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STM32 智能垃圾桶项目笔记（五）：语音合成模块（SYN6288）配置与语音播报实现

news 2025/10/3 8:58:57

本系列笔记是笔者学习 B 站 up 主 “技术探索者” STM32 系列视频所作的记录，不理解的地方推荐观看视频~

目录

  • 一、前言
  • 二、语音合成模块（SYN6288）核心内容
    • 2.1 模块特性与接线说明
    • 2.2 通信协议：帧格式与命令逻辑
    • 2.3 CubeMX 配置（串口 2 9600 波特率）
  • 三、代码实现（驱动 + 主程序）
    • 3.1 驱动文件（driver_SYN6288.c）
    • 3.2 主程序与中断回调函数
  • 四、关键疑问解答：为何串口 2 无需手动启动接收？
  • 五、下一篇预告：智能垃圾桶功能整合
  • 六、总结

一、前言

大家好，我是 Hello_Embed。上一篇我们完成了舵机（SG90）的控制，实现了 “定时转动” 功能。本次笔记聚焦智能垃圾桶的 “交互体验升级”—— 通过 SYN6288 语音合成模块 实现 “语音播报” 功能，比如开盖时播放 “欢迎使用”、关盖时播放 “谢谢使用”。

需要说明的是：SYN6288 仅负责 “文字转语音”（TTS），不涉及语音识别功能（语音识别后续若有需求再补充）。本次将从模块特性、通信协议、配置到代码实现，完整覆盖 “中文语音播报” 的核心流程。

二、语音合成模块（SYN6288）核心内容

2.1 模块特性与接线说明

2.1.1 核心特性

SYN6288 是一款低成本、高音质的语音合成模块，核心优势如下：

  • 功能：支持中文 / 英文文字转语音，可设置背景音乐、语速、音量；
  • 通信：基于串口（UART）通信，配置简单，仅需 4 根线；
  • 编码：支持 GB2312、GBK、BIG5、UNICODE 等编码（中文需用 GB2312 或 GBK）；
  • 数据长度：单次最大支持 206 字节数据发送（满足日常播报需求）；
  • 波特率：默认 9600（可通过命令修改，与蓝牙、超声波的串口波特率区分）。
2.1.2 接线图与原则

模块接线图如下：
请添加图片描述

接线原则（串口交叉连接，5V 供电）：

SYN6288 引脚功能连接对象（STM32）说明
VCC电源正极5V 引脚模块仅支持 5V 供电，勿接 3.3V
GND电源负极GND 引脚必须与 STM32 共地，避免干扰
RXD模块接收端串口 2 TX（PA2）模块接收 STM32 发送的指令
TXD模块发送端串口 2 RX（PA3）模块向 STM32 反馈状态（可选）

2.2 通信协议：帧格式与命令逻辑

SYN6288 采用 “帧结构” 通信，所有指令（配置、语音播报）需按固定格式发送，核心帧格式如下：帧头（1字节） + 数据区长度（2字节） + 数据区（≤203字节）

各部分详细说明：
  1. 帧头：固定为 0xFD（模块仅识别此帧头的指令，避免误触发）；
  2. 数据区长度：2 字节，高字节在前、低字节在后，代表 “数据区的总字节数”；
  3. 数据区：包含 4 部分，总长度需与 “数据区长度” 匹配：
    • 命令字（1 字节）：如 0x01 代表 “语音合成”、0x00 代表 “参数配置”；
    • 命令参数（1 字节）：如设置编码格式、背景音乐开关；
    • 待发送文本（≤200 字节）：需按指定编码（如 GB2312）转换为字节数组；
    • 异或校验（1 字节）：对 “帧头 + 数据区长度 + 数据区前 n-1 字节” 进行异或运算，确保数据传输无误。
示例：“宇音天下” 语音播报帧

以发送 8 字节 “宇音天下”（GB2312 编码）为例，帧结构拆解：
请添加图片描述

  • 帧头：0xFD；
  • 数据区长度：0x00 0x0B（十进制 11，代表数据区共 11 字节）；
  • 数据区：0x01（命令字：语音合成） + 0x01（命令参数：无背景音乐） + “宇音天下”8字节编码 + 异或校验值；
  • 最终整帧数据符合 “帧头 + 长度 + 数据区” 的格式，模块接收后会解析并播报。
波特率与编码配置
  • 默认波特率：9600（无需修改，与手机蓝牙调试 APP 兼容性好）；
  • 中文编码：必须使用 GB2312 或 GBK（否则会出现乱码 / 无语音），本次选择 GB2312（收录 6000+ 常用汉字，满足需求）。

