AUDIO

規則音声合成モジュール

録音不要で録音不要で好きな言葉
きな言葉をしゃべらせることができる
言葉をしゃべらせることができる音声合成
をしゃべらせることができる音声合成モジュール
音声合成モジュール・カナ・ローマ字で入力したテキストを日本語で読み上げてくれる音声合成モジュールです。
・10W アンプ内蔵
・UART, I2C, SPI での制御が可能（5V トレラント）■このようなお客様に・アナウンサーや声優にスタジオ録音してもらう時間がな
い。
・多数のフレーズがあってアナウンサー録音では足りない
・時刻や温度、株価など刻々と変わるデータを読み上げたい・しゃべる機能を小型の機器に組み込みたい

AquesTalk
株式会社アクエスト製株式会社アクト・ブレイン製
MICROTALK® (ATS001B)
日本語（女性音のみ）
ひらがな・カタカナ・ローマ字 及び 制御記号 半角カナは使用不可
最大約 10W(12V 動作時)
5V 動作時は約 1W
あり
出力振幅：3.3Vp-p
Ｄ級アンプ
ソフトウェア および 外部電圧
音量調整は６４段階
UART, I2C, SPI
５Ｖトレラント機能付
ローマ字→ひらがな変換機能
aiueo → アイウエオ
300bps~230,400bps
自動ボーレート認識
基板サイズ
６２ｘ３３ｍｍ
電源
ＤＣ５Ｖ～１２Ｖ ±１０％ (max14V)
コネクタ
２０ピン端子（２列×１０ピン）
電源及びインターフェース用端子
２ピンネジ止め端子
スピーカー接続用※スピーカーや電源，入出力のケーブルは付属しておりません。用途に応じて各自ご用意ください。
※ピン配置図は２ページをご覧ください。

■仕様
音声合成コア
音声合成ＬＳＩ
発声音声
入力データ
スピーカー出力アナログ音声出力
アンプ方式
音量調整
インターフェース
付加機能■部品表
このキットの内容品は次の通りです。

付属品
音声合成基板（コネクタ，端子，ジャンパーピン）（組立済み、動作検査済み製品です）※予告なく付属品が変更になる場合があります。
※配線材料やコネクタ・電源は商品に含まれておりません。お客様のお使いになられる用途・場所に応じてご用意ください。
－1－

■組み立て（配線）
音声合成ＩＣ、コントローラなどの部品は全てハンダ付け済みです。写真のスピーカー端子（緑色）と右側の端子（１０ピン×２
列）をハンダ付けします。用途に応じてＯＵＴ端子やＭＤ（モード）端子にもハンダ付けが必要です。
基板裏面には部品はついていません。

重要●５Ｖ超の電圧で動作させる場合は必ず絶縁をして、電源ラインが他の入出力端子に触れないようにしてください。接触すると内部のＩＣが破損して使用不能になります。
●スピーカーは市販の４～１６Ω程度のスピーカーに接続します。モノラルですので極性が逆でもあまり問題ありません。
●スピーカー出力はスピーカーへの接続専用です。それ以外の機器（外部アンプやオーディオのライン・イン）には絶対に配線しないでください。過大入力で接続した機器を故障させてしまいます。
●スピーカー出力ではなくアナログ出力を得たい場合は OUT 端子を利用できます。OUT 出力レベルは約 3Vp-p とかなり大きいです。一般的なオーディオのライン出力は 1Vp-p 程度です。テープレコーダーなどで録音させた場合はうまく録音できない可能性があります。OUT 端子は電源オン時にポップ音が必ず入ります。OUT 端子はヘッドフォンなどを駆動できません。
●ヘッドフォンでご利用される場合はスピーカー端子に配線してください。※デフォルト音量は大きいです。音量設定にご注意！
■入出力コネクタ ピン配置
機能

方
向

ピン名称

ピン名称

方
向

機能

A1
A2
IN1
－ GND
← 外部スイッチ５
A3
A4
IN2－ PVDD← 外部スイッチ４
A5
A6
IN3
－ VDD
← 外部スイッチ３
A7
A8
IN4
→ RXD
← 外部スイッチ２
A9
A10 IN5← TXD← 外部スイッチ１
内部ロジック電源出力(3.3V)
B2
MOSI (IN6) ← SPI データ入力← 3.3VOUT B1
B3
B4MISO (IN7) → SPI データ出力
外部ボリューム入力
→ VOL
B5
B6
SCK (IN8)
グランド
－ GND
← SPI クロック入力
B7
B8
SDA (IN9)SPI(スレーブセレクト)→ ~SS⇔ I2C データ
音量ミュート(アクティブ LOW)
B9
B10 SCL (IN10) ← I2C クロック
→ ~MUTE※A1 と B5 のグランドは基板内部で繋がっています。
※アンプ電源とロジック電源は別々になっています。同じ電圧で動作させる場合、PVDD,VDD 両方に配線してください。
※シリアル(UART)で通信するだけなら A1~A10 の１０ピンを配線するだけでコントロールできるようになっています。
※IN6~IN10 はスタンドアローンモードの時に有効になり、IN1~IN10 までの１０個の発声スイッチとなります。
グランド
アンプ電源(5V~12V)
ロジック電源(5V~12V)
シリアル受信シリアル送信▲ご注意▲スピーカー端子は＋側も－側もドライブされています（信号が出ています）ので、必ずＳＰ＋とＳＰ－端子にスピーカーを配線してください。ＳＰ－端子を電源－に接続しないでください。電源がショートしてしまいます。
▲無音の状態であってもスピーカー端子にはアンプ電源（PVDD）と同じ電圧が常に出ています。これらの配線がＩＣや部品に触れますと故障の原因となりますのでご注意ください。
▲スピーカー端子にはスピーカー以外のものを接続しないでください。他のオーディオ機器の入力には接続しないこと－2－

