Программатор для записи голосовых сообщений в микросхему K9F3208W0A (Samsung)

Назначение устройства

В некоторых случаях (при разработке определенных устройств) требуется использовать голосовые меню, голосовые оповещения о режимах работы каких-либо устройств или перезаписываемые пользователем сообщения о чем-либо. Как правило, это бывают устройства, имеющие интерфейс связи с внешним миром в виде телефонной линии либо мобильной (GSM) связи. Управление в голосовом меню происходит нажатием кнопок на телефоне, с которого делается звонок. Все это очень удобно, надежно работает и очень красиво выглядит со стороны. Есть только одна маленькая проблемка. Записывать голосовые фразы на этапе разработки не слишком-то удобно. А если надо записать очень много разных вариантов фраз и к тому же сделать копии на разных языках? Или, может быть, каждое устройство должно быть выполнено с оригинальными фразами с учетом специфики эксплуатации или требований клиента? К тому же и динамический диапазон при записи 8-битной PCM не так уж велик, что часто вызывает перегрузку используемых усилителей, что проявляется в виде хрипов на громких гласных звуках, или, при снижении громкости, не позволяет получать достаточно громкий и чистый голос в динамической головке. А после завершения разработки, в самом начале производства, встает вопрос: чем копировать эту самую микросхему памяти NAND FLASH, записанную разработчиком в системе? Ведь программаторов, поддерживающих, например, K9F3208 практически не встречается в природе. А через некоторое время, как правило, возникает желание что-то переделать в готовом устройстве. И сразу же появляется необходимость изменить две-три уже записанные ранее фразы. Как быть? Эти проблемы полностью решаются описываемым программатором. Такое устройство весьма полезно как разработчику, так и производителю, так как позволяет упростить запись новых и изменение старых голосовых сообщений, уже содержащихся в памяти микросхемы, позволяет достичь максимального уровня качества записи и максимального уровня неискаженного речевого сигнала, и помогает сделать процесс записи голоса доступным даже для совершенно неподготовленного персонала.

Устройство предоставляет следующие возможности при работе с микросхемами памяти NAND FLASH K9F3208W0A:

1. Прямое копирование содержимого памяти микросхем K9F3208W0A с одной микросхемы на другую.

2. Стирание (очистка) памяти микросхем K9F3208W0A.

3. Запись и перезапись голосовых фрагментов в микросхеме K9F3208W0A с использованием встроенного микрофона и корректирующего усилителя со сжатием динамического диапазона для получения высокого качества записанной речи.

4. Прослушивание записанных голосовых фрагментов через встроенный громкоговоритель.

5. Выбор скорости (качества) и длительности записываемых фрагментов.

6. Автоматическое диагностирование исправности и правильности установки микросхем K9F3208W0A.

Функциональный состав

1.      Копирование микросхем памяти NAND FLASH Samsung K9F3208W0A. Время копирования одной микросхемы не более 2-х минут (типичное значение: 1 минута 53 секунды).

2.      Полное стирание содержимого микросхемы. Операция занимает 2 секунды и может быть выполнена только для микросхемы [Destination].

3.      Одновременно могут обслуживаться две микросхемы: 1. Эталонная [Source] и 2. Программируемая [Destination]. Программатор имеет две ZIF-панельки с нулевым усилием для установки микросхем. Для микросхемы [Source] на аппаратном уровне запрещено программирование и стирание с целью надежной защиты эталонных данных, хранящихся в ней.

4.      Последовательное воспроизведение голосовых сообщений, записанных в [Source] или [Destination] на внутренний динамик.

5.      Запись и редактирование голосовых сообщений. Допускается перезапись любого выбранного сообщения без стирания и перезаписи уже имеющихся, записанных ранее, сообщений.

6.      При записи со встроенного микрофона обеспечивается амплитудная компрессия сигнала с целью расширения динамического диапазона. Это позволяет получить отсутствие искажений голоса на громких гласных звуках и сделать более разборчивыми и более громкими тихо произнесенные при записи фраз слова, а также позволяет уменьшить разницу в громкости записываемого сигнала при удалении говорящего от микрофона во время записи.

7.      Автоматическое диагностирование наличия и исправности установленных микросхем путем считывания с них кода идентификации, установленного производителем.

8.      Возможность записи голосовых сообщений на стандартной скорости 8000 fps и медленной – 4000 fps с индикацией на дисплее используемой в данный момент скорости.

9.      Возможность записи сообщений длительностью 2 секунды, 4 секунды или 8 секунд на стандартной скорости (8000 fps) и 4 секунды, 8 секунд или 16 секунд на медленной скорости (4000 fps). Причем в одной микросхеме могут быть записаны сообщения разной длительности в любом порядке. Это позволяет более рационально и полно использовать имеющуюся память микросхемы и в некоторых случаях добавлять новые сообщения в неполные кластеры уже записанной ранее микросхемы для озвучивания вновь добавляемых функций в новых версиях программного обеспечения разрабатываемых устройств.

10.  На дисплее отображается вся необходимая информация:

·        Плотность записи  4000 fps / 8000 fps

·        Длительность записываемых или воспроизводимых сообщений

·        Номер записываемого или воспроизводимого сообщения

·        Информация о наличии и исправности установленных микросхем

·        Текущий режим работы

Принципиальная схема устройства

Щелкнув на схеме, вы тем самым откроете ее увеличенной (в новом окне) для детального просмотра.

