发布时间:2018-12-21 点击量:3988
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1.简介
UTPD系列芯片是一个内置MIDI回放处理单元,一个4位精简指令集CPU,一个14位PWM声音输出单元,8/16个IO口,256*4bit RAM 的4位高品质语音芯片。有680K/340K/160K/128K/96K/64K/32K *12bit的程序存储空间可选。可以工作在2.0V-5.5V工作电压。工作频率为1M/2MHZ。具有内置振荡器。此外还具有低压复位,红外输出,看门狗,5个中断源以及2个定时器等功能。
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/340K/680K程序/数据存储空间
低功耗休眠模式
一通道声音处理单元,支持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
最大支持256段语音
支持最大15级音量控制
可设置BUSY输出脚
3.芯片选型
芯片型号 |
UTP016D |
UTP032D |
UTP048D |
UTP064D |
UTP080D |
UTP170D |
UTP340D |
存储容量 |
32 |
64 |
96 |
128 |
160 |
340 |
680 |
IO |
8 |
8 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
4.结构方块图
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 |
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 |
IOC[3:0] |
I/O |
UTP032D/UTP016D没有这4个引脚 |
IOD[3:0] |
I/O |
UTP032D/UTP016D没有这4个引脚 |
TEST |
I |
UTP032D/UTP016D没有这个引脚 |
AUDP |
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 |
||
最小值 |
典型值 |
最大值 |
||||
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 |
- |
- |
5 |
uA |
VDD = 4.5V |
||
IO口输入高电平电压 |
VIH |
0.5VDD |
- |
- |
V |
VDD = 4.5V |
IO输入低电平电压 |
VIL |
- |
- |
0.5VDD |
V |
VDD=4.5V |
驱动电流 |
IOH |
- |
10 |
- |
mA |
VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD |
- |
20 |
- |
mA |
VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD |
||
灌电流 |
IOL1 |
- |
10 |
- |
mA |
VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD |
- |
20 |
- |
mA |
VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD |
||
灌电流 |
IOL2 |
- |
20 |
- |
mA |
VDD = 3.0V,VOH = 0.7*VDD |
- |
40 |
- |
mA |
VDD = 4.5V,VOH=0.7*VDD |
||
内部下拉电阻 |
RL1 |
- |
200 |
- |
Kohm |
VDD = 3.0V,IO = 0V |
- |
100 |
- |
Kohm |
VDD = 4.5V,IO = 0V |
||
- |
150 |
- |
Kohm |
VDD = 3.0V,IO = 0V |
||
- |
150 |
- |
Kohm |
VDD =4.5V,IO = 0V |
||
内部下拉电阻2 |
RL2 |
- |
1000 |
- |
Kohm |
VDD = 3.0V,IO = 0V |
- |
500 |
- |
Kohm |
VDD = 4.5V,IO = 0V |
||
- |
850 |
- |
Kohm |
VDD = 3.0V,IO = 0V |
||
- |
850 |
- |
Kohm |
VDD =4.5V,IO = 0V |
||
PWM驱动电流 |
IPWM |
- |
180 |
- |
mA |
VDD = 3.0v,8欧负载 |
- |
280 |
- |
mA |
VDD = 4.5v,8欧负载 |
||
频率误差 |
△F/F |
-1 |
- |
+1 |
% |
FCPU = 2MHZ |
频率误差 |
△F/F |
-1 |
- |
+1 |
% |
FCPU = 2MHZ |
|
△F/F |
|
|
|
|
FCPU = 2MHZ |
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IO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
10.封装信息
SOP24封装 (300 mil)
SOP-16封装(150mil)
SOP-8封装(150mil)
11.技术支持与联系信息
广州市优硕微电子科技有限公司
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