S則是通過一線串口來簡化外設依賴。在音頻格式的兼容性方面，WT2605Ax是覆蓋范圍最為廣泛的，它可以兼容五種主流的編碼格式。WT2003HX以及WT2605C主要以MP3和WAV格式的音頻文件來進行播放。WTV380Cx同樣支持MP3以及WAV，而且還具備錄音的通道。在功放輸出這一方面，WT2605C的3W規(guī)格是最高的，WT2606A3-42N的4歐/3W排在第二位，WT2003HX的2W屬于基礎級別的，WTV380Cx的0.在通訊接口這一方面，大多數(shù)的產品采用UART標準的串口。

四、應用場景以及選型建議

在實際進行選型操作的時候，是建議從以下這三個維度來開展評估活動的。

存儲更新的頻率乃是一個首要需要考量的因素。要是產品交付之后幾乎不需要去更新音頻內容的話，那么可以優(yōu)先考慮內置SPI Flash的WTV380Cx方案，它在工業(yè)場景當中的抗干擾以及可靠性方面的優(yōu)勢是挺明顯的。要是想要讓終端用戶能夠便捷地更換提示音的話，那么U盤以及SD卡的方案會是比較合適的。

音頻質量的水平是和音頻的格式兼容性以及DAC的精度相互關聯(lián)的。WT2605Ax具備16bit DAC，還支持FLAC/AAC，能夠滿足很多對音質有要求的終端產品。要是僅僅只是存在提示音播放這樣的需求，WT2003HX或者WT2605C的方案是足夠能夠滿足的。

通訊的方式得依據主控芯片的接口資源來進行抉擇。要是主控MCU具備富余的GPIO，并且對于通訊速率的要求不算高的話，那么一線串口的方案就能夠節(jié)省接口的占用情況。倘若期望有更為豐富的指令交互以及更高的通訊效率的話，那么標準UART方案便是更為穩(wěn)妥的選則。

對于很多需要藍牙音頻能力的混合型產品，WT2606A3 - 42N可以提供較為完整的解決方案，結合了OTA升級功能，在遠程維護已經部署好的設備方面有明顯的優(yōu)點。

五、唯創(chuàng)知音的技術服務能力

深圳唯創(chuàng)知音電子有限公司自從1999年成立以來，已經持續(xù)在語音技術領域深耕了將近30年，是國家高新技術企業(yè)。從2004年的時候起，這家公司便開始著手研發(fā)MP3芯片，歷經了八代產品的迭代，其中WT2605、WT2003這類產品線在市場當中積攢了良好的口碑。

在研發(fā)能力這一方面，唯創(chuàng)知音每年超過20%的銷售額被投入到技術研發(fā)當中，已經累計獲得了超過90項核心技術專利，涉及音頻編解碼、低功耗設計、語音降噪等多個技術方向。

在生產這一端，公司在深圳市寶安區(qū)擁有4000平方米以上的標準化制造基地，員工人數(shù)超過200人，每月的產能能夠達到3000萬片以上，構建了從產品研發(fā)、測試、聲音處理到應用指導的完整質量管控體系。

在技術服務這一方面，唯創(chuàng)知音提供了較為完善的開發(fā)文檔以及應用方面的支持，比如各型號芯片的數(shù)據手冊、指令協(xié)議的說明、參考原理圖以及應用方面的注意事項等。對于有定制化需求的客戶，公司也能夠提供軟硬件聯(lián)合開發(fā)的定制化服務，幫助客戶縮短產品開發(fā)周期。

六、結語

串口控制的MP3芯片在嵌入式音頻領域有著廣闊的的應用空間。從WT2003HX這類基礎入門級的方案，到WT2605Ax的多格式兼容設計，再到WT2606A3-42N的藍牙和串口的融合，每款產品都有它明確的定位以及適用的場景。開發(fā)者在實際項目當中，需要依據存儲的需求、音頻質量的要求以及通訊接口的條件來進行綜合的評估，從而選擇最為匹配的芯片方案。

要是想要進一步去了解具體型號的技術參數(shù)或者獲取開發(fā)方面的資料，那么是需要去聯(lián)系唯創(chuàng)知音官方的技術支持團隊的。