【正文】 的 16 位單片機來制作一個基于SPCE061A 和 W29C040 的數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)。本系統(tǒng)提供 W29C040 相關的讀寫模塊，此模塊也可應用于 W29C040 同系列的相關 FLASH 芯片中。SPCE061A 是臺灣凌陽公司生產(chǎn)的十六位單片機，內(nèi)置有 2 路 DA 轉(zhuǎn)換，8 路 AD 轉(zhuǎn)換及在線仿真等豐富的功能。 W29C040 有 4M 位的 FLASH 存儲芯片，利用它存儲凌陽格式的語音資源，可以長達 4 分鐘語音錄放。該系統(tǒng)可以廣泛應用于需求的錄音較長的場合。如溫度檢測存儲播放系統(tǒng)、自錄語音提示等應用方案。關鍵詞 SPCE061A，W29C040，閃存，語音輸入/錄放第 3 章 硬件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 方案的選擇當今微型計算機技術的發(fā)展形成兩大技術分支：一是以微處理器 MPU 為核心組成的通用微機系統(tǒng)；另一分支是發(fā)展面向?qū)ο蟮挠糜趯崟r測控的微控制器 MCU即單片機。隨著超大規(guī)模高速集成電路的發(fā)展，現(xiàn)代電子技術進入了片上系統(tǒng)SOC（System On a Chip）階段，從而使單片機的設計與應用發(fā)生了深刻的變化。凌陽科技推出的μ’nSP?單片機就是基于 SOC 的新型數(shù)/?；旌系南到y(tǒng)芯片。凌陽單片機順應了單片機技術的發(fā)展趨勢，其系統(tǒng)芯片具有集成度高，數(shù)/?；旌希δ苋?，低功耗，低電壓和易于開發(fā)等特點。另外，凌陽單片機還增加了適合與DSP 的某些特殊指令；有的還嵌入了 LCD 控制/驅(qū)動和雙音多頻發(fā)生器功能。這些都進一步擴大了單片機的應用范圍。凌陽公司為μ’nSP?單片機的應用開發(fā)提供了較為完善的開發(fā)支持工具。μ’nSP? CPU 系統(tǒng)仿真板，高性能的 C 語言編譯器，并提供了 C 語言的編程函數(shù)庫。因此，我們本次畢業(yè)設計選擇μ’nSP?單片機來做一個復讀機，在做的過程中熟悉一下凌陽單片機。凌陽單片機自帶的存儲器是不夠的，所以我們必須擴展外部存儲器1 80C51:方案在我國單片機的市場中，51 單片機曾經(jīng)占據(jù)著絕對的主導地位，但在科技不斷發(fā)展的當今，嵌入式系統(tǒng)正在不斷流行開來，對單片機的處理速度的要求不斷提高，對單片機的處理功能也要求越來越強。我個人認為，除了其速度不夠快外，集成度不高是 51 最大的缺點。在當今比較高端應用場合，可能再也難以見到 51 單片機的身影，取而代之的是 ARM 和 DSP 等處理器。2 DSP 方案:在數(shù)字信號處理方面，處處可以見到 DSP 的身影。對于本系統(tǒng)中的語音采集，數(shù)據(jù)處理存放，語音回放，DSP 可以輕而易舉的完成這些基本功能。DSP 強大的數(shù)據(jù)處理能力是讓眾多的單片機都望塵莫及的。3 凌陽方案:我認為，凌陽是 51 和 DSP 之間的一種良好的結(jié)合。SPCE061A是臺灣凌陽公司生產(chǎn)的十六位單片機，該單片機內(nèi)置有 2 路 DA 轉(zhuǎn)換，8 路 AD 轉(zhuǎn)換及在線仿真等豐富的功能，這些都為我們實現(xiàn)數(shù)碼錄音和播放提供良好的方便條件， W29C040 是臺灣華邦公司生產(chǎn)的 4M 位的 FLASH 存儲芯片，利用它存儲凌陽格式的語音資源，可以長達 4 分鐘語音錄放。該系統(tǒng)可以廣泛應用于需求的錄音較長的場合。如錄音筆、自錄語音提示等應用方案。本系統(tǒng)提供 W29C040 相關的讀寫模塊，此模塊也可應用于 W29C040 同系列的相關 FLASH 芯片中另外，凌陽十六位單片機具有易學易用的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 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且，提供了語音錄放的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放綜上所述，我們選擇了凌陽方案。 凌陽單片機的簡介 綜述隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應用領域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，Digital Signal Processing）等領域。凌陽的 16 位單片機就是為適應這種發(fā)展而設計的。它的 CPU 內(nèi)核采用凌陽最新推出的μ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡稱μ’nSP?）。圍繞μ’nSP?所形成的 16 位μ’nSP?系列單片機（以下簡稱μ’nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以μ’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的 ROM、RAM 和功能豐富的各種外設接口部件。如圖31 所示μ’nSP?內(nèi)核是一個通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應用場合。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本。μ’nSP?家族有以下特點:體積小、集成度高、可靠性好且易于擴展μ’nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴展，以適應不同用戶的需求。具有較強的中斷處理能力μ’nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持 10 個中斷向量及 10 余個中斷源，適合實時應用領域。高性能價格比μ’nSP?家族片內(nèi)帶有高尋址能力的 ROM、靜態(tài) RAM 和多功能的 I/O 口。另外，μ’nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運算速度的 16 位16 位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，為其應用增添了 DSP 功能，使得μ’nSP?家族運用在復雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的 DSP 芯片廉價。功能強、效率高的指令系統(tǒng)μ’nSP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。低功耗、低電壓μ’nSP?家族采用 CMOS 制造工藝，同時增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，μ’nSP?