KT148A语音芯片使用说明、硬件设计、通讯协议、常见问题集锦，参考代码

目录

1.概述

1.1 简介 

KT148A是一款32位的DSP语音芯片，标准的SOP8封装。内置420KByte的语音空间，最大支持420秒的语音长度，支持多段语音，同时支持直驱0.5W的扬声器，支持用户自己更换语音

目前该芯片的优势如下：

1.2 功能简述

1.3 芯片功耗描述

2.参数说明

2.1 管脚说明

2.2 GPIO电气特性

2.3 GPIO的内部特性

2.4 参考电路

3.1 通讯格式

3.2 通讯指令

4.2 通讯举例F3--组合播放

4.3 通讯指令F0描述【超低功耗】

4.4 通讯细节注意事项

5.1 第1步产生音频文件

5.2 第2步--转换音频文件

5.3 第3步--使用串口下载工具下载音频

六、KT148A芯片问题集锦

6.1 KT148A是什么？ 具备哪些功能？ 有什么特色？

6.2 KT148A工作电压多少？电流是多少？控制方式是多少？支持多大的喇叭？

6.3 KT148A我焊接到PCB板上面之后，为什么没有任何反应呢？

6.4 KT148A如何下载语音到芯片里面呢？  拷贝是按照什么顺序呢？

6.5KT148A支持按键3个按键对应不同的语音播放吗？

6.6 KT148A支持一些特定的功能开发吗？芯片具备哪些资源

6.7 KT148A通过串口更新内置的语音，可以提供协议吗？

6.8 KT148A的静电数据如何？工作温度？

6.9 KT148A的可以调节音量吗？

6.10 同样条件下，外接VBAT为5V和外接3.3V，5V供电是不是扬声器的声音要大写？

6.11 你们有做过  ch571f的一线串口控制吗  我调了半天  没有效果啊？

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1.概述

1.1 简介 

KT148A是一款32位的DSP语音芯片，标准的SOP8封装。内置420KByte的语音空间，最大支持420秒的语音长度，支持多段语音，同时支持直驱0.5W的扬声器，支持用户自己更换语音

目前该芯片的优势如下：

1. 性价比高，相比较传统的OTP芯片来说，工艺的提升大大降低了成本，同时芯片可重复烧录
2. 用户可以自行的更换声音，通过电脑端的串口即可自己完成，无需其他昂贵的工具
3. 芯片自带足够的空间，可以追求更高的音质效果

1.2 功能简述

1. 32 位 DSP 语音芯片、5MHZ的内部振荡，PLL到120MHZ；

2. 工作电压 2.0~5.5V； 注意低于3.3V的供电，硬件上有细节的区别

3. 待机功耗小于 25ua；另有低功耗模式1.5uA

4. 16bit 的 PWM输出、可直接驱动 8欧姆 /0.5W 喇叭；

5. 提供工具自行转换音频格式，全部用户可以自己操作，非常简单

6. 16KHZ 下最大可以支持200秒。8KHZ 下最大可以支持400秒

7. 客户可以通过电脑端的工具软件，通过串口直接更换语音内容

8. 支持一线串口控制，当然可以根据需求订制各种协议

9. 支持 224 段地址，有更多需求可以扩展；

10.具有硬件 iic接口、UART 接口，可以为客户定制各类功能。

11.芯片具备重复烧录的能力，所以任何时候不用担心测试不完整，导致批量性的问题

1.3 芯片功耗描述

状态	详细描述
播放状态	播放状态的功耗，取决于外接的扬声器负载大小，基本维持在150mA--200mA之间 芯片本身的在播放时，功耗在8mA左右
空闲状态	当芯片本身没有播放，或者播完完毕之后，会自动进入待机状态 芯片自身的功耗是在25uA左右，足够一般的应用场景了
超低功耗状态	1、芯片同时有一条指令，是让芯片进入超低功耗，也就是关机状态，功耗是2uA 2、详见手册的4.3章节描述

2.参数说明

芯片选用的是SOC方案，集成了一个16位的MCU，以及一个专门针对音频解码的aDSP，采用硬解码的方式，更加保证了系统的稳定性和音质。小巧的封装尺寸更加满足嵌入其它产品的需求

2.1 管脚说明

Pad No	Pad Name	ATTR	Description 描述
1	GND	Power	电源负极
2	PB9	I/O	Busy信号=播放输出低空闲输出高 复用串口下载，连接MCU或者USB转TTL的RX脚
3	PB1	I/O	[ONELINE-DATA]一线串口输入端 复用串口下载，连接MCU或者USB转TTL的TX脚
4	PB0	I/O	KEY按键--测试IO--对地触发就播放
5	SPK1	Out	不分正负，支持8欧姆0.5W
6	SPK2	Out	不分正负，支持8欧姆0.5W
7	VDDIO	Power	芯片内部的LDO输出，最大100mA
8	VBAT	Power	电源正极

