TTS是Text To Speech的縮寫，即“從文本到語音”，是人機對話的一部分，讓機器能夠說話。

語音播報功能的實現方式

• TTS語音模塊，比如XFS5152、SYN6288等
• ISD4000系列語音錄放芯片分段輸出
• 可以按鍵、UART控制的mp3解碼芯片模塊
• OTP(One Time Programable)語音芯片[定制]

其中TTS語音模塊使用起來最方便靈活，OTP語音芯片最簡單。

本文將介紹一下科大訊飛的XFS5152CE語音合成模塊。

XFS5152CE語音合成模塊

XFS5152CE是一款高集成度的語音合成芯片，可實現中文、英文語音合成；并集成了語音編碼、解碼功能，可支持用戶進行錄音和播放；除此之外，還創新性地集成了輕量級的語音識別功能，支持30個命令詞的識別。

內置的30個語音識別命令詞

手冊說如果需要定制命令詞需要跟廠家聯系，我體驗了一下，識別的準確率不是很高。如果需要語音識別功能，可以使用LD3320模塊，參考網文：

LD3320語音識別模塊：LDV7模塊使用詳解如果需要錄音模塊，建議使用ISD系列錄音芯片，參考網文：

簡單好用的ISD1820語音錄放芯片

為了使用方便，我們可以直接購買現成的XFS5152CE語音合成模塊。

通訊接口

XFS5152CE 芯片支持 UART 接口、I2C 接口、SPI 接口三種通訊方式，可通過 UART 接口、 I2C 或 SPI 接口接收上位機發送的命令和數據，允許發送數據的最大長度為 4K字節。

用戶在使用語音編解碼功能時（通訊接口必須選擇 UART 接口，并且波特率設置為 115200bps），上位機發送啟動編解碼的命令給語音芯片，芯片內部的語音編解碼模塊把采集到的音頻數據進行編碼并通過UART接口實時傳送給上位機，或者對上位機傳送來的音頻數據進行解碼并實時播放出來。

接線方式

• PC上使用官方演示程序《科大訊飛語音合成芯片PC端演示程序》，使用串口通信進行測試的接線方式如下：

• 如果使用單片機與XFS5152CE語音合成模塊聯用，模塊的8腳和10腳與STM32的串口交叉連接（我使用的是串口2），7腳用于判斷語音模塊當前的狀態，原理圖如下所示：

注意：

• 關于功放引腳4腳和6腳：可以根據喇叭的功率來選擇相應功率的功放，比如5W以內喇叭可以選擇單聲道功放XPT8871、LTK5128，15W的喇叭可以選擇TDA7297等雙聲道功放；
• 關于語音識別：只有使用語音識別功能的時候才需要接咪頭（如：9767型咪頭），且只能識別芯片指定的30條命令詞；
• 通過模塊板子上的撥碼開關選擇波特率，如撥到"√XX√"表示9600，模塊的通訊比特率要跟上位機或者與之相連的單片機的比特率一致；
• 3.3V供電。

語音播報功能的代碼實現

1. 串口初始化

參考網文：

STM32F103 串口的使用方法

uart2_init通過撥碼開關設置波特率為：115200

2. 工作狀態指示輸出引腳初始化

/BSY引腳用于指示當前的工作狀態，低電平代表Ready狀態，高電平代表Busy狀態。
用單片機的一個GPIO與之相連，可以讀取該IO的輸入狀態，即可獲取當前模塊處于的工作狀態。

#define U5152_BSY GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)

3. 封裝播報語音函數

控制標識需要按照語音合成命令的格式發送，控制標記作為文本進行合成，即合成命令是“幀頭 + 數據區長度 + 合成命令字 + 文本編碼格式 + 控制標記文本”的格式。

語音合成命令幀示例：

/***********************************************************

4. 播報當前時間語音

while

5. 文本控制標記

XFS5152CE 芯片的語音合成功能支持多種文本控制標記，可以滿足用戶對語音合成發音人、音量、語速、語調等的設置。 文本控制標記的格式一般是半角中括號（即“[]”）內一個小寫字母、一個阿拉伯數字，如： [m3]為使用女聲的發音人小燕。

文本控制標記舉例

sprintf

[v5]：代表音量值，有效范圍為：0~10；

[s5]：為語速值，取值范圍為：0~10；

[m3]：選擇發音人為小燕（女聲）

總結

• 模塊優點，文字轉語音很方便，很靈活
• 價格較貴，所以我們很多情況不需要功能這么強大的TTS語音模塊，有些場景，我們甚至沒有必要購買TTS語音模塊，比如語音開發中常見的費用催繳，撥通后播放：“尊敬的客戶，您本月的費用是：212元”，前面部分對所有客戶都一樣，錄一個語音文件就是了，而數字的合成是很簡單的，你只要錄制好10個數字語音，再加上十，百，千，萬，再加上金錢的單位“元”即可。

資料獲取

微信公眾號后臺回復“XFS5152CE語音合成模塊”，可以下載模塊相關資料。

推薦閱讀：

STM32F103 串口的使用方法

LD3320語音識別模塊：LDV7模塊使用詳解

簡單好用的ISD1820語音錄放芯片

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總結

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