【正文】 1A 簡(jiǎn)介 SPCE061A 是凌陽(yáng)科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)，該芯片擁有 8路 10 位精度的 ADC，兩路 10 精度的 DAC，只需要外接功放（ SPY0030A）即可完成語(yǔ)音的播放。 下圖為 SPCE061A 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖： 圖 SPCE061A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 芯片特性 ●16 位 μ’ nSP 微處理器 核心，能完成 16 為 算術(shù)邏輯運(yùn)算、 16*16 為硬件乘法運(yùn)算和 DSP 的內(nèi)積濾波運(yùn)算； ● CPU 工作電壓 VDD 為 ~(CPU)， IO 口工作電壓 VDDH 為 ~(I/O)； ●CPU 的工作時(shí)鐘頻率為 ~； ● 內(nèi)置 2K 字 的靜態(tài)內(nèi)存（ SRAM） ； ● 內(nèi)置 32K 字的 閃存 （ FLASH） ； ● 可編 程音頻 處理； ● 晶體振蕩器 ； ● 省電模式： 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài) )，耗電 僅為 2μA （ ）； ●2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值 )； ●2 個(gè) 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(gè)中斷源 ：包括 2 個(gè)定時(shí)器及時(shí)器 ， 2 個(gè)外部時(shí)鐘源輸入 和按 鍵喚醒； ● 具備觸鍵喚醒的功能； ● 使用凌陽(yáng)音頻編碼 SACM_S240 方式 ( 位 /秒 )，能容納 210 秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)； ● 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)； ●32768Hz 實(shí)時(shí)時(shí)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(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制 (AGC)功能； ● 具備串行設(shè)備接口； ● 低電壓復(fù)位 (LVR)功和低電壓監(jiān)測(cè) (LVD)功能； ● 內(nèi)置在線仿真 (ICE， In Circuit Emulator)接口。日常生活中所指的濕度為 相對(duì)濕度，用 RH%表示。 精度下降，濕度傳感器年漂移量一般都在 177。 濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對(duì)使用的環(huán)境溫度有要求，超過(guò)其規(guī)定的使用溫度將對(duì)傳感器造成損壞。市場(chǎng)上出售的一些電容式濕敏元件低價(jià)產(chǎn)品，往往達(dá)不到上述水平，線性度、一致性和重復(fù)性都不甚理想， 30%RH 以下， 80%RH 以上感濕段變形嚴(yán)重。 HS1101 簡(jiǎn)介 基本參數(shù) 如圖 。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 HS1101 特性曲線 測(cè)量原理 HS1100 濕度傳感器是一種基于電容原理的濕度傳感器 ,相對(duì)濕度的變化和電容值呈線性規(guī)律。在使用時(shí) ,將 2 腳接地 ,這里選用頻率輸出電 路。利用一片 CMOS 定時(shí)器 TLC555 , 配上HS1101 和電阻 R2 、 R4構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路 ,將相對(duì)濕度值變化轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)輸出。 R3 為輸出端的限流電阻 ,起保護(hù)作用。這樣周而復(fù)始的進(jìn)行充、放電 ,形成了振蕩。 濕度傳感器只是保證傳感探頭的精度 ,在實(shí)際使用中 ,綜合精度除了與濕度傳感器本身元件有關(guān) ,還與外圍電路的器件選擇相關(guān)。 表 2 輸出頻率與相對(duì)濕度數(shù)據(jù)對(duì)照見(jiàn)表 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 硬件電路 SPCE061A 最小系統(tǒng) 本方案使用 SPCE061A 精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板（ 61 板）作為單片機(jī)最小系統(tǒng)。 為了減小誤差，利用一個(gè)固定電容和一個(gè)電阻構(gòu)成另一個(gè) Feedback 電路，作為濕度傳感器 HS1101 的基準(zhǔn)。 主程序 主程序流程如圖 ：調(diào)用按鍵掃描程序讀取鍵值，如果是 KEY1 鍵按下則啟動(dòng)測(cè)量，華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 調(diào)用濕度測(cè)量函數(shù)測(cè)量濕度，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)播放；如果不是 KEY1 鍵按下，返回繼續(xù)掃描按鍵。利用延時(shí)去抖的方法，先取一次端口數(shù)據(jù)，延時(shí)一段時(shí)間，一般華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 延時(shí)幾十 ms 即可，再取一次端口數(shù)據(jù)，如果二者相同，說(shuō)明取到了正確的鍵值。 測(cè)量傳感器工作頻率的方法：利用 TimeB作為定時(shí)器， TimeA作為計(jì)數(shù)器；根據(jù) TimeB定時(shí)時(shí)間內(nèi) TimeA 計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)來(lái)測(cè)得傳感器的工作頻率。 FIQ 中斷服務(wù)程序主要功能是調(diào)用F_FIQ_Service_SACM_S480 函數(shù)解碼并輸出。設(shè)計(jì)中，以語(yǔ)音語(yǔ)言學(xué)和數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)，涉及多學(xué)科領(lǐng)域。硬件電路設(shè)計(jì)，以 SPCE061A 單片機(jī)為核心進(jìn)行了語(yǔ)音 播報(bào)、濕度測(cè)量 的設(shè)計(jì)。SPCE061A 的 Feedback 功能給這種測(cè)量提供了很大的方便，利用固定電阻和電容式濕度傳感器形成 RC 振蕩電路，接在 Feedback 的輸入和輸出端，這樣通過(guò)測(cè)量頻率，很 容易就能得到電容式濕度傳感器的電容，根據(jù)標(biāo)定值就可以得到測(cè)量濕度。幾個(gè)月來(lái)，通過(guò)自己學(xué)習(xí)相關(guān)凌陽(yáng)單片機(jī)的知識(shí)和查閱大量的資料，我在單片機(jī)方面的知識(shí)有很大的收獲。感謝在學(xué)習(xí)期間給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們！ 