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UTP-M系列↙语音芯片

发布时间：2018-12-21 点击量：2778

产品介绍

阿里巴巴 TEL : 020-22320330

1.简介
UTPXXXM是ζ一个使用4位精简指令，内置4通道MIDI播放〖单元的语音芯片，内置14位PWM驱动单位，8/16个IO,256*4bit RAM，可选容量有32K/64K/96K/128K/160K*12程序数据容量。工作电压范围从♀2.0V-5.5V，CPU支持1M/2MHZ内置高频振荡器。此外还具有低压复位，红外载波输出，看门狗复ぷ位，5个可配置中源及两个基本定时器。是一款可广泛应用于高级电子玩具，贺卡，语音播报系统等场合的高性价比语音芯片。

2.特性
4位精简指令集CPU
工作电压：2.0-5.5V
内置校准电压，输入2.0-5.5V，输出2.0-3.0V
IOA-IOD工作电压：2.0V-5.5V
14位高分辨率PWM输出
32K/64K/96K/128K/160K程序/数据」存储空间
低功耗休眠≡模式
支持4通道MIDI回放
8/16个通用IO口
IO口唤醒功能（IOA-IOD/IOA-IOB）
低压复位功能
看门狗复位功能▆
2线串口触发
支持最大15级音量控制
最大支持256段语音
可设置BUSY输出脚

3.芯片选型

芯片型号	UTP016M	UTP032M	UTP048M	UTP064M	UTP080M
存储容量 (K word)	32	64	96	128	160
IO	8	8	16	16	16

4.结构方块ω图

5.引脚描述

引脚名称	类型	描述
IOA[3:0]	I/O	通用IO口，可设置为唤醒口，可设置1M或200K下拉 IOA3:和OTP烧录数据引脚共用 IOA2:可设置◆为外部中断引脚，或烧录时钟信号引脚 IOA1:可设置为红外输出引╳脚 IOA0:可设置为芯片复位引脚
IOB[3:0]	I/O	IOB[3:0]通用IO口，可设置为唤醒口，可设置1M或200K下拉电阻 IOB2:可设置为外部中断引脚 IOB1:可设置为红外□　输出引脚 IOB0:可设置为按键♀复位引脚
IOC[3:0]	I/O	UTP032D/UTP016D没有这4个引脚通用IO口，可设置为唤醒口，可设置1M或200K下拉电阻 IOC2:可设置为外部中断输入口 IOC1:可设置¤为红外输出口 IOC0:可设置为接键复位引脚
IOD[3:0]	I/O	UTP032D/UTP016D没有这4个引脚通用IO口，可设置为唤醒口，可设置1M或200K下拉电阻 IOC2:可设置为外部中断输入口 IOC1:可设置为红外输出口 IOC0:可设置为接键复位引脚
TEST	I	UTP032D/UTP016D没有这个引脚对㊣用户没用
AUDP AUDN	O	PWM音频驱动输出口
VDDIO	P	电源输入口
VSS1,VSS2	G	地参考▼引脚
VPP	P	OTP烧录电源引脚
REGOUT	P	校准电源输出口
VDDTRM	P	电源引脚，使用时保持悬空
VSS_FUSE	G	电源引脚，使用时保持悬空
PVDD	P	PWM电源
PVSS	G	PWM电路参⊙考地

6.芯片封装图

UTP340D / UTP170D/UTP080D/UTP064D/UTP048D封装

UTP032D/UTP016D封装

7.电气参数
7.1极限参数

参数	符号	取值
供电电压	V+	<7.0V
输入电压范围	VIN	(VSS-0.3V)~(V+0.3V)
工作温度	TA	0℃~70℃
存放温度	Tsto	-65℃~+150℃