1供电的注意事项：

1. 建议给芯片的供电，做到5V供电，电压越高芯片驱动喇叭的功率也越高，声音也越大
2. 如果是[3.3--4.2V]锂电池的场景，电源正极直接进芯片的8脚即可
3. 如果是干电池的供电场景，电源正极也是直接进芯片的8脚
4. 如果需要超低电压供电，如2V--3V之间的纽扣电池，建议芯片的7脚和8脚直接短路，再连接电源正极

2、快速测试说明：

==》芯片的是第4脚为测试脚，外接一个按键或者镊子对地触发一下，就会播放下一个语音

==》连接好扬声器，然后供电之后，就可以用第4脚对地测试了

2.2 GPIO电气特性

IO输入特性
符号	参数	最小	典型	最大	单位	测试条件
VIL	Low-Level Input Voltage	-0.3	-	0.3*VDD	V	VDDIO=3.3V
VIH	High-Level Input Voltage	0.7VDDIO	-	VDDIO+0.3	V	VDDIO=3.3V
IO输出特性
符号	参数	最小	典型	最大	单位	测试条件
VOL	Low-Level Output Voltage	-	-	0.33	V	VDDIO=3.3V
VOH	High-Level Output Voltage	2.7	-	-	V	VDDIO=3.3V

2.3 GPIO的内部特性

Port	General Output	High Drive	Internal Pull-Up Resistor	Internal Pull-Down Resistor	Comment
PB0,PB1	8mA	64mA	10K	60K	1、PB0 & PB1 default pull down 2、internal pull-up/pull-down resistance | accuracy ±20%
PB9	8mA		10K	60K

2.4 参考电路

3一线通讯协议

    目前芯片支持一线串口通讯协议，采用的也是高低电平时间宽度来确定0或者1 。

3.1 通讯格式

先把数据线DATA，也就是ONELINE，拉低 6ms 后，发送 8 位数据，先发送低位，再发送高位。使用高电平和低电平比例来表示每个数据位的值。

注意：必须高电平在前，低电平在后。

推荐使用 200us：600us。取值范围：窄脉冲=[150us--400us]    宽脉冲[500us--1000us]

注意使用 3:1 和 1:3 电平比例以保障通讯稳定。

注意起始的6ms低电平，初次调试时，尽量用示波器或者逻辑分析仪看一下，误差在10%左右都能接受

1、0x00H到0xDFH为声音地址码或定义功能码。

2、0xFE为语音停止码，发送该命令可以停止播放语音。

3、编码之间的间隔须大于20ms

3.2 通讯指令

NO.序号	Data编码	Voice语音表
0	0x00	保留
1	0x01	声音1
2	0x02	声音2
3	0x03	声音3
		……
224	0xE0~0xEF	15级音量，0xE0H为最小音量0，0xEFH最大音量 (上电默认)。 （若需要调节音量，则先发音量码，隔20ms再发声音码）
225	0xF0	关机。进入超低功耗状态=1.7uA，详见4.3章节 进入此状态之后，还需要控制芯片，则需要先拉低DATA脚40ms 目的是唤醒芯片，就可以正常发指令控制了，
242	0xF2	循环码 -- 详见4.1章节 若需要循环某个声音，则先发声音码，隔20ms再发循环码）
243	0xF3	连码播放 -- 详见4.2章节 F3H+语音地址 A，语音地址 B，语音地址 C，…  在播放地址 A 的时候，收到后面的码不打断，播放完 A，就播放 B，然后播放 C…。F3 与地址之间需要加 20ms 的延时。而一组连码地址与下一组地址最大需要 40ms 延时（“F3+语音地址”为一组连码地址）
254	0xFE	停止码

/*******************************************************************************
 - 函数说明：一线通数据发送【注意调试的时候，用示波器或者逻辑分析仪看一下脉冲宽度】
 - 隶属模块：内部
 - 参数说明：dat = 待发送的数据
 - 返回说明：无
********************************************************************************/
#define IO1_HIGH()		JL_PORTA->DIR &= ~BIT(6);JL_PORTA->OUT |=  BIT(6);
#define IO1_LOW()		JL_PORTA->DIR &= ~BIT(6);JL_PORTA->OUT &= ~BIT(6);

