代码收藏家技术教程 2024-05-29

使用STM32 CubeMX移植HAL库实现SYN6288语音合成模块

这里写目录标题

SYN6288语音模块简介

引脚定义

注意要点

CubeMX配置

HAL库移植

运行结果

SYN6288语音模块简介

SYN6288中文语音合成芯片是北京宇音天下科技有限公司于2010年初推出的一款性/价比更高，效果
更自然的一款中高端语音合成芯片。SYN6288通过异步串口(UART)通讯方式，接收待合成的文本数据，
实现文本到语音(或TTS语音)的转换。

主控制器和SYN6288语音合成芯片之间通过UART接口连接，控制器可通过通讯接口向SYN6288语音合成芯
片发送控制命令和文本，SY6288语音合成芯片把接收到的文本合成为语音信号输出，输出的信号经功率放大
器进行放大后连接到喇叭进行播放。
具有以下特点：

支持GB2312、GBK、BIG5和JNICODE内码格式的文本；

清晰、自然、准确的中文语音合成效果；可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成：

具有智能的文本分析处理算法，可正确识别数值、号码、时间日期及常用的度量衡符号；

具备很强的多音字处理和中文姓氏处理能力；

支持多种文本控制标记，提升文本处理的正确率；

每次合成的文本量最多可达200字节：

支持多种控制命令，包括：合成、停止、暂停合成、继续合成、改变波特率等；

支持休眠功能，在休眠状态下可降低功耗；支持多种方式查询芯片工作状态；

支持串行数据通讯接口，支持三种通讯波特率：9600bps,19200bps、38400bps;

支持16级音量调整；播放文本的前景音量和播放背景音乐的背景音量可分开控制；

可通过发送控制标记调节词语语速，支持6级词语语速调整；

芯片内固化有多首和弦音乐、提示音效和针对某些行业领域的常见语音提示音；

内部集成19首声音提示音，23首和弦提示音，15首背景音乐；

内置10-bit推挽式(push-pul1)、可独立供电的功放，进行数模DAC输出；

最终产品提供SSOP贴片封装形式；体积业内最小；

芯片各项指标均满足室外严酷环境下的应用；

引脚定义

SYN6288模块上引出的引脚具体接法如下：

VDD：接3.3V

RXD:接STM32单片机的TXD

TXD:接STM32单片机的RXD

GND：接地

BUSY：随便接一个GPIO口，设置为输入模式即可，芯片空闲时为低电平

BP0：接喇叭的正极

BN0：接喇叭的负极

注意要点

通讯方式：SYN6288提供一组全双工的异步串行通讯(UART)接口，实现与微处理器或PC的数据传输。SYN6288
利用TxD和RxD以及GND实现串口通信。其中GND作为地信号。SYN6288芯片支持UART接口通讯方式，
通过UART接口接收上位机发送的命令和数据，允许发送数据的最大长度为206字节。默认通讯波特率为9600。

通讯帧定义及通信控制：SYN6288模块要求上位机数据以帧的形式发送，一个完整的通讯帧包括“帧头+数据区长度+数据区”，这里面最常用的就是语音合成播放命令和设置通讯波特率命令。具体如下：

文本控制标记列表：SYN6288支持对合成的文本进行预处理，包括音量、语数、背景乐、以及一些特殊文本的读法等，具体如下：

在使用文本控制标记是需要注意：

所有控制标识均为半角字符（英文字符）

控制标识需要按照语音合成命令的格式发送，特殊控制标记作为文本进行合成，即合成命令是“帧头+数
据区长度+合成命令字+文本编码格式+特殊控制标记文本”的格式。

设置一次后，一直有效，知道下次复位失效。

CubeMX配置

USART配置：这里我是用的串口2和SYN6288通讯，串口1用作调试，具体配置如下；

注意这里需要设置串口波特率为9600（因为SYN6288模块初始波特率为9600），否则需要在代码中设置另外设置波特率，且SYN6288模块不支持115200波特率。
定时器配置：使用定时器控制每隔一段时间触发一次语音合成，具体配置如下：

因为我使用的是stm32F411RCT6,主频为100MHz，这里经此配置后，每1s触发一次定时器中断：
3. 其他部分的配置：包括系统时钟，晶振、串口1、和Debug等这里不做介绍，不懂得可以去看看我之前的博客，由于篇幅限制，这里就不做展示了。

HAL库移植

在main函数中添加以下代码，开启定时器中断： HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim10); //开启定时10中断
在tim.c中添加定时器中断函数：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	static uint16_t Tim10_Count = 0;
		if(htim->Instance == TIM10)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);