■ピンの機能
ピン名称
GND
PVDD
VDD
3.3VOUTVOL
RXD
TXD
IN1~10

SDA
SCL
~SS
MISO
MOSI
SCK
~MUTE

ピンの詳細
アナログ・ロジック回路の共通グランドです。
アンプ回路の電源です。本モジュールのオーディオアンプの電源として利用されます。
5V~12V(max14V)を供給してください。この電圧によりアンプの最大出力が決まります。
ロジック回路の電源です。内部ディジタル回路・ロジック回路のための電源です。
5V~12V(max14V)を供給してください。電圧は安定化されている必要はありませんが、5V 以上では内部レギュレータの損失が大きくなります（熱くなります）ので、できるだけ 5V~9V でお使いください。
内部ロジック電源（3.3V)の出力です。外部ボリューム調整の電源としてお使いください。
他の回路の電源としても利用できます。この端子に外部から電圧を印加してはいけません。
外部音量調整のために電圧入力です。入力範囲は 0V~3.3V までです。
0V で音量最小, 3.3V で音量最大となります。VOL による音量調整は動作モードにより異なります。
UART 通信モードにおける受信データです。マイコンの TXD ピンと接続してください。
5V トレラント入力です。
UART 通信モードにおける送信データです。マイコンの RXD ピンと接続してください。
出力は LVTTL です（L=0V, H=3.3V）・スタンドアローンモードの時：
外部スイッチを接続します。外部スイッチにより発話します。
・マイコンコントロールモードの時：
I2C のスレーブアドレスの設定ピンとして機能します。他にテストモードへの変更ピンとなります。
I2C 通信モードにおける I2C データです。
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。
I2C 通信モードにおける I2C クロックです。
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。
SPI 通信モードにおけるスレーブセレクト（チップセレクト）です。アクティブＬＯＷ入力
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。
SPI 通信モードにおけるデータ出力です。出力は LVTTL です。
SPI 通信モードにおけるデータ入力です。
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。
SPI 通信モードにおけるクロック入力です。最大動作周波数は 1MHz です。
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。
外部ミュート入力です。アクティブＬＯＷ入力
このピンをグランドに落とすと音声が強制的に消音となります。
内部で 3.3V にプルアップされています。5V トレラント入力です。

■テストモード
本製品はマイコンと通信させないと動作確認ができません。動いているかどうかがわからないためテストモードを設けております。
組み立てテストや故障箇所の切り分けとしても使えます。
IN1(A2 ピン)と GND(A1 ピン)をショートさせた状態で電源を入れるとテストモードになり、自動的にしゃべりだします。ＭＤピン
はオープン（開放）にしてください。ＭＤピンがショートになっているとスタンドアローンモードになり、テストモードにはなりません。
テストモードは音量固定で音量は変えられませんが、MUTE ピンは有効となっていますので、MUTE が L になっていると音声が聞こえません。
■初期動作フロー－3－

■動作モード
本モジュールはマイコンからデータを受け取って動作する通信モードとあらかじめ発話する文を登録しておき、ボタン操作で発話するスタンドアローンモードの２種類があります。
通信モードにはインターフェースが３種類あり接続するマイコンを選びません。
スタンドアローンモードで発話する文は事前にマイコンコントロールモードにて登録しておきます。登録した文は電源を切っても消えません。
音量調整
モード

方式

最大通信スピード

備考

300bps~230,400bps
マイコンコントロ UART○ール
I2C
~400kHz
○
SPI
~1MHz
○
スタンドアローン プッシュボタン－
×※１：コマンドにより外部ボリューム調整に変更することで利用可能

