【正文】 鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；　　● 32768Hz實時時鐘； 　　● 7通道10位電壓模數(shù)轉換器(ADC)和單通道聲音模 數(shù)轉換器；　　● 聲音模數(shù)轉換器輸入通道內置麥克風放大器和自動增益控制(AGC)功能；　　● 具備串行設備接口；　　● 低電壓復位(LVR) 功和低電壓監(jiān)測 (LVD)功能； 　　● 內置在線仿真板(ICE ，In Circuit Emulator)。 SPCE061A 精簡開發(fā)板 SPCE061A精簡開發(fā)板（簡稱61板），是以凌陽16位單片機SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，大小相當于一張撲克牌，是“凌陽科技大學計劃”專為大學生、電子愛好者等進行電子實習、課程設計、畢業(yè)設計、電子制作及電子競賽所設計的，也可作為單片機項目初期研發(fā)使用。61板除了具備單片機最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含Mic輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復位電路等，采用電池供電，方便學生隨身攜帶！使學生在掌握軟件的同時，熟悉單片機硬件的設計制作，鍛煉學生的動手能力，也為單片機學習者和開發(fā)者創(chuàng)造了一個良好的學習條件和開發(fā)新產品的機會！61板上有調試器接口（Probe接口）以及下載線（EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調試器、簡易下載線，配合unSP IDE，可方便地在板上實現(xiàn)程序的下載、在線仿真調試。 畢業(yè)設計761板上的主要功能模塊如下： ； ； （包含Mic輸入、DAC音頻功放輸出）模塊； ； ； 、下載接口模塊； 圖2為61板的實物圖： 圖 2 61板實物圖 SPLC501A 液晶模組SPLC501 液晶顯示模組采用的驅動控制芯片為凌陽科技的SPLC501A 芯片，SPLC501A 為液晶顯示控制驅動器，SPLC501A 單芯片液晶驅動，可以直接與其他微控制器接口總線相連。微控制器可以將顯示數(shù)據(jù)通過8位數(shù)據(jù)總線或者串行接口寫到SPLC501A的顯存中。SPLC501A 內置8580位顯示RAM。RAM中的一位數(shù)據(jù)控制液晶屏上的一個象素點的亮、暗狀態(tài)：“1”亮畢業(yè)設計8“0”暗。具有65行驅動輸出和132 列驅動輸出（注：模組中的液晶顯示面板僅為64 行、128 列）。SPLC501液晶顯示模組的顯示器上的顯示點與驅動控制芯片中的顯示緩存RAM 是一一對應的；SPLC501A芯片中共有 65（8 Page 8 bit+1） 132 位的顯示RAM 區(qū)。而顯示器的顯示點陣大小為64128 點，所以實際上在SPLC501 液晶顯示模組中有用的顯示RAM 區(qū)為64128 位；按byte 為單位劃分，共分為8個Page，每個Page 為8行，而每一行有128位（即128 列）。如要點亮LCD屏上的某一個點時，實際上就是對該點所對應的顯示RAM 區(qū)中的某一位進行置1 操作；所以就要確定該點所處的行地址、列地址。 SPLC501 液晶顯示模組的行地址實際上就是Page 的信息，每一個 Page應有8 行；而列地址則表示該點的橫坐標，在屏上為從左到右排列，Page 中的一個Byte 對應的是一列（8行，即8個點），共128 列?？梢愿鶕?jù)這樣的關系在程序中控制LCD 顯示屏的顯示。SPLC501A液晶模組具有以下特性： ：黃色模式STN液晶； ：12864 點陣的圖形液晶； ：兼容68/80系列MPU時序。 更詳細的資料請參考SPLC501A 的Datasheet ，SPLC501A液晶模組的實物圖如圖3所示：畢業(yè)設計9 圖 3 SPLC501A 液晶模組實物圖 語音的設計及工作原理本次設計的要求為整個系統(tǒng)在運行時能夠根據(jù)要求及時的發(fā)出聲音，以增加效果。為了配合設計要求，設計了語音模塊。語音是SPLC501A的一大特點。應用SPLC501A 可以方便的實現(xiàn)語音的錄放，該芯片擁有8路10位精度的AD。其中1路AD為音頻轉化通道，并且內置自動增益電路。這為語音的錄入提供方便的硬件條件。2路10位精度的DA，只需外接1個功放即可完成語音播放。一般都是用C語言作為主程序，用匯編語言編制各種模塊，供主程序調用。凌陽音頻格式常用的有3種，將壓縮前的數(shù)據(jù)量比上壓縮后的數(shù)據(jù)量即可以得到凌陽不同音頻格式壓縮比：SACM A2022：壓縮比為8：1，8：,8: ；SACM S480: 壓縮比為80:3,80:；SACM S240: 壓縮比為80:；壓縮比越大,存儲空間越小，更加節(jié)省資源。