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 附錄 主程序 //==================================================================================== //功能描述 : 利用 61 板的 KEY3 鍵控制濕度測(cè)量 ,每按一次 KEY3 鍵 ,61 板播放一次濕度及溫馨提示 //包含文件 : \\ // \\ // // //硬件連接 : 用 10pin 排線連接 IOB 的低 8 位與傳感器模組的 J1 //==================================================================================== //文 件 名 : //功能描述 : 利用 61 板的 KEY3 鍵控制濕度測(cè)量 //==================================================================================== include extern void Key_Init(void)。 //語(yǔ)音播放數(shù)據(jù)（整數(shù)）函數(shù) extern void PlaySnd(unsigned int SndIndex)。0x0001)==0) //開(kāi)機(jī)音樂(lè) ,按 KEY 進(jìn)入測(cè)量模式 { PlaySnd(21)。 //鍵盤掃描 ,取鍵值 if(Key == 0x0001) //如果是 KEY1 鍵按下 { Result = Humidity_Measure()。 //播放 百分之 PlayData(Result)。 //播放 請(qǐng) PlaySnd(18)。 //播放 請(qǐng) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 PlaySnd(18)。= 0xfffe。 //初始 化 IOA0 為帶下拉電阻輸入口 *P_IOA_Attrib amp。 } //======================================================== // 語(yǔ)法格式： void Delay(void) // 實(shí)現(xiàn)功能： 延時(shí) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 // 參數(shù)： 無(wú) // 返回值： 無(wú) //======================================================== void delay(void) { unsigned int uiCount。 //清看門狗 } } //======================================================== // 語(yǔ)法格式： unsigned int KeyScan(void) // 實(shí)現(xiàn)功能： 獲得鍵盤值并返回 // 參數(shù)： 無(wú) // 返回值： 鍵盤值 //======================================================== unsigned int KeyScan(void) { unsigned int uiData。0x0001。0x0001。 //==================================================================================== //語(yǔ)法格式： void Humidity_Init(void) //功能描述 : 濕度測(cè)量初始化 //入口參數(shù) : 無(wú) //出口參數(shù) : 無(wú) //==================================================================================== void Humidity_Init(void) { *P_IOB_Dir |= 0x020C。 //設(shè)置 IOB2\3\4\5 為特殊功能 (反饋功能 )口 } //==================================================================================== //語(yǔ)法格式： void Humidity_Measure(void) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 //功能描述 : 濕度測(cè)量函數(shù) ,測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RH 中 ,同時(shí)播放這個(gè)數(shù)據(jù) //入口參數(shù) : 無(wú) //出口參數(shù) : 無(wú) //==================================================================================== unsigned int Humidity_Measure(void) { unsigned int i,iRH,max,min,f1,f2,err。 //初始化各個(gè)變量 f = 0。 //濕度測(cè)量初始化 for(i=0。 //計(jì) 1280 個(gè)數(shù) (FFFFFAFF)=160//FAFF//2560//3840 *P_TimerA_Ctrl = 0x0037。 //允許 IRQ2 中斷 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 __asm(int irq)。 F_Con1[i] = F_Counter。 //計(jì) 1280 個(gè)數(shù) //3840 *P_TimerA_Ctrl = 0x003D。 //允許 IRQ2 中斷 __asm(irq on)。 F_Con2[i] = F_Counter。 //找出最大值 ,放在 F_Con1[0]中 for(i=1。 F_Con1[0] = max。i0。 } } if(F_Con1[1]F_Con1[2]) //錯(cuò)誤處理 ,如果中間兩個(gè)數(shù)據(jù)相差太大 ,忽略這次測(cè)量數(shù)據(jù) ,認(rèn)為是一次錯(cuò)誤測(cè)量 err = F_Con1[1] F_Con1[2]。 //f2 的處理 。i++) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 { if(F_Con2[i]max) { max = F_Con2[i]。 } min = F_Con2[3]。 F_Con2[i] = F_Con2[3]。 if(err10) f2 = (F_Con2[1]+F_Con2[2])/2。 //實(shí)際電容與測(cè)量值之間的誤差 ,這個(gè)傳感器的實(shí)際電容是根據(jù)電容表測(cè)量得到 ,可自己測(cè)量確定 f = f1。 //頻率劃成千赫茲 Ca = 180*(*log(f))。 //把測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成整型給返回值 if(iRH100) //如果濕度大于 100 iRH = 0。 //初始化為自動(dòng)播放 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 SACM_S480_Play(SndIndex,1,3)。 //清看門狗 } SACM_S480_Stop()。 //初始化百和十的語(yǔ)音索引號(hào) shi = 10。 //計(jì)算個(gè)位 if(Bw!=0) { PlaySnd(Bw)。 //播放十 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 } else if((Bw!=0)) //如果百位不為 0，十位為 0，播放0 PlaySnd(Sw)。(Sw==0))