7.2直流电＠气参数

参数	符号	极限值			单位	测试条件
参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	测试条件
工作电压	VDD	2.0	-	5.5	V
工作电流	IOP	-	1.5	-	mA	FCPU=2MHZ @3.0VPWM关闭(UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	2	-	mA	FCPU=2MHZ @4.5V PWM关闭(UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	5	-	mA	FCPU=2MHZ @3.0VPWM关闭(UTP340D/170D)
		-	6	-	mA	FCPU=2MHZ @3.0VPWM关闭(UTP080D/064D/048D/032D/016D)
静态电流	ISTBY	-	-	5	uA	VDD = 3.0V
静态电流	ISTBY	-	-	5	uA	VDD = 4.5V
IO口输入高电平电压 (IOA,IOB,IOC,IOD)	VIH	0.5VDD	-	-	V	VDD = 4.5V
IO输入低电〒平电压 (IOA,IOB,IOC,IOD)	VIL	-	-	0.5VDD	V	VDD=4.5V
驱动电流 (IOA,IOB,IOC,IOD)	IOH	-	10	-	mA	VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD
驱动电流 (IOA,IOB,IOC,IOD)	IOH	-	20	-	mA	VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD
灌电流 (常规电流)	IOL1	-	10	-	mA	VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD
灌电流 (常规电流)	IOL1	-	20	-	mA	VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD
灌电流 (强电流)	IOL2	-	20	-	mA	VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD
灌电流 (强电流)	IOL2	-	40	-	mA	VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD
内部下拉电阻 (IOA,IOB,IOC,IOD)	RL1	-	200	-	Kohm	VDD = 3.0V,IO = 0V (UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	100	-	Kohm	VDD = 4.5V,IO = 0V (UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	150	-	Kohm	VDD = 3.0V,IO = 0V (UTP340D/170D)
		-	150	-	Kohm	VDD =4.5V,IO = 0V (UTP340D/170D)
内部下拉电阻2 (IOA,IOB,IOC,IOD)	RL2	-	1000	-	Kohm	VDD = 3.0V,IO = 0V (UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	500	-	Kohm	VDD = 4.5V,IO = 0V (UTP080D/064D/048D/032D/016D)
		-	850	-	Kohm	VDD = 3.0V,IO = 0V (UTP340D/170D)
		-	850	-	Kohm	VDD =4.5V,IO = 0V (UTP340D/170D)
PWM驱动电流	IPWM	-	180	-	mA	VDD = 3.0v,8欧负载
PWM驱动电流	IPWM	-	280	-	mA	VDD = 4.5v,8欧负载
频率误差 (电＠压改变时)	△F/F	-1	-	+1	%	FCPU = 2MHZ
频率误差 (在同一电压下测试)	△F/F	-1	-	+1	%	FCPU = 2MHZ 工作电压 = 3.0V
	△F/F					FCPU = 2MHZ 工作电压 = 4.5V

7.3测试图表

频率-工作电压关系

频率-温度关系

工作电流-工作电压关系

8.控制模式
UTPD系列语音芯片具有丰富的控制方式。它分为按键控制模式、二线串口控制模式。其中按键控制模式分为ON/OFF控制、可打断触发、不可打断触发、电平保持触发、电平非〇保持触发、OneKey下一首。2线串口控制模式可以接受主控MCU的控制播放相应的语音组。
8.1按键控制
可以定义相应的ㄨIO管≡脚直接触发芯片放音，即每一个管脚可控制播放一段或多段语音。每个开关的触发方式可单独设置。按键触发方式可以设置的方式ξ有：边沿触发、电平触发。
8.1.1 触发时序图
A．边沿触发：普通轻触开关按键触发，按一下播放◎一个声音

B．电平触发：适合到位开关、叶片开关、接近开关的电平触发，按着也可以触发

C．可打断触发：在声音播放过程中，按按键可以打断当前声音播放并播放一个新的声音

D．不可打断触发：播放声音过程中，按键不可以打断声音播放，直到声音播放结束，才能重新触发

E．电平保持触发：有电平信号，声音一直播放，电平停止，声音立即停止

F．电平循环触发:有电平信号，声音一直播放，电平信〇号结束，最后一个声音会继续播放完

G．按键循环触发：按一下按键播放一个声音，再按一下播放下一个声音，如此类推（播完循环）

8.2两线串▃口控制
两线串口控制模式由主控MCU通过与IOA2口和IOA3口相连，发送复位信号与脉冲信号来控制UTPD芯片播放相应的语音，两线控制模式最多可以控制256段语音的播放。
8.2.1两线串口通讯端口分配
IOA2：复位信号接收口
IOA3：触发信号接收口，高电平脉冲500uS（周期1ms）
8.2.2 两线串口通讯时序图

两线串口时序图

发码时：IOA2先发500uS复位脉冲信号，等待500uS再向IOA3发送段数脉冲，向IOA3发送一个500uS脉冲后需要等待500uS，继续发接下来的脉冲信号，要控制播第几段声音则向IOA3发送多少个脉冲。
注：不同容量的芯片通讯时序稍有不同
UTP016D-UTP080D脉宽:大于500us
UTP170D-UTP340D脉宽:大于700us
9.应用电路

一般电流应用电路

注：此应用电路用在当系统电流较小的情况
PCB layout注意事项：
1.PVDD走线必◆须大于或等于VDD
2.VSS,PVSS必须直接连到电源接地端
3.当产品使用①两节电池供电时C1参考值为0.1uF~4.7uF,芯片发声音量越大C1相应越大
4.UTP032D/UTP016D不支持IOC/IOD两组IO口
5.UTP016D/UTP032D没有TEST引脚

大电流应用电路
注：此电路用在当系统整机电流较大╱电压可能不稳定的情况
PCB layout注意事项：
1.PVDD走线必须大于或等于◥VDD
2.VSS,PVSS必须直接连到电源接地端
3.C1参考值为47uF,根据系统电流可作相应调整
4.如果需要驱动→马达，REGOUT必须接C3连到地
5.UTP032D/UTP016D不支持IOC/IOD两组IO口
6.UTP016D/UTP032D没有TEST引脚