void oneline_send_one_data(u8 dat) 
{
    u8 i = 0 ;
    IO1_LOW() ;/*现将总线拉低*/
    udelay(5000) ;/*延时6MS --- 这里就是发起通讯的起始信号*/
    CPU_SR_ALLOC();//关中断--芯片不同，可能接口不同
    OS_ENTER_CRITICAL();//关中断
    for(i=0 ; i<8 ;i++){
        if(dat & 0x01){
            IO1_HIGH() ;
            udelay(500);/*延时600us*/
            IO1_LOW();
            udelay(170) ;/*延时200us*/
        }else{
            IO1_HIGH() ;
            udelay(170);/*延时200us*/
            IO1_LOW();
            udelay(500) ;/*延时600us*/
        }
        dat = dat >> 1 ;/*发送的时候，先发送最高位，再发送次高位，以此类推*/
    }
    IO1_HIGH() ;/*空闲时将该脚拉高即可*/
    OS_EXIT_CRITICAL();//开中断
    /*同时注意，芯片初始化的时候，请将信号脚拉高。*/
}

oneline_send_one_data(0x05);//对应播放第5段声音 

1. 1. 通讯举例F2--循环播放

void oneline_test_CMD_F2(void){

    oneline_send_one_data(0x01) ;

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

    oneline_send_one_data(0xF2) ;   

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

}     实现的效果，就是第一段声音，循环播放，不停止。如果需要停止，可以发送FE指令

4.2 通讯举例F3--组合播放

void oneline_test_CMD_F3(void){

    oneline_send_one_data(0xF3) ;

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

    oneline_send_one_data(0x01) ;   

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

    oneline_send_one_data(0x02) ;   

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

    oneline_send_one_data(0x03) ;   

    udelay(20) ;/*延时25ms*/

}   组合播放第1段、第2段、第3段声音，依次按照顺序播放。如果需要停止，可以发送FE指令

同时，在组合播放的过程中，接收到新的组合播放数据，会停止当前的组合播放，转去播放新的指令

4.3 通讯指令F0描述【超低功耗】

1、专用于芯片进入超低功耗，因为芯片在播放结束之后，会自动进入待机状态，功耗维持在25uA 。

2、如果需要芯片的功耗再低，则需要发送F0指令，任何状态下都可以

3、芯片接收到F0指令之后，就会进入关机状态，功耗维持在1.7uA左右

4、如果需要芯片再次接收指令，必须先将dat信号拉低40ms，让芯片被唤醒，再发送数据就可以了

4.4 通讯细节注意事项

1、控制MCU上电之后，第一时间就要将通讯IO，也就是ONELINE脚设置为高电平输出

2、尽量和KT148A芯片的通讯之间，串1K的电阻，来适配不同的电平

3、芯片的2脚PB9，在播放的时候，电压大概是3.1V左右 。一旦进入空闲状态，此IO会变成2.8V左右

因为芯片内部有一个空闲进入低功耗待机的机制。

1. 用户自己更换声音

芯片支持通过串口更换声音，需要的工具如下：

1. PC端的音频压缩软件---我们提供
2. PC端的下载工具软件---我们提供
3. USB转TTL的串口工具---推荐使用CH340G的USB转TTL模块

5.1 第1步产生音频文件

1、这个可以通过TTS合成软件，自己生成mp3或者wav文件 。也可以找真人录音等等方式

2、获取了这些音频文件之后，自己可以试听一下效果

3、音频的效果，必须是在这一步完成，包括，修音、去头去尾，调整好音量大小等等

待续。。。。。。。。。

5.2 第2步--转换音频文件

1、使用我们提供的工具软件，格式只能选择F1A

2、采样率和码率，就自己去灵活的选择了，一般推荐“采样率16K”，码率6K ，效果就很好了

如果空间允许，就自由发挥

3、添加文件，选择输出的目录  ，最后点击转换就可以了

1. 他会将原始的音频文件，生成为xxx.f1a格式的文件，注意这个文件在电脑端是不能播放的，只能下载到芯片里面去解码播放

5.3 第3步--使用串口下载工具下载音频

1、一定要把芯片的5脚对地短路再上电 ，听到喇叭“滴”的一声，松开就可以了

2、这个时候，芯片就自动进入到下载状态 。建议选用CH340G的USB转TTL模块

3、然后，连接串口模块到电脑，USB转TTL的TX接芯片的2脚，USB转TTL的RX接芯片的3脚，然后共地 。就可以了

4、点击上位机上面的，打开串口，波特率固定115200 ，选择导入文件，再点击“下载全部”，等待完成5、注意下载完了之后，可以用芯片的4脚对地触发一下，试听下载的声音