			Tim10_Count++;
			if(Tim10_Count >= 10)
			{
				Tim10_Count = 0;
			//定时器每10s触发一次，通过串口2控制syn6288合成语音部分
		//选择背景音乐2。(0：无背景音乐  1-15：背景音乐可选)
    //m[0~16]:0背景音乐为静音，16背景音乐音量最大
    //v[0~16]:0朗读音量为静音，16朗读音量最大
    //t[0~5]:0朗读语速最慢，5朗读语速最快
//    //其他不常用功能请参考数据手册
				SYN_FrameInfo(4,(unsigned char* )"[v0][m7][t5]你好，我是魔法小厨娘");	
				

			}
		}
}

添加syn6288.c和syn6288.h文件，文件内容如下：

syn6288.h

#ifndef __SYN6288_H
#define __SYN6288_H

#include "main.h"
#include "usart.h"


void SYN_FrameInfo(unsigned char Music, unsigned char *HZdata);
void YS_SYN_Set(unsigned char *Info_data);

#endif

syn6288.c

#include "syn6288.h"



//Music:选择背景音乐。0:无背景音乐，1~15：选择背景音乐

void SYN_FrameInfo(uint8_t Music, uint8_t *HZdata)
{
  /****************需要发送的文本**********************************/
  unsigned  char  Frame_Info[50];
  unsigned  char  HZ_Length;
  unsigned  char  ecc  = 0;  			//定义校验字节
  unsigned  int i = 0;
  HZ_Length = strlen((char*)HZdata); 			//需要发送文本的长度
 
  /*****************帧固定配置信息**************************************/
  Frame_Info[0] = 0xFD ; 			//构造帧头FD
  Frame_Info[1] = 0x00 ; 			//构造数据区长度的高字节
  Frame_Info[2] = HZ_Length + 3; 		//构造数据区长度的低字节
  Frame_Info[3] = 0x01 ; 			//构造命令字：合成播放命令
  Frame_Info[4] = 0x01 | Music << 4 ; //构造命令参数：背景音乐设定
 
  /*******************校验码计算***************************************/
  for(i = 0; i < 5; i++)   				//依次发送构造好的5个帧头字节
  {
    ecc = ecc ^ (Frame_Info[i]);		//对发送的字节进行异或校验
  }
 
  for(i = 0; i < HZ_Length; i++)   		//依次发送待合成的文本数据
  {
    ecc = ecc ^ (HZdata[i]); 				//对发送的字节进行异或校验
  }
  /*******************发送帧信息***************************************/
  memcpy(&Frame_Info[5], HZdata, HZ_Length);
  Frame_Info[5 + HZ_Length] = ecc;
  HAL_UART_Transmit(&huart2,Frame_Info,5 + HZ_Length + 1,10000);
}


/***********************************************************
* 名    称： YS_SYN_Set(unsigned char *Info_data)
* 功    能： 主函数	程序入口
* 入口参数： *Info_data:固定的配置信息变量
* 出口参数：
* 说    明：本函数用于配置，停止合成、暂停合成等设置 ，默认波特率9600bps。
* 调用方法：通过调用已经定义的相关数组进行配置。
**********************************************************/
void YS_SYN_Set(unsigned char *Info_data)
{
  unsigned char Com_Len;
  Com_Len = strlen((char*)Info_data);

  HAL_UART_Transmit(&huart2,Info_data,Com_Len,10000);
//  USART3_SendString(Info_data, Com_Len);
}
/*
以下数组可以定义在主函数中，通过YS_SYN_Set进行调用，实现对模块的控制
unsigned char SYN_StopCom[] = {0xFD, 0X00, 0X02, 0X02, 0XFD}; //停止合成
unsigned char SYN_SuspendCom[] = {0XFD, 0X00, 0X02, 0X03, 0XFC}; //暂停合成
unsigned char SYN_RecoverCom[] = {0XFD, 0X00, 0X02, 0X04, 0XFB}; //恢复合成
unsigned char SYN_ChackCom[] = {0XFD, 0X00, 0X02, 0X21, 0XDE}; //状态查询
unsigned char SYN_PowerDownCom[] = {0XFD, 0X00, 0X02, 0X88, 0X77}; //进入POWER DOWN 状态命令
unsigned char SYN_BoteRateCom[] = {0xFD, 0X00, 0x03, 0x31, 0X00, 0xCF}; //设置波特率9600
*/