畢業(yè)設計10 系統(tǒng)總體方案介紹 電子鐘的系統(tǒng)結構如圖4，圖5為電子鐘功能結構圖 ，61板作為整個系統(tǒng)的控制中心，負責控制鍵盤掃描；年、月、日、星期以及時間的計算； SPLC501A液晶顯示的驅動；并根據(jù)按鍵值播報當前的日期或者時間。SPLC501A 液晶顯示模組主要用來顯示當前的時間，日期，以及顯示功能選擇菜單和時間日期調整菜單?！≡诼曇舻奶幚砩现饕捎昧桕柨萍嫉恼Z音壓縮格式，將需要播放的聲音壓縮存在SPR模組里面，然后通過 61板將語音資源取出播放出來。在圖片的處理上，采用SPLC501液晶模組，使用配套的DM Tool工具將需要顯示的圖片實現(xiàn)提取出圖片資源燒寫到SPCE061A中，然后通過 61板控制SPLC501A播放出來。本系統(tǒng)采用了語音的錄入和輸出播放。 圖 4 系統(tǒng)結構框圖畢業(yè)設計11圖 5 功能結構圖用61板控制數(shù)字鐘系統(tǒng)，使用了IOA口的高八位、IOB 的6共11個I/O口連接SPLC501A液晶模組，另外使用了 61板的語音輸出模塊；以及 61板上的三個按鍵，硬件連接如圖 7所示：電路連接如圖7，IOA的高八位接到液晶模組的八個數(shù)據(jù)端，同時也連接了液晶模組的電源，即直接用一根10pin的排線連接61板“+”、IOA8~15 、“”與SPLC501A 液晶顯示模組的“+”、DB0~“” ，主要用來向液晶模組傳送命令和數(shù)據(jù)；IOB6接EP，IOB5接R/W，IOB4接AO，用來控制液晶的顯示和工作方式。 注意電源的正負極不要接反；DB0 連接IOA8，DB7連接IOA15，也不要接反。畢業(yè)設計12圖 6 電路連接圖畢業(yè)設計13第三章 系統(tǒng)硬件設計 SPCE061A 最小系統(tǒng) SPCE061A最小系統(tǒng)包括SPCE061A芯片及其外圍的基本模塊，其中外圍的基本模塊有：晶振輸入模塊（OSC）、鎖相環(huán)外圍電路（PLL）、復位電路（ RESET）、指示燈（LED）等，如圖7所示。 圖 7 SPCE061A最小系統(tǒng) 電源模塊 SPCE061A 板采用 3 節(jié) 5 號電池進行供電，由 J10 接入，其中前后兩組電容用來去耦濾波，使其供給芯片的電源更加干凈平滑。為了獲得標準的 伏電壓,在電路上加入 SPY0029 三端穩(wěn)畢業(yè)設計14壓器和兩個二極管,是為了防止誤將電源接反造成不必要損失而設置的。在操作過程中千萬不要將電源接反，因為反向電壓超過一定值，二極管將會被損壞，達不到保護的目的。后面的零電阻及其電源分成不同的幾路是為了減少電磁干擾設置的。圖 8 是電源部分的電路， 直流電壓經(jīng)過 SPY0029 后產生 給整個系統(tǒng)供電。 SPY0029 是凌陽公司設計的電壓調整 IC，采用 CMOS 工藝。SPY0029 具有靜態(tài)電流低、驅動能力強、線性調整出色等特點。 圖中的VDDH3 為 SPCE061A 的 I/O 電平參考，接 SPCE061A 的 51 腳，這種接法使得 I/O 輸出高電平為 ；VDDP 為 PLL 鎖相環(huán)電源，接 SPCE061A 的 7 腳；VDD 和 VDDA 分別為數(shù)字電源與模擬電源，分別接 SPCE061A 的 15 腳和 36 腳；AVSS1 是模擬地，接 SPCE061A 的 24 腳；VSS 是數(shù)字地，接 SPCE061A 的 38 腳； AVSS2 接音頻輸出電路的 AVSS2。61板電源模塊電路如圖8，SPCE061A 的內核供電為 ，而I/~5V，所以在電源模塊（61板上）中有一個端口電平選擇跳線，如圖中的J5。本系統(tǒng)需要的端口高電平為，所以圖8中的J5跳線需要跳到2和3上。 圖 8 電源模塊 音頻輸出模塊音頻輸出（D/A）部分的原理圖如圖9所示，可以直接聽喇叭輸出的聲音。圖中的 SPY0030也是凌陽公司的產品。它的詳細說明可以參見SPY0030 data sheet。和LM386相比，SPY0030還具有下述優(yōu)勢，比如LM386工作電壓需在4V以上, (兩顆電池即可工畢業(yè)設計15作)；LM386 輸出功率100mW以下, SPY0030約700mW。芯片將聲音處理后輸出（J2），經(jīng)SPY0030音頻放大輸出（J3）通過揚聲器還原為聲音。 SPY0030A是凌陽公司開發(fā)的專門用于語音放大的芯片?！?。SPCE061A內置2路10位DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放。 圖 9 音頻輸出電路圖 液晶顯示模塊 顯 示 RAM 區(qū) 映 射 情 況 SPLC501A液晶模組為12864點陣模式，面板采用STN（Super Twisted Nematic）超扭曲相列技術制成，非常容易通過接口被訪問。