Dalam dunia projek mikropengawal, jurutera sentiasa mendorong perkakasan ke had kemampuan mutlak. Satu projek terkini yang mempamerkan main balik audio pada mikropengawal 16 sen telah menawan imaginasi komuniti, mencetuskan perbincangan tentang cara menambah baik pelaksanaan dan ke mana teknologi kos ultra-rendah ini boleh membawa.
Spesifikasi Utama CH32V003:
- Harga: $0.16 USD
- Teras: 32-bit RISC-V
- Memori Flash: 16KB
- RAM: 2KB
- Frekuensi CPU Maksimum: 48MHz
- Pilihan Pakej: TSSOP20, QFN20, SOP16
Penambahbaikan Teknikal untuk Kualiti Bunyi Lebih Baik
Projek asal berjaya membuat mikropengawal CH32V003 memainkan audio melalui output PWM, tetapi ahli komuniti serta-merta mengenal pasti ruang untuk penambahbaikan. Satu cadangan utama melibatkan penambahan penapis RC laluan rendah mudah pada litar pembesar suara, yang akan mengurangkan dengan ketara kualiti berdesing output audio.
Jika anda tahu anda memacu kadar sampel 8kHz, anda boleh mereka bentuk penapis anda dengan potongan itu, dan ia akan kedengaran jauh lebih baik.
Penapis ini akan membuang isyarat pembawa PWM frekuensi tinggi sambil mengekalkan kandungan audio sebenar, menghasilkan penghasilan semula bunyi yang lebih bersih. Prinsipnya mudah - dengan memadankan frekuensi potongan penapis kepada kadar sampel audio, anda menghapuskan artefak yang tidak diingini tanpa menjejaskan isyarat yang dikehendaki.
Kaedah Pelaksanaan Audio yang Dibincangkan:
- Output PWM dengan main balik sampel dipacu perisian
- Pemampatan ADPCM (varian 2-bit dan 4-bit)
- Sintesis pertuturan LPC menggunakan perpustakaan Talkie
- Flash I2C luaran untuk storan yang diperluaskan
- Penapisan RC pas-rendah untuk kualiti audio yang lebih baik
 |
|---|
| Perwakilan grafik pemampatan ADPCM 2-bit yang digunakan pada isyarat audio |
Mengembangkan Keupayaan Audio Melalui Komponen Luaran
Walaupun projek asal menumpu pada memaksimumkan memori kilat dalaman 16KB mikropengawal, beberapa pengulas mencadangkan cara praktikal untuk melanjutkan keupayaan audio. Satu pendekatan melibatkan penyambungan cip kilat I2C untuk menyediakan storan tambahan untuk klip audio lebih panjang atau perbendaharaan kata lebih luas dalam aplikasi sintesis pertuturan.
Penyelesaian storan luaran ini akan mengekalkan falsafah kos rendah projek sambil mengembangkan secara dramatik aplikasi potensinya. CH32V003 mengekalkan pin I/O yang mencukupi untuk menyokong kedua-dua komunikasi bersiri dan kawalan periferal tambahan walaupun dengan kilat luaran dipasang, menjadikan ini laluan naik taraf yang boleh dilaksanakan untuk projek lebih bercita-cita tinggi.
 |
|---|
| Catatan blog yang membincangkan projek mikropengawal kos rendah dan keupayaan main balik audio |
Konteks Sejarah dan Kaedah Sintesis Alternatif
Perbincangan secara semula jadi beralih kepada preseden sejarah untuk sintesis pertuturan, dengan pengulas merujuk pelaksanaan klasik dari awal era pengkomputeran. TI Speak and Spell dari lewat 1970-an menggunakan teknik pengekodan ramalan linear yang serupa, menunjukkan bahawa sintesis audio canggih pada perkakasan terhad adalah tradisi yang mantap.
Kaedah sintesis alternatif juga muncul dalam perbualan, termasuk rujukan kepada SAM (Software Automatic Mouth) dan kemungkinan melaksanakan codec lebih kompleks seperti AMR dari piawaian telefon bimbit GSM. Walaupun pendekatan ini menawarkan kualiti bunyi atau kecekapan mampatan yang lebih baik, ia datang dengan peningkatan kerumitan pengiraan yang mungkin mencabar pemproses CH32V003 yang sederhana.
Rujukan Sintesis Pertuturan Bersejarah:
- Texas Instruments Speak & Spell (1978)
- BBC Micro perintah "*SAY"
- Apple MacinTalk untuk Macintosh klasik
- SAM (Software Automatic Mouth)
 |
|---|
| Litar bersepadu yang digunakan dalam sintesis audio awal, menonjolkan kemajuan sejarah dalam teknologi |
Implikasi Lebih Luas untuk Pengkomputeran Kos Ultra-Rendah
Di sebalik penambahbaikan teknikal khusus, perbincangan komuniti mendedahkan keterujaan tentang implikasi lebih luas mikropengawal 16 sen yang berkemampuan. Peranti ini membuka kemungkinan untuk menambah maklum balas audio kepada aplikasi di mana kos sebelum ini menghalang - dari mainan pendidikan kepada penderia industri dan peranti automasi rumah.
Keluarga CH32V003 menawarkan varian lebih berkemampuan dengan keupayaan USB dan Ethernet bersepadu, mencadangkan masa depan di mana peranti berrangkaian dengan antara muka audio boleh dibina dengan hanya beberapa dolar jumlahnya. Seperti yang diperhatikan seorang pengulas, batasan utama bukan keupayaan perkakasan tetapi alat pembangunan - utiliti perancangan pin yang lebih baik akan membuat cip murah ultra ini lebih mudah diakses kepada pembangun arus perdana.
Semangat seputar projek ini menunjukkan bahawa walaupun dalam era pengkomputeran berkuasa dan murah, jurutera masih mencari keseronokan dan inovasi dalam mendorong perkakasan termurah yang mungkin untuk melakukan perkara luar biasa. Pengetahuan kolektif komuniti membantu mengubah bukti-konsep yang pandai kepada pelaksanaan praktikal dengan aplikasi dunia sebenar.
Rujukan: I made a 16 Cent MCU Talk