N010RS录放音模块的数据资料.pdf

N010RSN010RSN010RSN010RS 系列多功能语音模块系列多功能语音模块N010RSN010RS 系列多功能录放模块系列多功能录放模块数数据据手手册册V V V Versionersionersionersion N N N NumberumberumberumberReverseReverseReverseReverse DateDateDateDateR R R Remarkemarkemarkemark1.02006.10.18第一版本1.12009.3.12修正了第一版本电路图，增加了环境极限参数1 1 1 1 概述概述 采用 8 位 DSP 内核录音芯片 NR010，16 位 ADC 输入，16 位 DAC 输出；语音内容存储在外挂 SPI FLASH 中，可重复擦写 100000 次以上，保存时间超过 100 年；录音文件以 ADPCM 格式存入 FLASH，以节省存储空间；多段录音及放音操作，每段不限制时长，最多可录 220 段；内置智能文件系统，不产生存储碎片；支持外挂 SPI-FLASH 容量范围为 4M Bit 至 64M Bit，录音最长可达 1000 秒以上；支持标准按键、一段录放音模式、一对一模式和三线串口模式控制方式，控制方便；音质高，噪音低，录音距离远，内置 AGC 增益；内置 0.5W 音频功放，可直接驱动 0.5W 扬声器；支持 LINE 线路录音和 MIC 现场录音；可自行设定采样率，支持 6K 至 16K 采样；有忙信号输出指示；电压范围为 DC2.7V 至 3.6V，自带低电压侦测电路；省电模式仅耗电 150uA 以下；可以广泛应用在电话录音、工控、消防、玩具等领域。实用的 DIP28 封装，也可根据需要提供录音主控 IC；2 2 功能描述功能描述NR010S 录音模块为九芯电子所研发产品，采用 NR010 录音芯片外挂 SPI 存储器的方式，达到录音的功能。它的主要特点是声音清晰，录音时间长。目前可以提供的最长录音时间为 2730 秒。NR010S 的一个显著特点是存储时间灵活，客户根据自己需要的录放时间长度，选择相应的外挂 SPI FLASH 容量，主控芯片无需更改。NR010S 相比其它录音芯片或电路，有着单片录音时间长、多段灵活控制、成本低、语音清晰的优点。NR010 具备按键控制模式、按键一对一控制模式及三线串口控制模式等三种模式。能够很方便的应用在多种场合，是一款性价比很高的标准化录放模块。NR010S 的控制模式只能在第一次烧写程序的时候设定，一经设定就不能再次更改，但录音内容是可以随意擦写的。3 3 3 3 模块实物图模块实物图图一 模块实物图4 4 4 4 选型指南选型指南型号型号电压范围线录静态电流语音（秒）采样范围放音方式控制方式N010R004SN010R004SN010R004SN010R004S2.7V3.6V120uA1608K16KDAC/PWM按键、一对一、三线N010R008SN010R008SN010R008SN010R008S2.7V3.6V120uA3208K16KDAC/PWM按键、一对一、三线N010R016SN010R016SN010R016SN010R016S2.7V3.6V120uA6408K16KDAC/PWM按键、一对一、三线N010R032SN010R032SN010R032SN010R032S2.7V3.6V120uA12808K16KDAC/PWM按键、一对一、三线N010R064SN010R064SN010R064SN010R064S2.7V3.6V120uA25608K16KDAC/PWM按键、一对一、三线备注：备注：1.1.1.1.语音长度全部基于语音长度全部基于 6K6K6K6K 采样率计算的，一般应用中采样率是大于采样率计算的，一般应用中采样率是大于 8K8K8K8K 的，所以语音长度仅作参考。的，所以语音长度仅作参考。2.2.2.2.混音一栏中打混音一栏中打 X X X X 的为不支持，打的为不支持，打的支持。的支持。3.3.3.3.模块的封装是基于模块的封装是基于 DIP28DIP28DIP28DIP28 设计，同时也可按客户要求定制封装，或者是以芯片的形式应用在用户电路板。设计，同时也可按客户要求定制封装，或者是以芯片的形式应用在用户电路板。5 5 5 5 语音长度和语音长度和 FLASHFLASHFLASHFLASH 容量对应表容量对应表语音长度（秒）语音长度（秒）4080160320640128025605120FLASHFLASHFLASHFLASH 容量容量（MbitMbitMbitMbit）1248163264128备注：上述语音长度以备注：上述语音长度以 6K6K6K6K 采样率计算，语音长度仅作参考。采样率计算，语音长度仅作参考。6 6 6 6 应用范围应用范围NV004S 系列语音模块可用于各种语音提示的场合，例如：电话录音、安防、工控、消防、玩具等等。