语音芯片AP89010在POS系统中的应用
引言
pos是point of sales的英文缩写，即销售点终端。它利用磁卡或ic卡作为支付手段，使用方便、快捷和安全，且附加了很多的统计功能。pos系统的应用，减少了现金的流通量，方便了银行及商户之间的结算、统计等，使持卡人的消费变成一种快乐的体验，提升了银行的服务质量与效率，提高了用户的信誉度。
传统金融pos，一般在酒店、商场、连锁超市等场合使用，不带语音功能。每次刷卡交易靠售货员人工提示客户，完成确认金额、输入密码等操作。
***aplus公司生产的一次性编程语音芯片ap89010，控制简单、成本低。该方案很适合pos系统使用，可设计在pos主机或配套销售的密码键盘主机电路中。在成本增加不多的前提下，增加语音功能可以大大提高产品的定位和形象，增强其竞争力。
1 ap89010工作原理
语音芯片ap89010具有dipl6和sopl6两种封装。出于体积较小考虑，pos系统选用sopl6封装，引脚定义如图1所示。
ap89010工作电压为2．6～3．3 v，静态耗电<5μa，工作温度范围为一40～85℃。内部包含语音处理器、eprom存储器、a／d转换器、d／a转换器、逻辑接口控制器、音频放大器、时钟振荡器等电路，完成从语音数据写入固化到语音高保真重放的全过程。外围电路一般只需要几个元件。ap89010支持pcm或adpcm语音格式。可根据需要分为1～12组录放其语音，语音可录入时间最大为10 s(使用6 khz 4位adpcm译码器)。其语音录入需要在专门的计算机编程器上进行，一旦录入即成为固定数据，不能再更改或抹掉，永久保存。
器件各引脚功能如表1所列。
2 应用设计举例
作为pos系统中的一个子模块，语音芯片ap89010与主控mcu的逻辑框图如图3所示。
笔者设计的应用电路如图4所示。
2．1 ap89010的2种控制模式
ap89010芯片支持2种控制模式：按键触发模式和cpu并行触发模式。本例中采用cpu并行触发模式。audio_s1、audio_s2、audio_s3、audio_s4和audio_sbt同主控mcu的gpio口连接。
sbt作为触发信号，高电平选通播放。再通过分段控制s1～s4可选择触发12个不同的语音组，如表2所列。
软件可参考图5所示的时序进行控制。
ap89010最多允许录入124个语音片段，并最多允许组合成12个语音组。对于pos系统，可考虑表3和表4所列的语句组合。
语音源文件的采样率较高，音质效果相对好些，但会造成文件容量的增加。设计者需兼顾ap89010容量，控制在256 kb以内。如果无法容纳，可以考虑选用aplus公司同系列的ap89021芯片，内部eprom容量为512 kb。
语音源文件的录入，在调试阶段需用专门的编程器，配合pc端程序进行；量产阶段则可向供应商定制，在厂内一次性烧片，固化语音信息后再出货。
rosc振荡电阻的取值，根据语音文件的采样频率而定，可从表5中查出。
本例中，采样频率为8 khz，因此rosc电阻(即r1)取200 kω。
2．2 ap89010的2种输出方式
ap89010芯片有2种输出方式：一种利用芯片voutl、vout2引脚直接驱动喇叭，但驱动能力较弱，只能选用小功率的喇叭；另一种利用芯片 cout引脚电流放大输出，再外接三极管放大推动喇叭。本例中采用后者，驱动8 ω、1w规格的喇叭。
cout输出3 ma电流，bcp68t1三极管放大倍数hfe接近100，如图6所示。实际喇叭工作电流为三极管放大后的集电极电流ic，根据ic=ib·hfe，约为 300 ma。喇叭功率p=i2c·r，其中r为喇叭电阻8 ω，可算出实际能驱动的喇叭功率为o．72w。电阻r2推荐为390ω，根据实际情况调整为360ω。
2．3 3种选择方式
outl、out2、out3可内部编程，作为ic工作状态的反馈信号，有表6所列的3种选择方式。
可用于led灯，如闪烁则说明当前处于播放状态，不闪烁则说明播放完毕。也可连接mcu的gpio口线，通过busy和stop状态的读取，判断 ap89010是否处于播放状态，以便操作系统调度其他任务。本例中，仅采用outl驱动led灯功能。当d1闪烁时，说明正在播放。
结语
笔者已在pos系统上调试验证了ap89010电路，并小批量生产，全部检验通过。总体来说，ap89010操作简便、音质逼真，该应用电路性能稳定、可靠性好。
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1 ap89010工作原理
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ap89010工作电压为2．6～3．3 v，静态耗电<5μa，工作温度范围为一40～85℃。内部包含语音处理器、eprom存储器、a／d转换器、d／a转换器、逻辑接口控制器、音频放大器、时钟振荡器等电路，完成从语音数据写入固化到语音高保真重放的全过程。外围电路一般只需要几个元件。ap89010支持pcm或adpcm语音格式。可根据需要分为1～12组录放其语音，语音可录入时间最大为10 s(使用6 khz 4位adpcm译码器)。其语音录入需要在专门的计算机编程器上进行，一旦录入即成为固定数据，不能再更改或抹掉，永久保存。
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笔者设计的应用电路如图4所示。
2．1 ap89010的2种控制模式
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sbt作为触发信号，高电平选通播放。再通过分段控制s1～s4可选择触发12个不同的语音组，如表2所列。
软件可参考图5所示的时序进行控制。
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2．3 3种选择方式
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结语
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