【正文】 ，并為與用戶系統(tǒng)友好的交互打下基礎 ； A/D， D/A 轉換接口與 CPU 的 DSP 運算功能結合在一起，可實 現語音識別功能，使其方便地運用于數字聲音和語音識別應用領域。 可廣泛的應用在以下 領域：語音識別類產品、智能語音交互式玩具、高級亦教亦樂類玩具、兒童電子故事書類產品、通用語音合成 器類產品 和 需較長語音持續(xù)時間類產品等。 在該 系統(tǒng) 中，采用了凌陽十六位單片機 SPCE061A 作為系統(tǒng)的核心處理部件， 以此 實現溫度控制 。 溫度信號由 PT1000 和電壓放大電路提供，并通過 PID算法實現水溫控制。同時配以相應 的 外擴電路，使之具有溫度數字語音播報和顯示功能。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 2 第 2 章 水溫控制系統(tǒng)的設計要求及方案選擇 水溫控制系統(tǒng)的設計要求 系統(tǒng)設計功能 設計制作一個水溫控制系統(tǒng)，控制對象為 1 升 凈 水，容器為搪瓷器皿，水溫可以在一定范圍內由人工設定 ， 如在 40℃ 到 90℃ 范 圍內設定控制水溫 。 靜態(tài)控制精度為 ℃ ，并能在溫度低于目標溫度時，繼電器工作，高于目標溫度時，繼電器停止工作來實現自動調整，并保證具有良好的快速性與較小的超調量，以保持設定溫度不變。 系統(tǒng)設計指標要求 1） 環(huán)境溫度 降低時（如電風扇降溫）溫度控制的靜態(tài)誤 差 ≤ 1℃； 2） 溫度設定范圍為 40℃ 到 90℃ ，最小區(qū)分度為 1℃ ，標定溫度≤ 1℃； 3） 用數碼管 實時 顯示水的溫度。 水溫控制系統(tǒng)的方案選擇 驅動部分 方案一 ：此方案采用 89C51 單片機 實現，但是 89C51 單片機 需要外接模數轉換器來 滿足數據采樣。如果系統(tǒng)增加語音播放功能，還需要外接芯片，對外圍電路來說，比較復雜，且軟件實現也比較麻煩。另外， 89C51 單 片機需要用仿真器來實現軟硬件來調試，較為繁瑣。 方案二：此方案采用 SPCE061A 單片機實現，此單片機內置 8 路 ADC 和 2路 DAC，且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數，用 SPCE061A 實現語音播放極為方便。另外，比較方便的是該芯片內置在線仿真和編程接口，可以方便實現在線調試，這就大大加快了系統(tǒng)的開發(fā)與調試。 `基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 3 測量部分 方案一：采用熱敏電阻，可以滿足 40℃ 到 90℃ 的測量范圍， 但熱敏電阻精度、重復 性和 可靠性都比較差，對檢測小于 1℃ 的信號是不適用的。 方案二：采用溫度傳感器 Pt1000， Pt1000 測量準確度高、測量范圍大、復現性和穩(wěn)定性較好，此外還具有抗振動、耐高溫和高壓的特點。 綜上所述，在該系統(tǒng)中采用以凌陽單片機 SPCE061A 為控制核心，以傳感器 Pt1000 為傳感器采集溫度信號，以 PID 算法控制繼電器實現水溫自動調節(jié)的電子裝置。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 4 第 3 章 單片機 SPCE061A 結構及工作原理 本系統(tǒng)采用 SPCE061A 芯片作為核心部件，目前有兩種封裝形式 ： 84 引腳的 PLCC84 封裝和 80 引腳的 LQFP80 貼片封裝。 結構 覽要 圖 SPCE061A 結構覽圖 SPCE061A 配備了凌陽科技開發(fā)的最新的 16 位微處理器 u?nSP。它在 工作電壓范圍內 工作頻率范圍為 ，較高的工作速度使其應用領域更加拓寬。 2K 字的 SRAM 和 32K 字的閃存 ROM 僅占一頁存儲空間， 32 位可編程的多功能 I/O 端口；兩個 10 位定時器 /計數器； 32768Hz 實時時鐘；低電壓復位 /監(jiān)測功能； 8 通道 10 位模數轉換輸入功能并具有內置自動增益控制功能的麥克風輸入方式；雙通道 10 位 DAC 方式的音頻輸出功能；內置在線仿真板接口 。 SPCE061A 是數字聲音和語音識別產品的一種最經濟的應用。 功能描述 SPCE061A 內包含 8 個寄存器： 4 個通用寄存器 R1R4，一個程序計數器 PC，1 個堆棧指針 SP，一個基址指針 BP 和一個段寄存器 SR。通用寄存器 R3 和 R4結合形成一個 32 位寄存器 MR。 MR 可被用作乘法運算和內積運算的目標寄存`基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 5 器。此外， SPCE061A 有 3 個 PIQ 中斷和 14 個 IRQ 中斷，并且?guī)в?