2.3 CubeMX 配置（串口 2 9600 波特率）

使用 串口 2 与 SYN6288 通信（避免与串口 1/3 冲突），配置步骤如下：

  1. 进入 Connectivity → USART2，模式选择 Asynchronous（异步通信）；
  2. 基本参数配置：
    • 波特率：9600（与模块默认波特率一致）；
    • 数据位：8，停止位：1，校验位：None（标准串口参数）；
  3. 使能中断：勾选 NVIC Settings → USART2 global interrupt（接收模块反馈信息）；
  4. 引脚：串口 2 默认引脚为 PA2（TX）、PA3（RX），无需手动修改；
  5. 生成工程：确认基础配置不变，点击 Generate Code，编译无错误即可。

三、代码实现（驱动 + 主程序，仅加注释）

核心需求：① 封装驱动函数（构造语音帧、发送配置命令）；② 主程序实现 “编码初始化 + 中文语音播报”；③ 中断回调处理串口 2 接收。

3.1 驱动文件（driver_SYN6288.c） 

#include "driver_SYN6288.h"
#include <string.h>  // 用于 memcpy 函数（复制数组）// 声明串口2 句柄（CubeMX 自动生成在 usart.c 中，需确保包含 usart.h）
extern UART_HandleTypeDef huart2;/*** @brief  串口2 数据发送函数（SYN6288 专用）* @param  buf：待发送的字节数组* @param  len：待发送的字节数* @retval 无* @note   调用 HAL_UART_Transmit 阻塞发送，超时时间 1000ms*/
void SendStr5(unsigned char* buf, unsigned int len)
{// 向串口2 发送数据，超时 1000ms（确保模块有足够时间接收）HAL_UART_Transmit(&huart2, buf, len, 1000);
}/*** @brief  构造 SYN6288 语音合成帧并发送* @param  Music：背景音乐选择（0=无音乐，1~15=不同背景音乐）* @param  HZdata：待播报的文本字节数组（需按 GB2312 编码）* @retval 无* @note   帧结构：帧头(0xFD) + 数据区长度 + 命令字(0x01) + 命令参数 + 文本 + 异或校验*/
void SYN_FrameInfo(uint8_t Music, uint8_t *HZdata)
{unsigned char Frame_Info[50];// 存放整帧数据（最大支持 50 字节，满足短文本播报）unsigned char HZ_Lenth;// 待播报文本的字节长度unsigned char ecc = 0;// 异或校验值（初始化为 0）unsigned int i = 0;// 计算待播报文本的长度（HZdata 为 GB2312 编码的字节数组，strlen 统计字节数）HZ_Lenth = strlen((char*)HZdata);// -------------------------- 1. 构造帧头与数据区长度 --------------------------Frame_Info[0] = 0xFD;          // 帧头：固定为 0xFDFrame_Info[1] = 0x00;          // 数据区长度高字节：当前文本短，高字节为 0Frame_Info[2] = HZ_Lenth + 3;  // 数据区长度低字节：文本长度 + 3（命令字1 + 命令参数1 + 校验1）// -------------------------- 2. 构造命令字与命令参数 --------------------------Frame_Info[3] = 0x01;                  // 命令字：0x01 代表“语音合成”Frame_Info[4] = 0x01 | Music << 4;     // 命令参数：低4位 0x01（正常语速），高4位 Music（背景音乐）// -------------------------- 3. 计算异或校验 --------------------------// 第一步：对帧头+数据区长度+命令字+命令参数（前5字节）进行异或for(i = 0; i < 5; i++){ecc = ecc ^ (Frame_Info[i]);  // 异或运算：相同为 0，不同为 1}// 第二步：对待播报文本的每个字节进行异或（确保文本数据无传输错误）for(i = 0; i < HZ_Lenth; i++){ecc = ecc ^ (HZdata[i]);}// -------------------------- 4. 组装整帧数据并发送 --------------------------memcpy(&Frame_Info[5], HZdata, HZ_Lenth);  // 将文本字节数组复制到帧的第5位开始Frame_Info[5 + HZ_Lenth] = ecc;            // 帧的最后一位：异或校验值// 发送整帧数据：长度 = 前5字节（帧头+长度+命令） + 文本长度 + 1字节校验SendStr5(Frame_Info, 5 + HZ_Lenth + 1);
}/*** @brief  SYN6288 模块参数配置函数（发送配置命令）* @param  Info_data：配置命令字节数组（需按模块帧格式构造）* @retval 无* @note   用于发送编码设置、波特率修改等配置指令*/
void YS_SYN_Set(uint8_t *Info_data)
{uint8_t Com_Len;// 计算配置命令的总长度（Info_data 为完整的配置帧）Com_Len = strlen((char*)Info_data);// 发送配置命令到串口2SendStr5(Info_data, Com_Len);
}