コマンド設定外部ボリューム

○ ※1
○ ※1
○ ※1
○

シリアル通信での制御
I2C インターフェースでの制御
SPI インターフェースでの制御記憶させたフレーズのみの発声■マイコンコントールモード
本モジュールは３つ(UART, I2C, SPI)の通信方式でお使いいただけます。UART, I2C, SPI のどれで通信するかを選択する
ジャンパー設定等はありません。最初に通信したもので機能するようになっております。
■スタンドアローンモード
記憶させた文をスイッチで発話させるモードです。スイッチは最大１０個でそれぞれのスイッチが１つのフレーズに対応します。
配線例（スイッチ部分）
・１０本の発話スイッチはモジュール内部で 3.3V 電源にプ
ルアップされています。（プルアップ抵抗 100kΩ)・端子にスイッチを繋いで GND に落とすことで発話します。
・スイッチの他にオープンコレクタ回路，リレー，フォトカプラ，
リードスイッチなどでコントロールすることも可能です。
・必要な数だけスイッチを配線してください。使わないピンはオープン（何も配線しない）で使います。
・プルアップ抵抗が大きいため、配線が長い場合や他の回路と並走する場合、手で触れた場合に誤動作する恐れがあります。そのような場合はプルアップ抵抗（１ｋΩ～１０ｋΩ）を外部に接続してください。(3.3VOUT と IN1~10の各端子間に)・発話する文はあらかじめマイコンコントロールモードで登録
しておきます。出荷状態では何も入っていませんので、キー操作をしても声は聞こえません。
●スタンドアローンモードでは音量調整ボリュームが必ず必要です。音量の調整については外部音量調整の項をご覧ください。
（発話の条件）・ＩN1~IN10 のスイッチが eep コマンドで記憶されたフレーズ番号 01~10 に対応します。
・スイッチを一度ＯＮにすると、発話中にスイッチがＯＦＦ（開放）になっても登録したフレーズの最後まで発話します。
・発話中に別のスイッチがＯＮになった場合
発話中の音声が終わるまで他のスイッチは無視されます。発話が終わってもその間に押下された別のフレーズを続けて発話はしません。（キーバッファに蓄積はされません）
・モジュールの電源が入る前にスイッチが既にオンになっている場合
ＯＮになっているフレーズを電源ＯＮと同時に発話します。
・複数のスイッチが同時にオンになった場合
IN1 の優先順位が最も高く, IN10 が最も低くなります。完全に同時の場合はこの優先順位で高い方の音声を発話します。
・発話が終わっても当該スイッチがＯＮのままになっている場合
前記の優先順位で最も高いものを発話します。つまりスイッチをＯＮのままにしておけば、フレーズを連続して発話します。
－4－

発話のたびに一度スイッチをＯＦＦに戻す必要はありません。これによりスイッチをＯＮに固定したまま、電源を入れれば電源が切られるまで、同じフレーズを無限に発話しつづけます。工事現場などの安全上の案内、セールや割引の案内などに利用できます。
・スタンドアローンモードでは発話中の音声を中断させることはできません。
・発話スピードは eep で記憶したときのスピードになります。
■（マイコンコントロール）コマンド表
アクトブレインの仕様のほかに当社で拡張されたコマンドがあります。アクトブレイン社のコマンドが将来拡張されることを想定して当社で拡張されたコマンドは全て小文字で記述します。コマンド表を下記に示します。
※コマンドの大文字・小文字は区別されます。
互換性
コマンド名
名称
MSG
Talk Message◎
SPD
Voice Speed◎
EEPStore EEPROM－
SEL
SelectVoice－
SSD
Special Sound◎
STT
Get Status
◎
RST
Reset
◎
VER
Version
◎
CLR
Clear
◎
SLP
Sleep
－
vol
Volume○ivl
Internal Volume Mode○evl
Extend Volume Mode○abd
Auto Baudrate Detect○ver
Version○機能
発話コマンド
発話速度設定コマンド
発話メッセージ保存コマンド【利用不可】
発話メッセージ読み出しコマンド【利用不可】
特殊音コマンド
ステータス要求コマンド
リセットコマンドバージョン確認コマンド（MICROTALK のバージョン)
ステータスクリアコマンド
スリープコマンド【利用不可】
音量の調整
ソフトウェア音量調整の設定
外部音量調整の設定
UART ボーレート自動認識
バージョン確認コマンド（ストロベリー・リナックス内蔵ファーム
ウェアのバージョン）
オーディオアンプのシャットダウン
オーディオアンプの動作開始
フレーズの記憶
記憶したフレーズの発話記憶させたフレーズの一覧表示

aof
Amplifier Off○
aon
Amplifier On○
eepStore EEPROM○
sel
Select Phrase○dmp
Phrase Dump○
※互換性◎…音声合成 LSI 「MICROTALK」と同じコマンド○…ストロベリー・リナックス拡張コマンド－…MICROTALK のコマンドですが、本モジュールでは使用できません。
■命令リファレンス

それぞれのコマンドは応答メッセージを返します。応答メッセージは ASCII 文字列で可変長です。末尾は CR コード(0x0D)で終わります。特に明記がないものはこの応答メッセージを返します。
pas<CR>
err<CR>
hng<CR>

正常動作（発話できない文字・記号が含まれていても発話せず pas を返しますので注意）
エラー
コマンドヘッダ異常■MSG
音声を発話します。
書式
MSG[発話文字列]<CR>－5－

音声を発話します。発話文字列にはひらがな、カタカナ、ローマ字、及び発音記号が利用できます。
発話文字列は 512 バイト（全角文字で 256 文字相当）以内でなければなりません。１文が 512 バイト以上になることはほとん
どないと思われますが、512 バイトを超える場合は複数の MSG コマンドに分けて送信する必要があります。
発音の文字、記号については別紙の「音声記号列仕様書」をご覧ください。
無効な文字が含まれていると１文全て発話しませんのでご注意ください。
発音記号については音声記号列仕様書をご覧ください。
音声合成エンジンにより文節の区切りを自動的に判別しますが、まれに文節の区切りが解かりにくい場合発話しないことがあります。このような場合は句読点を入れるか、複数の MSG コマンドで送信してください。
発話に失敗しても pas<CR>を返しますので注意してください。
例

