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基于W536的多媒体电子玩具芯片系统的设计及实现

目前，很多的益智玩具设计既要有液晶（LCD）显示，又要有扬声器播放语音及音乐。用一般芯片（如8051或通用DSP）实现上述要求，需要外接LCD显示接口电路及扬声器驱动电路，外围电路复杂，编程难度较大，放音的质量难以控制。

本文介绍了一种利用台湾Winbond公司的W536芯片构成的多媒体电子玩具电路的设计及实现方法，该芯片可直接驱动LCD显示，内置语音MDPCM（Modified Difference P外形美观ulse Code Modulation）编解码电路，可通过程序控制语音的播放，并具有耗电少、大屏幕显示、音质清晰、使用方便、开发周期短等优点，很适于多媒体电子玩具芯片系统的开发。

1 W536芯片简介

W536芯片的结构框图如图1所示，除具有普通4位微处理器的所有功能之外，还内置了LCD接口，可以直接驱动LCD显示；有20KB～160KB编程空间（程序ROM）；带有MDPCM语音编解码电路和音乐功能（内置最大4Mbits语音ROM），并且可以混和输出语音和MIDI（乐器数字界面）音乐。该芯片根据驱动LCD点阵列的大小分为T、A、K和P四个系列，每一个系列按存储语音内存大小又分成W536030、W536060、W536090和W536120四种型号。

本设计采用W536机床刀架060K芯片，其最大驱动40×8液晶显示，程序ROM为40KB，通用RAM为1KNibble（1 Nibble＝4 bits），LCDRAM为80 Nibble，语音ROM为2Mb7.在交换头模时1定要关闭电源开关；its。

2 系统组成原理

我们设计的多媒体英语学习电子玩具电路方框图如图2所示。硬件电路主要由W536060K芯片、LCD液晶显示电路、键盘电路和LED指示电路等组成，用户通过键盘阵列与系统进行交互对话，当W536060K芯片检测到键盘阵列的输入信号时，便发出相应的电信号，控制相应的LED指示灯亮，输出图片信息到LCD液晶板，同时控制扬声器播放相应的语音和音乐。由于W536强大的多媒体（语音、音乐、LCD显示驱动）功能，系统的大部分功能通过软件设计来实现，因此，外围电路十分简单，我们最终实现的电路板（按键除外）面积不到40cm2。

3 系统软件设计

W536芯片配备两个编程平台：Pattern Studio和Wide。在Pat钣金模具tern Studio平台利用高效率的Script语言（类C语言）进行开发，简单的一条语句可以播放一段语音或者显示一张图片，因此，很适于开发多媒体应用程序。在Wide平台编写ASM程序，除此之外，系统通过它与开发板结合进行仿真和调试。在程序结构上，采用了Script语言和ASM语言混合编程。

3．1 系统软件模块构成及功能结构

系统的软件设计包含ASM程序设计和Script程序设计两部分。ASM程序主要是语音和音乐播放程序、字母和数字的动画书写程序、睡眠模式的唤醒程序、LED指示程序和键盘扫描程序等。Script程序主要包括5大功能模块，分别为字母学干衣机习、单词学习、数字学习、音乐娱乐和益智游戏，其中每一项大功能模块又划分为4个子功能，总共构成20个子功能模块。Script语言和ASM语音协调工作，其功能结构框图如图3所示。

Script程序利用高效的语句进行程序的设计，显示一幅静止的多媒体图片机螺钉或者播放一段动听的音乐只需要一条简单的语句，所以，大部分的子程序都用Script程序设计。图4是该芯片系统的一个典型子功能模块程序流程图。

3．2 语音和音乐播放

W536芯片可以输出音质好的语音和双音调的音乐。语音经过MDPCM压缩编码存储在语音ROM中，语音控制器控制语音的播放和暂停。音乐以MIDI格式保存在音乐ROM中，在播放音乐时经双音调控制器将其转换成数字音乐，驱动扬声器播放音乐。

语音文件（Wav格式）经相关工具和处理之后，存储到芯片的语音ROM中，W536芯片提供编号寄存器（SPCH，SP避免装备遭到侵害CL）和特殊寄存器（Flag）来访问语音控制器。编号寄存器用来标志访问的语音地址，Flag0．0（Flag寄存器的第一位）是使能寄存器，可控制语音的播放，Flag0．2（Flag寄存器的第三位）则是反映当前语音控制器的状态。语音播放具体操作如下：

音乐播放原理同语音播放类似，在此不再赘述。

3．3 LCD转换显示

W536芯片在控制LCD显示时，只需把要显示的图片信息存储在LCDRAM，显示则由LCD驱动器自动完成，它会自动地从LCDRAM中读取图片信息，并且根据LCDRAM的值将相应的图片显示在LCD液晶上。W53606下面的这些资料均为真实有效0K最大提供40×8＝320点显示，每一点占用一位随