Рисунок не умещается на странице и поэтому сжат!
Для того, чтобы просмотреть его полностью, щелкните здесь.

Управляющий контроллер PIC16F877-20I/P. Применены следующие компоненты: PCM-кодек MC14LC5480DW (Motorola), телефонный усилитель MC34119P, операционный усилитель LM381 (К548УН1A), жидкокристаллический модуль DV-08020S1FBLY/R (возможен любой другой аналог 8 символов на две строки).

Описание устройства

Программатор имеет жидкокристаллический дисплей, содержащий 2 строки по 8 символов со светодиодной подсветкой, две ZIF-панельки с нулевым усилием для установки микросхем K9F3208W0A, клавиатуру из 12 клавиш (стандартная телефонная клавиатура 3х4 линии). Габаритные размеры программатора 145 х 76 х 53 мм. Имеется встроенный микрофон и громкоговоритель. Питание от сети ~220V через стандартный адаптер с выходным напряжением +12V.

Назначение клавиш управления

[1] – Плотность записи 4000 fps / 8000 fps. По умолчанию (после включения или перезапуска) 8000 fps. Отображается слева в верхней строке на дисплее как 4F или 8F соответственно.

[2] – Длина выделяемого кластера (фрагмента памяти) для записи или воспроизведения сообщения в секундах. Может принимать значения 2, 4 или 8 секунд для стандартной скорости  (8000 fps). Следует учитывать, что на медленной скорости (4000 fps) память расходуется в два раза медленнее, а потому значение длительности записи (или воспроизведения) будет ровно в два раза больше индицируемого. Отображается в центре верхней строки на дисплее.

[3] – Уменьшение порядкового номера записываемого или воспроизводимого сообщения. Может принимать значения от 0 до 255. Отображается справа в верхней строке на дисплее.

[4] – Увеличение порядкового номера записываемого или воспроизводимого сообщения. Может принимать значения от 0 до 255. Отображается справа в верхней строке на дисплее.

[5] – Копирование данных из микросхемы [Source] в микросхему [Destination]. Перед копированием автоматически производится полная очистка микросхемы [Destination]. Об этом выводится информация на дисплей (сообщение “ERASE” в нижней строке). До и после копирования (сообщение “WRITE” в нижней строке дисплея), а также перед стиранием, производится дополнительная проверка и идентификация микросхем [Source] и [Destination]. Кроме того, при копировании производится контроль регистра STATUS микросхемы K9F3208W0A (в конце каждой страницы, в соответствии с протоколом обмена на данную микросхему) на предмет выявления возможных ошибок при записи данных. В случае обнаружения ошибки на дисплей выводится надпись “ERROR!” и раздается прерывистый звуковой сигнал. Во время копирования справа в верхней строке дисплея выводится число, соответствующее количеству скопированных Мбит памяти. Микросхема K9F3208W0A имеет емкость 32 Мбита.

[6] – Стирание микросхемы [Destination]. Выводится сообщение на дисплей: “ERASE” в нижней строке.

[7] – Воспроизведение (последовательное) голосовых фраз, записанных в микросхему [Source]. Начинается с номера, указанного на дисплее и изменяемого клавишами [3] и [4]. Выводится информация на дисплей: “PLAY” в нижней строке.

[8] – Воспроизведение (последовательное) голосовых фраз, записанных в микросхему [Destination]. Начинается с номера, указанного на дисплее и изменяемого клавишами [3] и [4]. Выводится информация на дисплей: “PLAY” в нижней строке.

[9] – Запись голоса в микросхему [Destination] начиная с номера, указанного на дисплее. Используется выбранная и отображаемая на дисплее плотность записи и длительность сообщений. Запись производится только для одного номера выбранного сообщения. Для записи следующего сообщения, следует нажать клавишу [4], что приведет к увеличению на 1 порядкового номера текущего выбранного сообщения. Затем можно провести запись голосовой фразы, нажав клавишу [9]. И так далее.

[0] – Определение наличия и исправности установленных микросхем. Эта функция выполняется также автоматически при включении питания программатора и при запуске любого режима работы. Возможны четыре варианта отображения информации на дисплее:

a.       “S – D – 3208” – установлены обе микросхемы: [Source] и [Destination].

b.      “S – x – 3208” – установлена только микросхема [Source].

c.       “x – D – 3208” – установлена только микросхема [Destination].

d.      “NO CHIP!” – не установлена ни одна микросхема.

[*] Перезапуск программатора.

[#] Завершение записи голосовой фразы до истечения установленной длительности или выход из любого режима работы, кроме режима копирования.

***

Автор проекта: Александр Протопопов (г. Москва). E-mail: alexhigh@mail.ru, WWW-site: http://protopopov.da.ru/.
На моем личном сайте Вы можете ознакомиться с другими проектами, часть из которых не представлена на сайте этой фирмы.
Если Вы нуждаетесь в разработке какого-либо устройства с применением микроконтроллера, обращайтесь ко мне по адресу: alexhigh@mail.ru.