MSG テスト
MSG きょうわどようびです。
MSGkonnnichiwa

発音できない文字
漢字
半角カナ

■SPD
発話のスピードを設定します。
書式
SPD[スピード]<CR>
スピードは 50～300 の間で指定します。単位は％です。電源 ON 時のスピードは 100（１００％）となっています。
100 より小さくするとゆっくりと、100 より大きくすると早口で発話します。
スピードを設定した後に送られる MSG コマンドに対して有効となります。eep にたいして例

SPD120SPD200
SPD50

少し早く話します。
通常の倍のスピードで話します。早口
通常の半分のスピードで話します。ゆっくり話す■vol
音量を設定します。
書式
vol[音量]<CR>
音量は 0～63 までの数値を与えてください。電源オン時のデフォルトは 32 になっています。
音声再生中にこのコマンドを送っても音量は変わりません（音声再生が終わったあとに音量値が更新されるため）音量を大きくすると歪みますので電源電圧を上げてください。可能な限り PVDD のみ上げてください。
例
vol50
vol0
※vol0 は音量がゼロになります。
■evl
外部音量調整－6－書式
evl<CR>
外部音量調整を有効にします。ソフト上の音声調整値(vol)は無効になります。
VOL ピンで音量を調節してください。VOL=0V で音量最小, VOL=3.3V で音量最大になります。
◆ボリュームを利用した音量調整方法■ivl
ソフトウェア音量調整
書式
ivl<CR>
ソフトウェア音量調整を有効にします。電源 ON 時のデフォルトです。
evl コマンドで外部音量調整に変更した音量調整をソフトウェア調整に戻すときに利用します。
■VER
MICROTALK のバージョン情報を取得します。
書式
VER<CR>
VER は全て大文字で記述してください。音声合成エンジンのバージョン情報を返します。このコマンドは通常の応答メッセージを返さずにバージョン情報を返します。
例）
ver1B<CR>■ver
音声合成モジュールのバージョン情報を取得します。
書式
ver<CR>ver は全て小文字で記述してください。音声合成モジュールのバージョン情報を返します。このコマンドは通常の応答メッセージを返さずにバージョン情報を返します。
音声合成エンジンのバージョンの取得には VER コマンド（すべて大文字）を用います。
例）
2009/11/23<CR>■aof
アンプ機能をオフにします。

－7－

書式
aof<CR>
内蔵アンプ機能を無効します。このコマンドにより内蔵アンプがシャットダウンし、消費電力が小さくなります。
内蔵アンプを利用しない場合（OUT 端子によるアナログ出力を利用）はこのコマンドでアンプを停止してください。消費電力を押され、高周波ノイズの輻射が小さくなります。
このコマンドの後に MSG コマンドを送信してもスピーカーからは音が聞こえません。(OUT 端子からは出力されます）■aon
アンプ機能をオンにします。
書式
aon<CR>
内蔵アンプが稼働します。aof コマンドで停止させたアンプ機能を復帰させます。
音量は aof で停止させる前の音量に戻ります。
電源オン時はアンプ機能＝オンになっています。
■EEP
このコマンドはこの音声合成モジュールでは機能しません。変わりに eep コマンドを用いてください。
このコマンドを送ると err<CR>を返します。
■SEL
このコマンドはこの音声合成モジュールでは機能しません。変わりに sel コマンドを用いてください。
このコマンドを送ると err<CR>を返します。
■STT
■CLR
これらのコマンドは MICROTALK との互換のために利用できます。
■eep
音声フレーズを記憶します。
書式
eep[フレーズ番号],[記憶文字列]<CR>
音声フレーズを記憶します。この記憶したフレーズは sel コマンド、スタンドアローンモードで呼び出して発話することができます。
フレーズ番号には 01～32 までの数値を指定します。フレーズ番号は 10 進数で記述します。01,02,…は 1,2,…のように上位桁の 0 は省略できます。記憶文字列に使用できる文字・文字数に関しては MSG コマンドとほぼ同じです。ただし文字のチェックはな
されませんので、無効な文字が含まれていても登録することができますが発話時に失敗します。
発話スピードも記憶されます。eep コマンドを送る際の発話スピード(SPD)がフレーズと同時に記憶されます。これによりフレーズ
毎に発話スピードを変えることができます。
スタンドアローンモードで発話できるのは 01~10 まで登録した１０個だけで、11 番以降のフレーズを直接発話することはできません。
記憶させたフレーズは電源を切っても消えません。記憶させたフレーズは dmp コマンドで確認できます。
eep01,おんせいごうせいのテストです。
eep02,きょうわどようびです。
eep3,konnnichiwa
スタンドアローンモードにおいて、１つのスイッチで再生できる最大文字数は約 512 バイトに制限されてしまいます。より長い文を１つのスイッチで再生できるようにするため、＆コマンドを用意しています。
例◆＆コマンド（eep コマンドでのみ利用できます）&の後に数字を記述することで今発話しているフレーズの後に、指定したフレーズ番号に飛んで再生します。
－8－