六、KT148A芯片问题集锦

遇到问题，先不要着急上火，先看看这个

6.1 KT148A是什么？ 具备哪些功能？ 有什么特色？

1、KT148A是一颗专用于语音播报，芯片内置420秒的语音空间，直驱扬声器，可以重复烧录，用户也可以自己更换声音，使用简单的一线串口控制，成本低，性价比高

2、支持一线串口控制，支持插播和组合播报，非常适合游戏机、播报金额

3、提供上位机进行用户下载语音，不限段数

4、超低的待机功耗20uA，超低的关机功耗2uA ，不支持外挂功放，需要外挂功放可以选择KT142A的芯片，或者KT404A

6.2 KT148A工作电压多少？电流是多少？控制方式是多少？支持多大的喇叭？

(1)、KT148A的工作电压是2.0V--5V，供电电压越高，扬声器功率越足，当然声音也就越好

(2)、KT148A最佳的工作电压是4.6V 。如果是5V的供电，建议串一个二极管适当的降压

二极管选择4001或者4148之类的都可以。

(3)、待机电流20uA，工作电流大概8mA。如果外接喇叭，则视喇叭功率而定

(4)、控制方式是一线串口，详见手册的章节3，最好搭配逻辑分析仪调试，最简单

6.3 KT148A我焊接到PCB板上面之后，为什么没有任何反应呢？

(1)、这个问题比较模糊，所以需要多重判断，才能找出问题来

(2)、首先看一下芯片的供电正常不正常，也就是芯片的8脚，输入电压是否是2.0--5.2V之间

(3)、在看看芯片的7脚，是否有3.3V的电压输出。如果超过3.7V以上则极有可能芯片被击穿了，只能更换了

(4)、然后再看看芯片的第2脚，这个脚是busy脚，播放输出低电平，空闲输出高电平，空闲超时5秒自动进入待机，则是高阻态 。

(5)、芯片还有一个测试脚，也就是第4脚，对地触发一下，可以播放出来声音，这个io就是方便客户测试用的

6.4 KT148A如何下载语音到芯片里面呢？  拷贝是按照什么顺序呢？

(1)、详见手册的章节5，总共分为3步，详细看一下，

(2)、拷贝的顺序，是按照上位机里面加载文件的顺序来编号的

6.5KT148A支持按键3个按键对应不同的语音播放吗？

1、详见资料包里面另外一份文档“20220723_KT148A芯片IO触发功能描述_支持3路_V2.pdf”

2、注意拿样品的时候，一定要联系客服，备注：“KT148A_V12_xxxx_按键版本”

6.6 KT148A支持一些特定的功能开发吗？芯片具备哪些资源

1、KT148A芯片封装为SOP8，可用的IO口只有3个，可以分别作为输入和输出，也可以作为AD采样，或者IO去模拟IIC通讯，都是可以的

2、所以有些简单的应用，如控制一些闪灯，或者采集一些电压等功能，都是可以订制开发的

6.7 KT148A通过串口更新内置的语音，可以提供协议吗？

1、KT148A芯片更新语音的流程相对比较复杂，流程比较多，所以一定是要有一定的技术能力才能做，否则售后太麻烦了

2、真的有实际产品要开发的话，协议我们是可以开放的。

6.8 KT148A的静电数据如何？工作温度？

1. 芯片的接触放电是4kv，隔空放电，没有测试过
2. 工作温度范围：-40°C to +85°C

6.9 KT148A的可以调节音量吗？

1、可以的，可以参见手册的一线命令指令

2、“15 级音量，0xE0 为最小音量 0，0xEF最大音量  (上电默认)。

（若需要调节音量，则先发音量码，隔 20ms 再发声音码）”

3、如果调到了最大音量，发现音量还不够大，没关系，可以在音源端调整音量，详见“07_音频的生成和压缩以及简单修音_合成方法介绍_V3.pdf”这份文档，资料包里面07号文件夹找找

6.10 同样条件下，外接VBAT为5V和外接3.3V，5V供电是不是扬声器的声音要大写？

1、是的，因为扬声器的输出功率，直接受供电电压的影响，电压越高，当然PWM输出驱动喇叭的功率也就越高

2、同时，也要注意一下，低于3.3v的供电，可以选择把7/8脚直接短路起来 。这样芯片可以工作在最低2.2V的状态下

6.11 你们有做过  ch571f的一线串口控制吗  我调了半天  没有效果啊？

1. 一线通讯，和用什么主控没什么关系，主要还是时序。因为这个确实不太好查原因，多半是程序问题
2. 首先，看一下芯片是不是进入下载语音状态了，进入下载语音的条件是，芯片的5脚开机被拉低，才会进入下载，一旦进入下载，芯片的一线串口IO就会作为下载使用，就不是一线串口了
3. 其次，检查一下时序，严格按照我们说明书给出的电平时间宽度来，如下图：

4、总之，目前客户使用的mcu种类也很多，也没有客户反馈什么问题，使用都还是很顺的