可以使用串口控制MP3播放的芯片

　　串口指令控制是音频芯片领域应用比较广泛的交互方式之一。相对而言纯按键方案具备布线简洁、可编程扩展、兼容性好等优势，特别适合需要和主控MCU协同工作的嵌入式场景。本篇文章将会对唯创知音旗下的多款支持UART串口控制的MP3解码芯片进行介绍，涵盖从入门级的单线方案一直到中高阶的蓝牙音频平台的完整产品线。

　　一、技术背景：为什么选择串口控制的MP3芯片

　　在智能硬件开发这个领域当中，音频提示以及语音播报已经成为了产品体验当中重要的组成部分。传统的办法是依靠预先录制好的音频文件再加上专用的播放集成电路，通过简单的电平触发来实现声音的输出。这样一种方式虽然已经很成熟了，但是它的灵活性是比较差的，要是需要更换提示音的内容，常常得重新烧录芯片，终端用户几乎是没有办法参与更新的。

　　串口控制方案的出现很好地解决了这一痛点。经过标准化的UART协议，上位机的MCU可以将指令发送给音频解码芯片，从而实现播放指定文件、调节音量、切换播放模式、查询当前状态等功能。结合SPI Flash、SD卡或者U盘作为存储介质，终端设备能够在不更换硬件的情况下，随时更新音频内容。

　　更重要的是，串口方案从本质上来讲天然就支持二次开发。不管是在工业仪表的报警语音、智能小家电的操作提示，还是自助终端的引导播报当中，只要主控芯片具备UART接口，就可以无缝地接入这类MP3解码芯片，能够极大地缩短产品的开发周期。

　　二、产品阵容：唯创知音串口MP3芯片完整梳理

　　1.WT2003HX系列：经典入门级方案

　　WT2003HX系列乃是唯创知音针对通用市场所推出的一款UART接口MP3芯片，是该企业多年在音频领域中所积累的成熟产品。

　　在存储以及格式支持这一方面，该芯片可以适配SPI Flash、SD卡以及U盘这三种存储介质，文件系统兼容FAT16以及FAT32格式，这就意味着开发者不需要对音频文件进行特殊处理，直接把MP3或者WAV文件拷贝到存储介质里面就可以使用。在音频格式这一方面，官方宣称支持MP3以及WAV这两种常见的编码方式。

　　在功放输出这一方面，芯片内部内置了单声道功放，能够支持2W的功率输出，足够驱动常见的8欧姆的小功率扬声器，可以满足大多数小型设备的声音播放需求。

　　在封装以及接口这一方面，WT2003HX具备SOP16、SOP8以及DIP8等多种的封装形式，开发者在实际进行选型的时候可以根据PCB的空间情况以及焊接工艺来灵活地进行选择。串口通讯所采用的是标准的UART协议，其默认的波特率是9600bps，而且还支持在1200bps到57600bps这个范围之内进行配置，这样子就可以去适应不同速率的主控芯片以及不同的通讯环境。

　　在控制功能这一方面，通过串口指令集可以实现指定索引播放、组合播放、循环播放、随机播放以及音量分级调节等操作。对于不需要复杂交互但又希望保留一定扩展性的项目，WT2003HX是一个务实可靠的选择。

　　2.WT2605Ax系列：兼顾存储多样性与格式兼容性

　　WT2605Ax系列乃是针对WT2003HX进行了进一步的扩展，其在存储介质以及音频格式的支持方面有着更为广泛的覆盖范围，而且在与U盘、热插拔等实际使用场景的兼容性这一方面也得到了提升。

　　该系列也支持U盘、SD卡以及T卡这三种存储方式，不过和前代产品相比较而言，U盘的热插拔特性得到了更加优良的保障。在实际的产品应用当中，这就意味着用户可以在不关机的状态下去更换U盘里面的音频内容，对于很多需要频繁更新提示音的商业设备来讲是有实际意义的。

　　音频解码的能力乃是WT2605Ax的核心之处。该芯片支持MP3、WAV、WMA、FLAC以及AAC等多种音频格式，覆盖了目前主流的编码方案。其中FLAC和AAC的兼容对于需要在有限带宽或者存储空间下追求更高音质的开发者来说是比较实用的。

　　在输出接口这一方面，WT2605Ax具备16bit DAC输出，能够连接外置的功放或者是直接对接到音频功放电路，从而实现更为高质量的音频还原。该系列支持标准的UART串口控制，可以完成目录指定播放、组合播放、循环播放、随机播放等复合指令。