eep01,むかしむかし、あるところにおじいさんとおばあさんがいました。&11
eep11,おじいさんわやまへしばかりに、おばあさんわかわえせんたくにいきました。&12
eep12,あるひ、おばあさんがかわでせんたくをしていると、おおきなももがどんぶらこどんぶらことながれてきました。
このように登録しておくと、スタンドアローンモードあるいは sel コマンドで３つのフレーズを続けて発話できます。
（記述ルール）・&やフレーズ番号は半角で記述してください。フレーズ番号の上位桁の 0 は省略できます。（&01 は&1 と等価）
・&コマンドは文中に記述してもそこではジャンプしません。フレーズを最後まで発話してから指定のフレーズ番号に飛びます。
・これによりスタンドアローン動作で直接指定が出来ない 11~32 までの記憶領域も活用できます。
・自分自身のフレーズ番号を指定すると無限ループとなり、電源を切るまで止まりません。
・&コマンドを複数記述した場合、後に指定した番号が有効になります。
・このコマンドでフレーズ番号をジャンプさせることで約１６ｋバイトまで発話させることができます。
例）■sel
記憶させたフレーズを発話します。
書式sel[フレーズ番号]<CR>
eep コマンドで記憶させたフレーズを発話させます。
登録されていないフレーズ番号を指定した場合は何も発声されません。
sel コマンドの応答メッセージは必ず pas<CR>になります。
eep コマンドで記憶させたデータに無効な文字が含まれていると発話しません。
例

sel01
sel12
sel30

■dmp
記憶させた発話フレーズの一覧を表示します。
書式
dmp<CR>dmp コマンドは UART モードでしか動作しません。I2C, SPI モードでは機能しませんのでご了承ください。

■ミュート機能（消音機能）
端子に MUTE 端子を設けております。この端子をグランドに落とすことで発話音を強制的に消音することができます。
このピンはリアルタイムに応答しますので、発話中にグランドに落とすとその時点で消音され、オープンに戻すに元に戻ります。
■外部音量調整スタンドアローンモードでは自動的にこの機能が有効になります。通信モードの時は evl コマンドにより利用できます。
下図のように配線することで外部ボリュームにより音量の調整ができます。電圧による音量調整です。
VOL=0V で音量最小, VOL=3.3V で音量最大となります。
◆ボリュームを利用した音量調整方法－9－

■シリアル（UART）コントロールモード
配線例 （電源やグランドの配線は省略しています）※本モジュールは RS232C レベルではありませんので、マイコンの入出 力 が RS232C 準 拠 の 場 合 は 直 接 配 線 で き ま せ ん 。
MAX232(相当品など)を用いたレベル変換が必要です。このレベル変換 IC の通過スピードにより制限を受けますので 230,400bpsのスピードで通信できないことがあります。

■UART 通信手順
マイコンからシリアル通信でコントロールするモードです。接続するマイコンに応じてボーレートを自動認識する機能を持っていますので、接続するマイコンの周波数を制限しません。
通信スピードを認識させるために電源ＯＮの後に次の手順が必要です。
ボーレート自動認識シーケンス
本モジュール（１）最初に ASCII コードで A(0x41)を送信します。
（２）モジュールが通信スピードを自動調整して A(0x41)を返します。
（３）A を正しく受信できたら ASCII コードの U(0x55)を送信してください。A を受信しない、あるいは何も受信できないときは（１）に戻ってやり直します。
（４）モジュールが U を受信したらそれを返送します。これで自動調整が完了します。
※AU と２バイト続けて送信すると自動認識に失敗します。U は A のエコーバックを確認してから送信してください。
ボーレートの調整が終わったら、MSG コマンドでしゃべらせることができます。
MSGonnseigo'useino/tesutochu-de'su.<CR>⇒音声合成のテスト中です。
問題なければ vol や SPD コマンドで音量や発話スピードを変更してみてください。

－10－

■I2C コントロールモード
SDA(データ), SCL(クロック)の２線でホストと通信するモードです。
フィリップス社 I2C 規格に準拠します。最大クロックスピードは 400kHz です。
・SDA, SCL はモジュール内部で電源(3.3VOUT)にプ
ルアップされています。これは端子がオープンになった時にレベルが不定になることを避けるためのもので、プルアッ
プ抵抗は 100kΩです。
・実際に I2C 通信を行うと 100kΩでは抵抗値が大きく
信号の立ち上がり時間を満足しない恐れがありますので、モジュール外部でプルアップすることを推奨します。
・モジュール外部でプルアップする際は 3.3V にプルアップ
してください。3.3V は端子 B1 の 3.3VOUT が利用できます。

配線例 （電源やグランドの配線は省略しています）■I2C 通信手順◆Ｉ２Ｃスレーブアドレス
本モジュールのアドレスは 011XXXX*です（７ビット方式）
XXXX の部分は IN5,IN4,IN3,IN2 に対応しており、アドレスを変更できます。動作中のスレーブアドレスの変更はできません。
I2C バスの特性を生かして EPPROM やリアルタイムクロックなどの他のデバイスと共有してお使いいただけます。
0

1

I2C スレーブアドレス
1
X
X

X
－11－

X

*

固定

固定

固定

IN5

IN4

IN3

R/W
ビット

IN2

IN2~IN5 までをオープンでお使いになると 0111111*というアドレスになります。IN1 はテストモードへの切り替えピンとなりますので使用しません。*の部分は I2C 規格の R/W ビットです。WRITE=0, READ=1◆通信シーケンス・Readリードシーケンスは START + SlaveAddress + STATUS + STOP の順です。