一個由指令BREAK 控制的軟中斷。 存儲器 1)RAM SPCE061A 有 2K 字的 SRAM， 地址范圍從 $000000 到 $0007FF。 2)閃存（ Flash） ROM 全部 32K 字閃存均可在 ICE 工作方式下被編程寫入或被擦除。對閃存設置保密設定后，其內容不能再通過 ICE 被讀寫，也就可以使程序不被 他人讀取。 時鐘（鎖相環(huán)振蕩器、系統(tǒng)時鐘、實時時鐘） 1)鎖相環(huán)（ PLL， Phase Lock Loop） 振蕩器 PLL 的作用是為系統(tǒng)提供一個實時時鐘的基頻（ 32768Hz） ,然后將基頻進行倍頻，調 整至 、 MHz、 MHz、 MHz 或 MHz。系統(tǒng)默認的 PLL 自激振蕩頻率為 MHz。 2)系統(tǒng)時鐘 系統(tǒng)時鐘的信號源為 PLL 振蕩器。 系統(tǒng)時鐘頻率 (Fosc)和 CPU 時鐘頻率(CPUCLK)可以通過對 P_System_Clock(寫 )($7013H)單元編程來控制。默認的Fosc、 CPUCLK 分別為 MHz 和 Fose/8。 可以通過對 P_System_Clock 單元編程完成對系統(tǒng)時鐘和 CPU 時鐘頻率的定義。當系統(tǒng)被喚醒后的 最初時刻的CPUCLK 頻率亦為 Fose/8，隨后逐漸 被調整到 設定的 CPUCLK 頻率。這樣，可以避免系統(tǒng)在喚醒初始時刻讀 ROM 出現錯誤。 3)實時時鐘 (32768Hz) 32768Hz 實時時鐘通常用于鐘表、實時時鐘延時以及其它與時間相關類產品。 SPCE061A 通過對 32768Hz 實時時鐘源分頻而提供了多種實時時鐘中斷源。例如，用作喚醒源的中斷源 IRQ5_2Hz,表示系統(tǒng)每隔 秒被喚醒一次，由此可作為精確的計時基準。 ``本科 畢業(yè)（設計）論文 6 輸入 /輸出端口 (I/O,Input/Output) 輸入輸出端口是系統(tǒng)與其他設備 進行數據交換的 接口 。 SPCE061A 具備兩個可編程輸入輸出端口： A 口和 B 口。 A 口既是具有可編程喚醒功能的普通 I/O 口，又可與 ADC 的多路 LINE_IN 輸入共用 (IOA[60]與 LINE_IN[17]共用 )； B 口除了具有普通的 I/O 口功能外，在特定管腳上還可以完成一些特殊的功能。 I/O 端口如圖所示： 圖 I/O 端口連接圖 盡管數據能夠通過數據端口 P_IOX_Data 和數據緩沖器端口 P_IOX_Buffer寫入相同的數據寄存器，但從這兩個端口讀出的數據卻來自不同的位置；從后 者讀出的仍是數據寄存器里的數據，而從前者讀出的是 I/O 管腳上的電平狀態(tài)。IOA[70]口為鍵喚醒源，通過讀 P_IOA_Latch 單元來鎖存 IOA[70]端口的電平狀態(tài)，從而可激活其喚醒功能。當 IOA[70]口的狀態(tài)和鎖存時不一致時，會觸發(fā)系統(tǒng)由節(jié)電的睡眠工作模式切換到喚醒模式。 B 口除了具有常規(guī)的輸入 /輸出端口功能外，還有 一 些特殊功能，如下表所示： 表 B 端口 特殊 功能介紹表 口位 特殊功能 功能描述 IOB0 SCK 串行接口 SIO 的時鐘信號 IOB1 SDA 串行接口 SIO 的數據傳送信號 IOB2 EXT1 外部中斷源（下降沿觸發(fā)） `基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 7 IOB2 Feedback_outPut1 與 IOB4 組成一個 RC 反饋電路，獲振蕩信號 IOB3 Feedback_outPut2 與 IOB5 組成一個 RC 反饋電路，獲振蕩信號 EXT2 外部中斷源（下降沿觸發(fā)） IOB4 Feedback_InPut1 IOB5 Feedback_InPut2 IOB6 IOB7 Rx 通用異步串行數據接收端口 IOB8 APWMO TimerA 脈寬調制輸出 IOB9 BPWMO TimerB 脈寬調制輸出 IOB10 Tx 通用異步串行數據發(fā)送端口 如下圖所示的電路顯示了帶有反饋應用的 IOB IOB IOB4 和 IOB5 等端口的設置情況。有了反饋功能，只要在 IOB2(IOB3)和 IOB4(IOB5)之間增加一個RC 電路就可以從 EXT1（ EXT2）得到振蕩源頻率信號。 圖 帶有反饋設置的端口電路圖 模數 (ADC)轉換器與數模 (DAC)轉換器 SPCE061A 有 8 個 10 位模 數轉換器通道，其中 7 個通道用于將模擬量信號(例如 電壓 信號 )轉化為數字信號，可以直接通過引線 (IOA[06])輸入。另外有一個通道只作為語音輸入通道，通過內置 自動增益控制放大器的麥克風通道(MIC_IN)輸入。實際上可以把 ADC 看作是一個實現模 /數信號轉換的編碼器。SPCE061A 為音頻輸出提供