家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時正常工作，且能用電池供電。這對于其在野外作業(yè)等領域中的應用具有特殊的意義。SPCE061A 是繼μ’nSP?系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存（FLASH）。較高的處理速度使μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復雜的數(shù)字信號。因此，與SPCE500A相比，以μ’nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應用領域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟的選擇。性能16 位μ’nSP?微處理器；工作電壓(CPU) VDD 為 ~ (I/O) VDDH 為 ~CPU 時鐘：~ ；內(nèi)置 2K 字 SRAM；內(nèi)置 32KFLASH；可編程音頻處理；晶體振蕩器。系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀態(tài))，耗電僅為 2μA@；2 個 16 位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預置初始計數(shù)值)；2 個 10 位 DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)輸出通道；32 位通用可編程輸入/輸出端口；14 個中斷源可來自定時器 A / B，時基，2 個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；具備觸鍵喚醒的功能；使用凌陽音頻編碼 SACM_S240 方式( 位/秒)，能容納 210 秒的語音數(shù)據(jù)；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(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器；聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)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；具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；內(nèi)置在線仿真電路 ICE（In Circuit Emulator）接口；具有保密能力；具有 WatchDog 功能應用領域家用電器控制器：冰箱、空調(diào)、洗衣機等白色家電儀器儀表：數(shù)字儀表（有語音提示功能）電表、水表、煤氣表、暖氣表工業(yè)控制智能家居控制器通訊產(chǎn)品：多功能錄音電話、自動總機、語音信箱、數(shù)字錄音系統(tǒng)產(chǎn)品醫(yī)療設備、保健器械（電子血壓計、紅外體溫監(jiān)測儀等）體育健身產(chǎn)品（跑步機等）電子書籍（兒童電子故事書類）、電教設備等識別遙控器、智能語音交互式玩具等） 結(jié)構(gòu)概覽SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖32所示語音識別類產(chǎn)品（語音 芯片的引腳排列和說明SPCE061A有兩種封裝片，一種為84個引腳，PLCC84封裝形式；它的排列如圖32所可將PFUSE接5V, PVIN接GND并維持1s以上即可將內(nèi)部保險絲熔化，此后就無法讀取和向閃存加載數(shù)據(jù)。SPCE061A系統(tǒng)的特性參數(shù)如表32 SPCE061A 最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)接線如圖 33 在 OSC0、OSC1 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應的電容電阻后即可工作。其它不用的電源端和地端接上 的去藕電容提高抗干擾能力。 SPCE061A開發(fā)方法SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PROBE實現(xiàn)的。它既是一個編程器（即程序燒寫器），又是一個實時在線調(diào)試器。用它可以替代在單片機應用項目的開發(fā)過程中常用的軟件工具——硬件在線實時。SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PROBE實現(xiàn)的。它既是一個編程器（即程序燒寫器），又是一個實時在線調(diào)試器。用它可以替代在單片機應用項目的開發(fā)過程中常用的軟件工具——硬件在線實時。真器和程序燒寫器。它利用了SPCE061A片內(nèi)置的在線仿真電路ICE（In Circuit Emulator）接口和凌陽公司的在線串行編程技術。PROBE工作于凌陽IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其5芯的仿真圖34機、PROBE、用戶目標板三者之間的連接示意圖，圖35連接圖。 SPCE061A 的外部存儲器（Memory）的擴展綜述隨著數(shù)字語音，圖象處理技術的飛速發(fā)展，其在電子產(chǎn)品中也得到廣泛應用，如語音智能玩具、PDA 以及有語音、圖象識別技術的機器人。一個復雜或功能強大的語音，圖象處理系統(tǒng)需要很大的,不同的存儲器（ROM,FLASH,SRAM）的存儲空間。那么系統(tǒng)如何擴展 Memory，解決 IO 口不夠的問題呢？這里介紹一款芯片W29C040,它能夠解決所有 IO 不夠用的問題.SPCE061A 是臺灣凌陽公司生產(chǎn)的十六位單片機，該單片機內(nèi)置有 2 路 DA轉(zhuǎn)換，8 路 AD 轉(zhuǎn)換及在線仿真等豐富的功能，這些都為我們實現(xiàn)數(shù)碼錄音和播放提供良好的方便條件， W29C040 是臺灣華邦公司生產(chǎn)的 4M 位的 FLASH 存儲芯片，利用它存儲凌陽格式的語音資源，可以長達 4 分鐘語音錄放。該系統(tǒng)可以廣泛應用于需求的錄音較長的場合。如錄音筆、自錄語音提示等應用方案。本系統(tǒng)提供 W29C040 相關的讀寫模塊，此模塊也可應用于 W29C040 同系列的相關 FLASH芯片中。W29C040 的介紹W29C040 為 32 腳 DIP 封裝芯片，工作電壓為 5V，內(nèi)部 512K * 8 位的快速閃存，它的結(jié)構(gòu)為 256 字節(jié)為一頁，每頁的擦寫時間為 5mS，整片擦除時間為 50mS。管腳表如下： 讀寫時序圖A0A18DQ0DQ7/CEOEWEVdd5VVss（1） 讀時序圖（2）在數(shù)據(jù)保護模式下的頁寫時序圖（3） 寫結(jié)果判斷時序圖 W29C040 寫、擦除流程圖1(3)