このモジュールは１バイトのステータス情報とコマンドに対する応答を同時に返します。
BUSY
ビジー
状態

RES6

RES5

STATUS
RES4 RES3

RES2

RES1

RES0

コマンドに対する応答

・BUSY ビット：
音声合成モジュールが動作中でコマンドを受付できないとき 1 を返します。アイドル状態では 0 を返します。
0 であることを確認してからコマンドを送ってください。1 の状態ではコマンドを送信しないでください。
・RES6~RES0 ビット：
下位７ビットはコマンドに対する応答を返します。UART ではコマンド送信後 pas や err といったコマンドに対する応答を返しますが、I2C でも同じように返します。応答データの準備ができていないあるいは応答データがなくなると全ビット１(0x7F)になります。
・Writeライトシーケンスは START + SlaveAddress + {コマンド&データ} + STOP の順になります。コマンド&データは可変長です。
UART や SPI 通信モードではコマンドの最後が CR コード(0x0D)で終わりますが、I2C 通信モードでは CR コードを送りません。
STOP シーケンスを送ることでのコマンドの区切りを検出できるからです。CR コードは送らないようにしてください。
例）[START] M S G お は よ う [STOP]◆I2C の実際の通信手順
１．Read シーケンスでモジュールのステータスを確認します。BUSY ビットが 1 の場合はデータの送信はできません。

－12－上記データでは最初 0xFF を返しています(BUSY=1), ２回目で 0x7F(BUSY=0)を返しています。送信可能な状態
２．Write シーケンスでコマンドとそのデータを送信してください。
コマンド"MSGaiueo"を送信します。コマンド送信直後から Read すると BUSY ビットは 1 になります。
３．Read シーケンスでコマンドの応答(pas, err など)を読み取ります。
コマンドの処理に時間がかかるため、すぐに応答メッセージは返しません。返すまでの間はしばらくデータが 0xFF になります。
(BUSY=1, RES6~RES0=オール 1) 応答までの時間はコマンドにより異なりますので繰り返し読み取りを行ってください。

応答の読み取りは上記のようになります。上記では 0xF0, 0xE1, 0xF3, 0x8D を返しています。最上位ビットは BUSY ビット
ですから下位７ビットを取ると、0x70, 0x61, 0x73, 0x0D となります。これは pas<cr コード>をあらわしています。
４．その後コマンドの実行が終わると BUSY が 0 になります。BUSY が 0 になるまでの時間はコマンドにより異なります。
■SPI 通信手順
４線式でホストと通信するモードです。
配線例 （電源やグランドの配線は省略しています）
・~SS, SCK, MISO, MOSI の配線が必要です。最大クロックスピードは 1MHz です。
・端子が不定になることを防止するため、全ての端子はモジュール内部で電源(3.3V)にプルアップされています。
プルアップ抵抗＝100kΩ
・マイコン側 CS 端子がハードウェアでサポートされていな
い場合は一般の I/O ポートで制御ができます。
・SS ピンはアクティブ LOW です。
・データは８ビットで MSB ファーストとなっています。
・クロックの論理の関係は波形をご覧ください。

－13－

■SPI タイミング

緑…~SS

青…SCK

水色…MOSI(ホスト→音声合成モジュール)

赤…MISO(音声合成モジュール→ホスト)※バージョン 2009/11/23 の仕様：
SCK の８ビット目(LSB)最後の立下りから、次の立ち上がり（次のバイトの MSB)までは 5μs 以上あけてください。
■SPI リードシーケンス
ダミーデータとして 0xFF を送信してください。それと同時に本モジュールがステータスバイトを返します。ステータスバイトは 1 バイトでI2C と同じです。BUSY ビットが 0 であることを確認してからコマンドを送信してください。BUSY の時にコマンドを送信しても受付できない場合があります。
■SPI ライトシーケンス
コマンドの先頭を正しく認識させるため、最初に 0xFF を送り、末尾は UART と同様に CR コード(0x0D)で構成します。
0xFF

先頭バイト

MSG おんせいごうせいのせかいにようこそコマンド

CR コード

0x0D■SPI での通信手順
・電源ＯＮ
・SPI リードシーケンスで BUSY かどうか確認
・SPI ライトシーケンスでコマンドを送信
・SPI リードシーケンスで BUSY フラグ及び応答データの取得■ストロベリー・リナックス拡張機能・ヴの発音
AquesTalk ではヴを含むと発音しないという制約があり、使っている上で不便なことがあります。そこで当モジュールではヴが来ても相当する文字に置き換え、発音するように設計されています。厳密には音が異なりますが、その文を丸ごと発声しなくな
るよりも有効です。
この置き換えは かな入力,カナ入力,ローマ字入力 の全ての入力で機能します。
（置き換えが行われる例）
ヴォイス
ルイ・ヴィトン
ヴィッツ

⇒
⇒
⇒

ボイス
ルイ・ビトンビッツ

ファイヴ
ヴァイオリンヴィタミン・シー■電気的仕様■最大定格
PVDD~GND
VDD~GND

14V
14V

－14－

⇒
⇒
⇒

ファイブ
バイオリン
ビタミン・シー■電気的特性 ※指定がないときの計測条件は PVDD~GND=5V, VDD~GND=5V とします。
Min.
Typ.
Max.
パラメータ
PVDD~GND
5
12
－
動作電圧
VDD~GND
5
12
－
85
消費電流
待機時
SCK
1000
SPI クロックSCL
400
I2C クロック300
230,400
自動ボーレート認識
OUT LEVEL
3.3
アナログ出力