　　从产品的定位情况来看，WT2605Ax是适合对于音频质量有比较高的要求，并且还需要同时去支持多种存储介质的开发者所使用的。相对入门级的方案而言，它的扩展性以及格式兼容性都更为突出。

　　3 WT2605C系列：模块化封装的实用选择

　　WT2605C系列运用了模块化的设计方式，把核心的解码芯片和外围的电路进行了整合封装。采用这种设计的办法，开发者不需要自己去搭建外围的电路，这样就缩短了项目启动的周期。

　　该系列所支持的存储介质包含有SPI Flash、SD卡以及U盘，音频格式可以兼容MP3以及WAV。内置了UART接口并且支持一线串口双模，既兼顾了标准的工业协议的适配需求，又满足了极简单线场景的适配需求。功放部分整合了8欧姆/3W的功率输出，驱动方面的能力相比WT2003HX有了明显的提升，能够满足体积稍大的扬声器或者需要更大音量的应用场合。

　　WT2605C内置了EQ(均衡器)设置功能，开发者可以通过指令在不同的音效模式之间进行切换，适用于终端产品有差异化听感需求的情况。此系列支持多种组合播放的方式，可以灵活地去应对复杂场景之下的语音播报逻辑。

　　4 WT2606A3-42N：蓝牙与串口的融合方案

　　WT2606A3 - 42N所针对的是中高端的音频应用领域。芯片支持蓝牙V5.0

　　内置功放的最大输出是4欧姆的3W，和前几款产品比是有那么一点点提升。和WT2605Ax是同一种类型，WT2606A3-42N也存在16bit DAC输出，给外接功放电路或者音频DAC提供物理上的通道。

　　OTA在线升级支持是这款芯片的一个实用特性。通过蓝牙来进行连接，终端设备可以在不拆机的情况下去更新固件，对于已经部署好的智能硬件设备来说，极大地简化了维护的流程。它还支持通过UART接口来实现标准串口协议的控制，指令集覆盖了播放、暂停、音量调节、播放模式切换等常用的操。

　　从应用场景这一角度来看，WT2606A3-42N适合很多需要蓝牙音频功能但是又想要保留本地存储播放能力的混合型产品。

　　5.WTV380Cx：音频流与边下边播的特色方案

　　WTV380Cx在产品方面的逻辑与前面的几款存在着较为明显的不一样之处。它着重在音频流解码以及边下边播这两方面的能力，针对的是需要实时音频传输或者流媒体播放的特定场景。

　　在存储方面，WTV380Cx内部采用内置的SPI Flash作为主要的存储介质，最大可以支持128Mbit的容量。相较于外置的SD卡或者U盘的方案而言，内置Flash在抗振动、可靠性这一方面是具有优势的，适合工业设备或者车载环境使用。

　　它所支持的音频格式包含MP3以及WAV。功放输出的规格是8欧姆、0.另外，这款芯片内置了12bit的ADC，可以支持录音的功能，可以在需要语音录入的场景当中复用同一颗芯片。

　　边下边播是这个方案的核心的差异化的地方。在实际的工作流程当中，WTV380Cx可以在接收音频数据流的时候持续地进行解码并且输出声音，不需要等待整个文件传输完成。这一个特性使得它在流媒体播放、实时语音播报这类对延迟有要求的场景当中具备着独特的价值。

　　在通讯接口这一方面，WTV380Cx同时具备UART标准串口以及一线串口这两种模式，其默认的波特率为9600bps，开发者可以根据实际的需求把它配置成其他的常用速率。

　　6 WT2003H4 - 16S(R104)：一线串口的极简方案

　　WT2003H4 - 16S(R104)版本是针对一线通讯场景而专门设计的专用型号。在实际的应用场景之中，使用标准的UART接口，其在理论层面是不存在任何问题的。

　　该型号采用SOP16封装，支持一线录音功能。在进行通讯时序的时候是依照一线协议规范来进行的，开发者得按照手册上面的时序要求来编写驱动代码。支持的播放控制功能包含指定地址进行播放、进行播放控制(比如播放、暂停、停止)、组合播放以及循环播放等基础的操作。