7 7 7 7 应用方框图应用方框图N010RS模块/主控MIC 或者线路录音SPI FLASH语音输出控制端图 2 应用方框图8 8 封装示意图封装示意图图 8.1 DIP28 模块封装示意图备注：模块采用标准备注：模块采用标准 DIP28DIP28DIP28DIP28 尺寸封装，但上图实线框起来的部分，也就是尺寸封装，但上图实线框起来的部分，也就是 1 1 1 1 到到 4 4 4 4 脚，然后脚，然后 25252525 脚到脚到 28282828 脚这脚这 8 8 8 8 个脚个脚是没有焊盘引脚的。具体尺寸和引脚参数请见本资料封装尺寸图。是没有焊盘引脚的。具体尺寸和引脚参数请见本资料封装尺寸图。9 9 封装管脚对应表封装管脚对应表引脚标号简述功能描述1NC无引脚空2NC无引脚空3NC无引脚空4NC无引脚空5P07放音脚一对一模式放音脚6P06放音脚一对一模式放音脚7REST复位脚复位脚，低有效8AUDIO-LDAC 输出外接功放输入脚9SP+喇叭输出喇叭输出，可直接驱动 0.5W 喇叭10SP-喇叭输出喇叭输出，可直接驱动 0.5W 喇叭11P12FLASH 下载脚FLASH 下载脚12P13FLASH 下载脚FLASH 下载脚13P10FLASH 下载脚FLASH 下载脚14GND地线地线15P11FLASH 下载脚FLASH 下载脚16P05擦除一对一模式放音脚17P04音量调节按键模式擦除，一对一模式放音脚18P03按键放音/串口按键模式上一首，串口数据脚，一对一模式放音脚19P02按键放音/串口按键模式下一首，串口时钟脚，一对一模式放音脚20P01按键放音/串口按键模式播放，串口片选脚，一对一模式放音脚21P00按键录音录音脚22VCC正电源电源脚，电压范围 DC2.7V3.6V23MIC麦克风麦克风输入24LINE-IN线路录音线路输入25NC无引脚空26NC无引脚空27NC无引脚空28NC无引脚空NC1NC2NC3NC4P075P066REST7AUDIO-L8SP+9SP-10P1211P1312P1013GND14P1115P0516P0417P0318P0219P0120P0021VCC22MIC23LINE-IN24NC25NC26NC27NC2810101010 采样率设置采样率设置P06P07录音采样率音质006KHz较差，不建议108KHz一般（满足大多数场合）0112KHz较好1116KHz高11111111 操作模式操作模式N010RS 控制操作模式分别为一段录放音模式、一对一模式、标准按键模式、MCU 三线串口控制。每个模式都是在出厂前已烧录固定，所以用户使用前请预订好自己所需要的控制操作模式。11.111.111.111.1 一段录放音模式一段录放音模式一段录音模式包括一个录音按键和一个放音按键。录音开始前自动擦除存储器内的内容。录音为电平低有效录音，按下录音，松开按键停止录音。录音无时间限制，以最大容量存储时间为限。存储器录满后会”BEEP”告警。放音为下降沿脉冲触发放音，按键防抖时间为 10ms。IO 口P07P06P05P04P03P02P01P00功能定义-放音录音11.211.211.211.2 一对一录放音模式一对一录放音模式一对一录放音包括一个录音按键、7 个地址按键；录音按键为 ON/OFF 操作，按一下录音，再按下停止录音，再按录下一段语音，如此循环。最多可录 7 段语音，语音按录音先后循序排列，存储器录满后会”BEEP”告警。录音按键长按 3 秒钟可擦除全部语音。放音为不可打断脉冲触发放音，每段录音无时间限制，以最大容量存储时间为限。按键防抖时间为 10ms。IO 口P07P06P05P04P03P02P01P00功能定义PLAY-07PLAY-06PLAY-05PLAY-04PLAY-03PLAY-02PLAY-01录音/擦除11.311.311.311.3 标准按键操作模式标准按键操作模式标准按键操作模式包括一个录音键、一个当前段语音播放键、一个下一首按键、一个上一首按键、一个音量调节键、一个擦除键。录音键为 ON/OFF 操作，按一下录音，再按下停止录音，再按录下一段语音，如此循环。最多可录制 220 段语音，每段录音无最长时间限制，以最大容量存储时间为限。存储器录满后会”BEEP”告警。录音段数达到最大段也会”BEEP”告警。按下当前段播放键会播放当前段录音内容。下一首以及上一首分别控制上下首录音段切换。音量调节按键调节音量大小，循环切换音量，共 4 级音量调节，上电默认为最大音量。擦除按键短按为当前段录音内容擦除，长按擦除整个存储器所有内容。IO 口P07P06P05P04P03P02P01P00功能定义-擦除音量调节下一首上一首当前段播放录音11.3.111.3.111.3.111.3.1 录音操作时序录音操作时序11.3.211.3.211.3.211.3.2 播放当前段操作时序播放当前段操作时序11.3.311.3.311.3.311.3.3 下一首按键操作时序下一首按键操作时序11.3.411.3.411.3.411.3.4 上一首按键操作时序上一首按键操作时序直到播放第一段后，再次发送负脉冲触发，否则无效。直到播放第一段后，再次发送负脉冲触发，否则无效。11.3.511.3.511.3.511.3.5 音量调节按键操作时序音量调节按键操作时序备注：上电默认为音量最大，音量调节按键调节音量大小，循环切换音量，共 4 级音量调节。