Unit
V
V
mA
kHz
kHz
bps
Vp-p

■よくある質問
Ｑ．電源オン時にポップノイズは入りますか？
Ａ．スピーカー出力にはポップノイズを低減する機能を組み込んでありますので、音はほとんどしません。ただし音声出力端子（OUT 端子）にはポップノイズが入ります。ポップ音がしないため、発話させると急に大きい音が出てびっくりしないよう注意してください。RST コマンドを送った時は必ずポップノイズが入ります。
Ｑ．外部から音量の調節はできますか？
Ａ．はい、ソフトウェアで音量を調節できるほか、外部からのハード的な音量調節もできるようになっています。具体的には可変抵抗を外付けすることでソフトとは別に調節が可能です。
Ｑ．スピーカーの音が歪みます。
Ａ．音量を大きくすると歪みがちになります。原因は電源の容量不足あるいは電圧不足です。電源容量を１Ａにしてだめな場
合は電圧を上げてください。
Ｑ．漢字混じりの分も読んでくれますか？
Ａ．辞書を持っておりませんので、漢字を読み上げることはできません。（漢字などの読めない文字が含まれるとその１文は全く読み上げません） すべてひらがな、カタカナ、ローマ字のいずれかで記述する必要があります。
Ｑ．読み方がおかしいです。
Ａ．入力した文字をそのまま読みますので、“は”に関しては場所により“わ”と入力しなければなりません。
ははれでいいてんき”は“きょうわわはれでいいてんき”と入力しないと正しく読んでくれません。残念ながらこれの区別は音声“きょうは合成 LSI ではできません。無意識に“は”とタイプしてしまいますが慣れるしかありません。
Ｑ．全く読み上げてくれません。
Ａ．漢字や無意味なアルファベット、利用できない記号など読めない文字が含まれていると読み上げされません。かな・カナ入力
は全て SJIS（シフト JIS）コードで入力しなければなりません。・や＆や％といった文字が含まれると発声しません。
Ｑ．どのような音声でしょうか？
Ａ．（株）アクエストの音声合成エンジンを使用しています。アクエスト社のＷｅｂサイトに Windows 版のサンプルプログラムがございます。このソフトウェアと同じ音声です。
Ｑ．アクセントがおかしいです。
Ａ．アクセントがおかしい場合は制御記号を使って修正する必要があります。制御記号で制御できる範囲には限度があります
ので、自然な口調にならないこともあります。
Ｑ．ローマ字の読み上げがなされません。
Ａ．ローマ時での入力は全て小文字で入力する必要があります。
Ｑ．外部に単語を記憶するメモリはついていますか？
Ａ．MICROTALK には外部 EEPROM に単語を記憶する機能を有していますが、当モジュールでは制御 IC 側に単語を記憶する機能を設けていますので、MICROTALK 側には EEPROM を搭載していません。従いまして MICROTALK のコマ
ンド EEP, SEL は使用できません。
Ｑ．音声以外の音は出せますか？
－15－

Ａ．MICROTALK に２種類のチャイム音が入っています。この音以外は出せません。
Ｑ．音声合成機能の使用にあたりライセンスは必要ですか？
Ａ．商品自体にライセンス料が含まれています。この商品を業務・商用目的で利用することもできます。
Ｑ．歌を歌わせることはできますか？
Ａ．歌を歌わせることはできません。
Ｑ．内部のソースは公開していただけますか？
Ａ．音声合成・制御側共に公開はしておりません。有償でも行っておりません。
Ｑ．通信ボーレートは最大いくつまでですか？
Ａ．シリアル通信は 300bps～230400bps に対応できます。78125bps,39062bps といったイレギュラーボーレートでもお使いになれます。
Ｑ．I2C や SPI の最大通信スピードはどのくらいですか？
Ａ．I2C はクロックが 400kHz まで、SPI はクロック 1MHz まで対応します。
Ｑ．電源電圧は何Ｖまでですか？
Ａ．電源電圧は１２Ｖまで利用できます。スピーカー出力を大きくしたい場合は電源電圧を上げる必要があります。５Ｖで動作させた場合の音声最大出力は約１Ｗ程度です。より大きい音量を得たい場合は電圧を上げてください。最大定格は１４Ｖです。
電源電圧を上げた場合は電源の損失が大きくなり、基板上のＩＣがかなり熱くなります。連続で動作させる場合はアンプ用電源（１２Ｖ）とロジック用電源（５Ｖ）を分けて供給してください。
Ｑ．ホストインターフェースはどのようなものがありますか？
Ａ．音声データを送りだす相手との通信にはよく知られた UART, I2C, SPI の各インターフェースが利用できます。接続する相手により使いやすいインターフェース、余ったリソースをご利用ください。
Ｑ．５Ｖ系のインターフェースに接続できますか？
Ａ．はい、ロジック回路は３．３Ｖで動作していますが、UART,I2C,SPI の全てにおいて５Ｖトレラント入力になっているため、５Ｖ系のマイコンと直接繋いでお使いいただけます。５Ｖでお使いの場合は両方の電源が同時に立ち上がるようにしてください。
Ｑ．オーディオアンプの方式はなんですか？
Ａ．Ｄ級アンプを採用しています。通常の使用ではほとんど発熱がありません。
Ｑ．消費電力は？
Ａ．小さなスピーカーを駆動した場合約２００ｍＡ程度です。非発音中（待機中）は約９０ｍＡです。
５Ｖでは音量を大きくする（最大音量の半分位から）と歪んで聞こえます。この場合は電源電圧を上げる必要があります。また
電源容量が大きいものが必要です。１Ａあればほとんど問題ないでしょう。最大出力を出すには少なくとも２Ａ必要です。
Ｑ．モジュールを３．３Ｖで動作させることは可能ですか？
Ａ．オンボードのオーディオアンプの動作に５Ｖ電源が必要になるため、３．３Ｖでの動作はできません。アンプを切り離しても設計
上３．３Ｖでの動作はできません。
Ｑ．音声の種類は選べますか？
Ａ．音声の種類は１種類だけです。
Ｑ．他の音，音楽，ＢＧＭ，効果音などとミックスしたい。
Ａ．このモジュール内ではできません。OUT 端子から外部回路を通じて行ってください。SP 端子はスピーカー専用ですので、SPからは取らないでください。

