XF-S4240 中文语音合成模块原理简介及应用分析

1 XF-S4240 中文语音合成模块简介

1.1 简介

XF-S4240 中文语音合成模块，是安徽中科大讯飞信息科技有限公司（科大讯飞）推出的基于科大讯飞在嵌入式中文语音合成领域的最新研究成果--InterSound4.0 中文语音合成系统，而设计的一款中文语音合成模块。该模块可以通过异步串口（UART）、SPI 接口及I2C 总线三种方式接收待合成的文本，直接合成为语音输出；主要是面向中高端应用，为其提供一套完整的物美价廉的语音解决方案。

1.2 功能

可合成任意的中文文本，支持英文字母的合成；

支持GB2312、GBK、BIG5、UNICODE 四种内码格式的文本；

具有智能的文本分析处理算法，可正确的识别和处理数值、号码、时间日期及一些常用的度量衡符号，具备较强多音字处理和中文姓氏处理能力；

双发音人：男声、女声；

清晰、自然、准确的文语音合成效果；

集成提示音效，针对某些行业领域的常见语音提示音；

支持软件调节语速、语调、音量；

支持多种控制命令，包括：合成、停止、暂停合成、继续合成等；

支持多种文本控制标记，提升文本处理的正确率；

支持休眠功能，在休眠状态下可降低功耗；

支持UART、SPI、I2C 三种数据通讯接口；

Line out 音频输出；

XF-S4240 中文语音合成模块实物图

1.3 特点

XF-S4240 中文语音合成模块是一款针对嵌入式应用领域而设计，具有合成任意中文文本的能力及英文字母合成的语音合成模块。该模块的主要特点是合成语音自然度高，控制接口简单方便，功能强大。

2 XF-S4240 模块的硬件接口

2.1 XF-S4240 引脚说明

XF-S4240 引脚说明

2.2 XF-S4240 UART 通讯方式

由于开发板只有串口可外接，所以我们使用UART 通讯方式。

通讯传输字节格式

串口设置如下：

1） 波特率：9600 bps

2） 起始位：1bit

3） 数据位：8 bits

4） 停止位：1 bit

5） 校验：无

XF-S4240 UART 通讯引脚描述

3 XF-S4240 语音合成板卡通讯协议

3.1 语音合成命令

语音合成命令

3.2 停止合成命令

命令字 0x02 停止当前合成

示例 停止合成

0xFD 0x00 0x01 0x02

3.3 暂停合成命令

命令字 0x03 暂停当前合成

示例 停止合成

0xFD 0x00 0x01 0x03

3.4 恢复合成命令

命令字 0x04 恢复暂停的合成

示例 停止合成

0xFD 0x00 0x01 0x04

3.5 系统状态查询命令

命令字 0x21 通过该命令来判断TTS 模块是否正常工作，以及获取相应参数，返回0x4E 表明系统仍在合成中，返回0x4F 表明系统处于空闲状态

示例 停止合成

0xFD 0x00 0x01 0x21

3.6 进入Power Down 状态命令

命令字 0x88 进入POWER DOWN 状态命令，RST 后恢复

示例 停止合成

0xFD 0x00 0x01 0x88

4 板卡反馈信息

板卡反馈信息

5 电路连接

XF-S4240 模块与PC 的异步串口连接示意图

XF-S4240 模块与MCU 的异步串口连接示意图

XF-S4240 模块与音频功放LM4665 的接口示意图

我们计划使用MAX232E电路实现串口电平转换。把XF-S4240模块line out引到line out接口，插入音箱插头就可以使用。

XF-S4240模块实际连接电路图