11.3.611.3.611.3.611.3.6 擦除按键操作时序擦除按键操作时序11.411.411.411.4 MCUMCUMCUMCU 三线串口操作模式三线串口操作模式三线串口操作模式主控 MCU 由三根通信线控制，分别为片选 CS，时钟 CLK，数据DATA.，通信端口以及时序如下.IO 口P07P06P05P04P03P02P01P00功能定义-DATACLKCS-11.4.111.4.111.4.111.4.1 功能及命令码对应操作表功能及命令码对应操作表N010RS 的串口操作模式每次有效操作码由 16 位组成，分别是 8 位的命令码再加上 8 位的地址码组成。操作码如下表。功能命令码描述录音FAH+00H录音为顺序录音，发送该命令开始录音。，BUSY 信号拉低。播放FCH+XXH播放任意段语音，超出最大段无效，BUSY 信号拉低。地址范围为 0 段最大段。段擦除FDH+XXH擦除任意段语音，超出最大段无效，BUSY 信号拉低。擦除等待时间为 400us。全部擦除F5H+00H擦除全部语音，BUSY 信号拉低。擦除等待时间为 400us。音量调节F2H+XXH控制任意音量级别。地址范围为 003.停止录放F4H+00H停止当前正在录音或者放音操作。BUSY 拉高。备注：标注【XX】表示该命令码所支持的地址范围。11.4.211.4.211.4.211.4.2 MCUMCUMCUMCU 三线串口时序三线串口时序数据发送前 CS 信号拉低 400us，然后 CLK 开始发送，DATA 在 CLK 的上升沿置位，数据从低位开始发送，每一 CLK 时序大于 800uS，小于 5ms，每次有效操作码一共保护 16bit 数据，前 8bit 为命令 COMMAND 码，后 8 位为地址码 ADDR 码，片选 CS 在发送第一位数据前开始拉低至发送完 16 位结束后拉高，期间 CS 应一直保持为低电平。以下为工作时序图。11.4.311.4.311.4.311.4.3 MCUMCUMCUMCU 三线串口控制例程三线串口控制例程C51,晶振 11.0592MHz，MCU:ATMEL-MEGA8void spi_send(unchar ch)unchar i;PORTD|=BIT(spi_sda);PORTD|=BIT(spi_sck);；发送 8 位数据前，SDA 和 SCK 先拉高for(i=0;i=1;；待发数据右移PORTD&=BIT(spi_sck);delay(552);；延时 600usPORTD|=BIT(spi_sck);delay(552);；时钟上升沿PORTD|=BIT(spi_sda);PORTD|=BIT(spi_sck);；发送完毕，SDA 和 SCK 拉高void main(void)PORTD&=BIT(spi_cs);delay(600);发送 16 位数据前 SS 拉低 400usspi_send(0 xfc);；发送命令spi_send(0 x01);；发送地址PORTD|=BIT(spi_cs);；发送完毕，SS 拉高12121212 最小电路系统图最小电路系统图电路说明：录音输入可以选择采用麦克风录入戒者线路录音输入，也可以同时使用两者进行录音。挄键控制模式下，拉低相关 I/O 口的电平，可达到控制效果，如 P00 为录音、P01 为播放/停止、P02 为下一曲、P03 为上一曲、P04为音量、P06 为擦除。电路选用 PWM 输出直接驱动扬声器模式，音频信号由 N010RS 录音模块 SP+、SP-两个引脚输出。BUSY 端在模块操作的情况下为高电平，录音、放音过程中为低电平。在三线串口操作模式下，电路的 P01为 CS，P02 为 CLK,P03 为DATA.13131313 封装尺寸图（单位封装尺寸图（单位 mmmmmmmm）GNDP01P03P11123456789101112131415161718192021222324252627282N010RSP04RESTSP-P12MICAGO+3.3VP10P02P00P13SP+P05P07P06A_LMK1MICVCCS1S2S3S4LS1SPEAKER 14141414 命名规则命名规则N N N N 010010010010 R R R R XXXXXXXXXXXX S S S S品牌代码品牌代码主控代号主控代号V V 代表语音系列代表语音系列R R 代表录放系列代表录放系列004004 代表代表 4 4 兆兆008008 代表代表 8 8 兆兆016016 代表代表 1616 兆兆032032 代表代表 3232 兆兆064064 代表代表 6464 兆兆128128 代表代表 128128 兆兆S S S S：外挂：外挂 SPISPISPISPI 存储器存储器15151515 技术支持联系信息技术支持联系信息广州市九芯电子科技有限公司广州研发中心业务代表：1536086343413423664648 李小姐技术支持：13422305156 高先生传真 FAX：020-61302682技术支持 QQ：980154908业务联系 QQ：1054734145Email:主页 HOST:研发中心地址：广州市高新区科学城科学大道 121 号信息大厦 4 楼