　　相较于标准的UART方案而言，一线串口方案在硬件连接这一方面更加简洁，但是通讯的速率以及指令的复杂程度是存在相应的限制的。R104版本的固件的功能代码定义可以在官方资料里找到对应的地址映射表，开发者按照表来进行操作就可以实现基础的播放控制。

　　三、技术规格横向对比

　　从选型的角度来看，可以把上述的六款芯片按照存储介质、音频格式、功放输出、通讯接口这四个维度来进行横向的观察。

　　在存储介质这一方面，WT2003HX、WT2605Ax、WT2605C这三款是支持U盘和SD卡双介质的，WTV380Cx是采用内置SPI Flash为主，WT2606A3-42N侧重于蓝牙和本地存储结合，WT2003H4-16S则是通过一线串口来简化外设依赖。在音频格式的兼容性方面，WT2605Ax是覆盖范围最为广泛的，它可以兼容五种主流的编码格式。WT2003HX以及WT2605C主要以MP3和WAV格式的音频文件来进行播放。WTV380Cx同样支持MP3以及WAV，而且还具备录音的通道。在功放输出这一方面，WT2605C的3W规格是最高的，WT2606A3-42N的4欧/3W排在第二位，WT2003HX的2W属于基础级别的，WTV380Cx的0.在通讯接口这一方面，大多数的产品采用UART标准的串口。

　　四、应用场景以及选型建议

　　在实际进行选型操作的时候，是建议从以下这三个维度来开展评估活动的。

　　存储更新的频率乃是一个首要需要考量的因素。要是产品交付之后几乎不需要去更新音频内容的话，那么可以优先考虑内置SPI Flash的WTV380Cx方案，它在工业场景当中的抗干扰以及可靠性方面的优势是挺明显的。要是想要让终端用户能够便捷地更换提示音的话，那么U盘以及SD卡的方案会是比较合适的。

　　音频质量的水平是和音频的格式兼容性以及DAC的精度相互关联的。WT2605Ax具备16bit DAC，还支持FLAC/AAC，能够满足很多对音质有要求的终端产品。要是仅仅只是存在提示音播放这样的需求，WT2003HX或者WT2605C的方案是足够能够满足的。

　　通讯的方式得依据主控芯片的接口资源来进行抉择。要是主控MCU具备富余的GPIO，并且对于通讯速率的要求不算高的话，那么一线串口的方案就能够节省接口的占用情况。倘若期望有更为丰富的指令交互以及更高的通讯效率的话，那么标准UART方案便是更为稳妥的选则。

　　对于很多需要蓝牙音频能力的混合型产品，WT2606A3 - 42N可以提供较为完整的解决方案，结合了OTA升级功能，在远程维护已经部署好的设备方面有明显的优点。

　　五、唯创知音的技术服务能力

　　深圳唯创知音电子有限公司自从1999年成立以来，已经持续在语音技术领域深耕了将近30年，是国家高新技术企业。从2004年的时候起，这家公司便开始着手研发MP3芯片，历经了八代产品的迭代，其中WT2605、WT2003这类产品线在市场当中积攒了良好的口碑。

　　在研发能力这一方面，唯创知音每年超过20%的销售额被投入到技术研发当中，已经累计获得了超过90项核心技术专利，涉及音频编解码、低功耗设计、语音降噪等多个技术方向。

　　在生产这一端，公司在深圳市宝安区拥有4000平方米以上的标准化制造基地，员工人数超过200人，每月的产能能够达到3000万片以上，构建了从产品研发、测试、声音处理到应用指导的完整质量管控体系。

　　在技术服务这一方面，唯创知音提供了较为完善的开发文档以及应用方面的支持，比如各型号芯片的数据手册、指令协议的说明、参考原理图以及应用方面的注意事项等。对于有定制化需求的客户，公司也能够提供软硬件联合开发的定制化服务，帮助客户缩短产品开发周期。

　　六、结语

　　串口控制的MP3芯片在嵌入式音频领域有着广阔的的应用空间。从WT2003HX这类基础入门级的方案，到WT2605Ax的多格式兼容设计，再到WT2606A3-42N的蓝牙和串口的融合，每款产品都有它明确的定位以及适用的场景。开发者在实际项目当中，需要依据存储的需求、音频质量的要求以及通讯接口的条件来进行综合的评估，从而选择最为匹配的芯片方案。

　　要是想要进一步去了解具体型号的技术参数或者获取开发方面的资料，那么是需要去联系唯创知音官方的技术支持团队的。