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通常合成语音技术被称作 TTS (Text To Speech),这样的功能在报站,排队叫号等等场合有着广泛的应用。最近我入手了一个SYN6288TTS模块,价格50元送喇叭。
                              
image001.png
具体的说明可以在芯片手册中找到,对于我们来说,最直接的用法就是播放语音。推荐刚拿到模块的时候使用USB串口直接对模块发送下面的数据可以测试是否正常。
image002.png
从上面也能看出,命令的构成。需要特别注意的是命令参数指定了文本的编码方式,对于 Windows来说默认通常都是Unicode。另外就是最后用于校验的值,这是对每一个byte 异或运算获得的。计算方式是: buffer[0]+ buffer[1]+…+ buffer[n]
我们还需要了解的是 Arduino 中的汉字使用的是UTF8编码 (因为 IDE Unicode),例如:用下面的代码输出“宇音天下”。
char buffer[] = "宇音天下";

void setup()
{

        Serial1.begin(9600);

        Serial.begin(9600);

}



void loop()
{



        for (int i = 0; i < sizeof(buffer); i++)
        {

                Serial.print(buffer & 0xFF, HEX);

                Serial.print(' ');

        }



        Serial.println(' ');



        delay(15000);

}

结果如下:
E5 AE 87 E9 9F B3 E5 A4 A9 E4 B8 8B 0

其中”UTF8编码:E5AE87,“音”UTF8编码:E99FB3…..最后还有一个表示结尾的0【参考1】。
然后这个地方就让人晕掉了,为什么资料中给出来的 Unicode 2Bytes一个汉字而上面给出来的是3bytes?
终于我在【参考2】找到了答案,原来 Unicode规定了编码方式,但是没有规定如何存储,比如:高位在前还是在后,具体要存储多长。所以具体落地实现有UTF8 UTF16 等等。对于我们这个情况,Arduino Java 使用的是UTF8,但是模块需要你以Unicode的编号通知它。接下来的问题就是,我有UTF8,如何转化为 Unicode
先说UnicodeUTF8, 有下面这样的表格
Unicode符号范围     |        UTF-8编码方式
(十六进制)        |              (二进制)
----------------------+---------------------------------------------
00000000-0000 007F | 0xxxxxxx
00000080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
00000800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
00010000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
还是以汉字严为例,演示如何实现 UTF-8 编码。
严的 Unicode 4E25100111000100101),根据上表,可以发现4E25处在第三行的范围内(00000800 - 0000 FFFF),因此严的 UTF-8 编码需要三个字节,即格式是1110xxxx 10xxxxxx10xxxxxx。然后,从严的最后一个二进制位开始,依次从后向前填入格式中的x,多出的位补0。这样就得到了,严的UTF-8 编码是1110010010111000 10100101,转换成十六进制就是E4B8A5
上面的资料依然来自【参考2】。
然后我们要尝试将E5AE87 转换为 Unicode
首先,E5AE87 写成二进制就是下面这样
image003.png
根据上面的表格,切分一下(我们已经知道一个汉字是3 Bytes,所以直接使用第三行)
image004.png
就是说上面红色框中的对我们来说是多余的,去掉之后我们只剩下下面的数值
image005.png
这就是 5B87 网页上查到的也是这样:
image006.png
接下来的问题就是:为什么上面给出来的0x5B87 而资料给出来的是0x8BED,对于这个问题我还真没有找到答案,0x8BED Unicode。只能猜测一下,要么是写手册的不小心犯错,毕竟发出来声音没人听的出来这两个字的差别;要么就是故意设计成这样。
因此,简单起见,我们可以直接计算要输出的字符,将Arduino 定义的字符串每三个bytes一组,掐头重新拼接成2bytes
//要输出的字符串

char buffer[]="宇音天下";

//实际汉字长度

#define BSIZE (sizeof(buffer)/3)

//存放转化后的汉字 Unicode值

char character[BSIZE * 2];



void setup() {

  Serial1.begin(9600);

  Serial.begin(9600);

      delay(3000);

}



void loop() {

  //首先输出一次Arduino 原始字符串 UTF8 的值

  for (int i =0;i<BSIZE*3;i++) {

     Serial.print(buffer&0xFF,HEX);

     Serial.print(' ');

  }

  Serial.println(' ');



  //将 UTF8 转化为 Unicode

  for (int i =0;i<BSIZE;i=i+1) {

      character[i*2]=((buffer[i*3]&0xF)<<4)+((buffer[i*3+1]>>2)&0xF);

      character[i*2+1]=((buffer[i*3+1]&0x3)<<6)+(buffer[i*3+2]&0x3F);

      Serial.print(character[i*2]&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');

      Serial.print(character[i*2+1]&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');     

    }

  Serial.println(' ');

  delay(15000);

}
实验结果就是:
image007.png
接下来在上面代码的基础上继续修改,集成直接串口发送
//要输出的字符串

char buffer[]="宇音天下";

//实际汉字长度

#define BSIZE (sizeof(buffer)/3)

//存放转化后的汉字 Unicode值

char character[BSIZE * 2];



//根据字符串计算计算出来的送到串口的值

char output[BSIZE*2+6];



void setup() {

  Serial1.begin(9600);

  Serial.begin(9600);

      delay(5000);

}



void loop() {

  //首先输出一次Arduino 原始字符串 UTF8 的值

  for (int i =0;i<BSIZE*3;i++) {

     Serial.print(buffer&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');

  }

  Serial.println(' ');

  //将 UTF8 转化为 Unicode

    for (int i =0;i<BSIZE;i=i+1) {

      character[i*2]=((buffer[i*3]&0xF)<<4)+((buffer[i*3+1]>>2)&0xF);

      character[i*2+1]=((buffer[i*3+1]&0x3)<<6)+(buffer[i*3+2]&0x3F);

      Serial.print(character[i*2]&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');

      Serial.print(character[i*2+1]&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');     

    }

  Serial.println("");



  output[0]=0xFD;

  output[1]=(BSIZE*2+3)>>8;

  output[2]=((BSIZE*2+3)&0xFF);

  output[3]=0x01;

  output[4]=0x03;

  //把字符串定义搬过去

  for (int i=0;i<BSIZE*2;i++) {

      output[i+5]=character;

    }

  //计算一个校验和

  output[BSIZE*2+5]=output[0];

  for (int i=1;i<BSIZE*2+5;i++) {

      output[BSIZE*2+5]=output[BSIZE*2+5] ^ output;

    }  



  for (int i =0;i<BSIZE*2+6;i++) {

      Serial.print(output&0xFF,HEX);

      Serial.print(' ');

      Serial1.write(output);

    }   



Serial.println(' ');



    delay(15000);

}
运行结果
image008.png
工作的视频
从上面可以看到,Arduino中是有机会将指定定义的中文字符串转换后发送出去的。但是更多时候,我们直接定义每一个字符对应的Unicode即可,虽然不是很直观,但是在编码上会省很多力气。
特别提一下:模块上面有耳机插孔,我插入了一个没有声音,并且芯片迅速发热,怀疑是兼容性上的问题。如果有朋友需要用耳机或者功放,需要特别注意一下(我怀疑是耳机插头什么地方导致短路)。
参考:
1.     http://www.qqxiuzi.cn/bianma/Unicode-UTF.phpUnicode和UTF编码转换

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视频在 https://zhuanlan.zhihu.com/p/32856362 可以看到
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