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■トラブルシューティング
症状
動作しない
何も聞こえない考えられる原因
配線ミス・ソフトウェアの問題
電源の配線・電圧スピーカーへの配線

音量設定
データの間違いミュートピンが L になっている
文字コードの間違い
ＩＣ破損

通信できないUART 初期化ミス
I2C のタイミングの問題

SPI のタイミングの問題

音が歪む

ノイズが混ざる

電源容量が足りない
電源電圧が低い
スピーカーの許容容量不足
ハムの影響
アンプのホワイトノイズ

対処方法
テストモードがありますので、テストモードで動作するか確認してください。
電源の極性・電圧を確認してください。
配線を確認してください。
必ず SP＋と SP－に配線してください。
SP－はグランドとは異なります。SP－の代わりにグランドに配線してはいけません。
デフォルトでは中間（３２）になっています。この音量で全く聞こえないということはないでしょう。
半角大文字 MSG で始まり、テキストデータの後、改行文字(0x0D)を送らなければなりません。
（I2C で通信している場合を除く)
テキストデータに無効な文字が１つでも含まれていると１文全てを発音しません。
ミュートピンをオープンにするか、Ｈレベルにします。
文字コードは SJIS(シフト JIS)コードです。EUC や UNICODE,半角カナで送信していませんか？
無音の状態でもスピーカーから電圧が出ています。特に２電源でお使いの場合はスピーカーに高電圧が出ています。この配線が入出力端子やプリント基板の部品などに触れますと破損の原因になりますのでご注意ください。
自動ボーレート認識機能のため、起動後 A, U の文字を送って通信スピードを認識させる必要があります。
オシロスコープやロジックアナライザで波形をチェックしてみてください。I2C のスレーブアドレスは設定ができます。ホスト側が送っているアドレスと音声合成モジュールのスレーブアドレスが一致していますか？一致しないと ACK を返しません。
まずステータスバイトが読めるか確認してください。
どうしてもだめな場合は観測したデータと共にご相談ください。
オシロスコープやロジックアナライザで波形をチェックしてみてください。
まずステータスバイトが読めるか確認してください。
どうしてもだめな場合は観測したデータと共にご相談ください。
300mA 程度では歪むことがあります。電流容量が大きいものに変更してください。
５Ｖでは大きい音量を得られません。電源電圧を上げてください。
５Ｖだと音量設定の中間くらいまでです。
電源の容量が足りていても、スピーカー自身の定格を超えた音量ではスピーカー自身がびりつきます。
ＩＣや部品を触ったり、他の回路に近い場合はノイズを拾ってスピーカー出力から聞こえることがあります。
無音時、スピーカー出力からわずかにホワイトノイズが聞こえることがありますが異常ではありません。
気になる場合は OUT 端子から外部アンプをご利用ください。

■使用上の注意・免責事項
・本キットは電源を逆にしたり、ＤＣ１４Ｖを超える電源を接続したりしますと破損してしまいますので電源配線には十分ご注意ください。保護回路は有しておりません。
・Ｄ級方式でスピーカーを駆動しています。無音の場合でもスピーカー端子には大きい電圧（＝電源電圧）が常に掛かっています。スピーカーの配線をＩＣや部品に接触させないようにしてください。破損の原因になります。
・本キットはエンジニアの方を対象にした製品です。本製品をお使いになるにはある程度の電気的，ソフトウェアの開発知識を必要とします。
・本モジュールを文書による許諾なしに直接人命に関わる装置やシステム（航空・宇宙機器、原子力制御、生命維持装置を含む医療機器）の主たる部分には使用することはできません。
・改良により機能を増やすなど改定することがあります。
・本キットを使用したことによる、損害・損失については一切補償できません。
・検査の上出荷しております。万一製造上の不良がございましたら、良品とお取替えいたします。それ以外の責についてはご容赦ください。
・MICROTALK ®は株式会社アクト・ブレインの登録商標です。
・この商品の問い合わせは（株）ストロベリー・リナックスまでお願いします。
Copyright © 2009 Strawberry Linux Co.,Ltd.
株式会社ストロベリー・リナックス
第１版 ２００９年１１月 第２版 ２００９年１２月６日
無断転載を禁止します。

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