3.2 主程序与中断回调函数 

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "driver_SYN6288.h"// 全局变量：语音模块（串口2）接收缓冲区（存储模块反馈的状态信息）
uint8_t SYS6288Rx = 0;
// 全局变量：蓝牙模块（串口3）接收缓冲区（上一篇定义，此处复用）
uint8_t Rx_dat = 0;/*** @brief  串口接收中断回调函数（处理串口3 蓝牙、串口2 语音的接收）* @param  huart：触发中断的串口句柄* @retval 无* @note   1. 串口3（蓝牙）：接收指令控制 PA7 LED 亮灭；*         2. 串口2（语音）：接收模块反馈，重启接收中断以持续接收*/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{// 若中断来自串口3（蓝牙模块）if(huart->Instance == USART3){// 接收到 0xA1（十六进制）：点亮 PA7 LEDif(Rx_dat == 0xa1){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);// PA7 拉低，LED 亮}// 接收到 0xA2（十六进制）：熄灭 PA7 LEDelse if(Rx_dat == 0xa2){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);  // PA7 拉高，LED 灭}// 重启串口3 接收中断（确保下次能继续接收蓝牙指令）HAL_UART_Receive_IT(&huart3, &Rx_dat, 1);}// 若中断来自串口2（语音模块）else if(huart->Instance == USART2){// 重启串口2 接收中断（接收模块反馈的状态，如“播报完成”信号）HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &SYS6288Rx, 1);}
}int main(void)
{// 1. 初始化 HAL 库、外设（CubeMX 自动生成：串口2/3、GPIO 等）HAL_Init();MX_GPIO_Init();MX_USART2_UART_Init();MX_USART3_UART_Init();// -------------------------- 2. 初始化 SYN6288 语音模块 --------------------------// 配置命令：设置模块为 GB2312 编码（确保中文播报正常）// 帧结构解析：0xFD(帧头) + 0x00 0x08(数据区长度8字节) + 0x01(命令字：参数配置) + 0x00(命令类型：编码设置) + 0x01(编码：GB2312) + 0x00 0x00 0x00(保留) + 0x08(异或校验值)uint8_t initCmd[] = {0xFD, 0x00, 0x08, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08};YS_SYN_Set(initCmd);  // 发送编码配置命令HAL_Delay(500);        // 延时 500ms，等待模块初始化完成（避免后续指令发送失败）// -------------------------- 3. 播报中文语音：“你好嵌入式” --------------------------// helloStr：“你好嵌入式”的 GB2312 编码字节数组（0x00 为结束符）// 编码对应：0xC4E3=你，0xBAC3=好，0xC7B0=嵌，0xC8EB=入，0xCABD=式uint8_t helloStr[] = {0xC4, 0xE3, 0xBA, 0xC3, 0xC7, 0xB0, 0xC8, 0xEB, 0xCA, 0xBD, 0x00}; SYN_FrameInfo(0, (char*)helloStr);  // 发送语音帧：0=无背景音乐，helloStr=待播报文本// 4. 主循环（仅延时，无其他逻辑，专注测试语音播报）while (1){HAL_Delay(100);  // 延时 100ms，避免主循环空跑占用资源}
}

四、关键疑问解答：为何串口 2 无需手动启动接收？

上一篇中，蓝牙模块（串口 3）需在 main 中调用 HAL_UART_Receive_IT(&huart3, &Rx_dat, 1) 启动接收，而语音模块（串口 2）无需手动启动，核心原因如下：

  • 串口 3（蓝牙）：模块上电后无主动信号输出，需手动调用 HAL_UART_Receive_IT 开启中断，才能检测后续的蓝牙指令；
  • 串口 2（语音）：在调用 YS_SYN_Set(initCmd) 发送 “编码配置命令” 时，模块接收指令后会主动向 STM32 发送反馈信号（如 “配置成功” 信号），此反馈信号会触发串口 2 的接收中断，进入 HAL_UART_RxCpltCallback；
  • 在回调函数中，已添加 HAL_UART_Receive_IT(&huart2, &SYS6288Rx, 1) 重启接收中断，因此后续模块的反馈信号能被持续接收，无需在 main 中手动启动。

五、下一篇预告：智能垃圾桶功能整合

至此，智能垃圾桶的四大核心模块（超声波测距、蓝牙通信、舵机控制、语音播报）已全部实现。下一篇将进行 功能整合，实现完整的 “智能开盖” 逻辑。

项目定位为 “练手级”，无需复杂结构，后续可根据需求用 3D 打印制作垃圾桶外壳，进一步完善硬件。

六、总结

本次笔记围绕 SYN6288 语音模块展开，核心收获包括：

  1. 掌握模块的串口接线与通信协议（帧头 0xFD + 数据区长度 + 数据区 + 校验）；
  2. 理解中文语音播报的关键：需使用 GB2312/GBK 编码，并用 SYN_FrameInfo 构造语音帧；
  3. 区分不同串口的中断启动逻辑，解决 “为何串口 2 无需手动启动接收” 的疑问。

下一篇将是本项目的 “收尾篇”，通过整合四大模块，实现 “感知 - 决策 - 执行 - 交互” 的完整智能垃圾桶功能。请关注 Hello_Embed，见证项目最终落地！

http://www.dtcms.com/a/435255.html

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