模組上的液晶顯示器采用凌陽科技的SPLC501芯片作為LCD驅動和控制器，為128X64點陣圖形液晶顯示器。 表1 SPLC501液晶顯示模組的基本參數(shù)顯示模式 黃色模式STN液晶顯示格式 128X64點陣地圖形液晶顯示輸入數(shù)據(jù) 兼容68/80系列MPU 數(shù)據(jù)輸入背光 黃綠色 LED畢業(yè)設計16模塊尺寸 （長）（寬）（高）mm視屏尺寸 （寬）（長）mm點大小 （寬）（長）mm注意事項 SPLC501液晶顯示模組中，接口引腳：“+”、“V3”分別為電源輸入端和高電平引針（供時序選擇跳線用），而“”、“GND”都是接地引腳。 表2 接口引腳名接口引腳名 說明 CS1 片選，低有效 RES 復位腳 A0 數(shù)據(jù)命令選擇腳 對于6800系列MPU的讀/寫信號（R/W ） R/W 對于8080系列MPU的寫信號（W/R ） 對于6800系列MPU的時鐘信號使能腳（EP） EP 對于8080系列MPU的讀信號（RD） DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 8位數(shù)據(jù)總線 DB5 DB6 畢業(yè)設計17DB7 VR 端口輸出電壓 C86 C86=’H’ 選擇6800MPU系列 C86=’L’ 選擇8080MPU系列 PS 串、并行時序選擇 SPLC501 驅 動 控 制 器 芯 片 SPLC501液晶顯示模組采用的驅動控制芯片為凌陽科技的SPLC501A芯片，SPLC501A為液晶顯示控制驅動器，集行、列驅動器和控制器于一體，廣泛應用于小規(guī)模液晶顯示模塊。 SPLC501A單芯片液晶驅動，可以直接與其他微控制器接口總線相連。微控制器可以將顯示數(shù)據(jù)通過8位數(shù)據(jù)總線或者串行接口寫到SPLC501A的顯存中。下列是SPLC501A 的特點： 內置8580位顯示RAM。RAM中的一位數(shù)據(jù)控制液晶屏上的一個象素點的亮、暗狀態(tài)。“1”亮“0”暗； 具有65行驅動輸出和132列驅動輸出（注：模組中的液晶顯示面板僅為64行、128列）； 可以直接與80系列和68系列微處理器相連； 內置晶振電路，也可以外接晶振； 工作溫度范圍為－40攝氏度～＋85攝氏度。其電路原理圖如圖 10所示：畢業(yè)設計18圖 10 液晶模組電路SPLC501A液晶顯示模組提供了 8080和6800的并行操作時序，也提供了串行的操作時序，用戶可以通過對PS、C86 引腳接不同的電平來選擇操作的時序（8080操作時序接線圖：(PS 接VDD， C86接VSS) ，6800操作時序接線圖：(PS接 VDD，C86接VDD) ，行操作時序接線圖：(PS接VSS ，C86接VSS或 VDD都可) ）。SPLC501液晶顯示模組中，設置了PS 和C86的跳線，供用戶選擇操作時序。畢業(yè)設計19第四章 系統(tǒng)軟件設計 軟件的結構下圖中可以看出各文件之間的調用關系。 圖 11 軟件結構數(shù)字鐘主要還是軟件實現(xiàn)的，數(shù)字鐘的軟件設計由以下程序構成：:實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化、顯示開機畫面、鍵盤掃描和語音播報；:包含工程中大部分的功能函數(shù)，包括各種界面的顯示、時間和日期的調整、秒表的調整、鬧鐘的時間設定、鬧鐘的鈴聲選擇等；:鍵盤掃描文件，文件中定義了鍵盤掃描函數(shù)、延時函數(shù)、用來實現(xiàn)對鍵盤的掃描等功能、鍵盤掃描采用查詢方式；:中斷服務函數(shù)文件，實現(xiàn)語音解碼、秒表以及時間、日期的修改；:語音播報函數(shù)，實現(xiàn)語音播報日期、時間以及鬧鐘。畢業(yè)設計20 各模塊程序的說明 概 述由于凌陽 SPCEA061A，使得外圍電路變的更簡單。制作好系統(tǒng)的硬件電路后，整個系統(tǒng)的主體任務主要落在了程序的編寫上。SPCE061A 是凌陽科技研發(fā)生產的性價比很高的一款十六位單片機，具有易學易用且效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標準 C 語言，可以實現(xiàn) C 語言與匯編語言的互相調用，并且，提供了語音錄放和語音識別的函數(shù)庫，只要了解庫函數(shù)的使用方法，就可以很容易完成語音錄放，為軟件開發(fā)提供了方便的條件。此次系統(tǒng)采用了模塊程序結構，模塊程序結構包括了初始化，系統(tǒng)主程序模塊，語音播放模塊，顯示模塊。C 語言屬于高級語言，有著匯編語言無法比擬的優(yōu)點，而 SPCE061A 開發(fā)系統(tǒng)抓住了這個關鍵，兩者結合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。在用到語音的時候，一般都是用 C 語言作為主程序，用匯編語言編制各種模塊，供主程序調用。本系統(tǒng)采