【正文】 ADC_Convert 流程圖 在主程序中，每次改變轉(zhuǎn)換通道后，可調(diào)用此函數(shù)。 新建。凌陽試驗儀指導(dǎo)書范例代碼 \include 里提供了定義硬按鍵 1 ？按鍵 2 ？開始設(shè)置男生 “ 哭聲 ”設(shè)置女生 “ 聲音 ”設(shè)置嬰兒 “ 哭聲 ”自動播放 “ 哭聲 ”YYNN讀取 、 分析傳感器數(shù)據(jù)改變音量參數(shù)返回 37 件及相關(guān)函數(shù)的頭文件。這時，系統(tǒng)需要隨時 對外部信號進行監(jiān)測，一旦傳感器數(shù)據(jù)滿足設(shè)定條件， “ 出氣寶寶 ” 便要 發(fā)出相應(yīng)的 “ 哭聲 ” 。因為 P_ADC_MUX_Data 單元讀出的 10 位數(shù)據(jù)放在 b15～ b6，所以向中間變量保存數(shù)據(jù)時，須右移 6 位，以得到正確的值。完成了 IOA 口的定義，我們便為之 后 A/D轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計做好了準(zhǔn)備。在出現(xiàn)的對話框中，選擇壓縮后的存儲路徑和名稱，并選擇壓縮算法和數(shù)據(jù)率 (這里選擇 A2021)，點擊 “ 壓縮 ” 。 如果語音屬性不是 8k， 16 位，單聲道，可以用 Windows 自帶的的錄音機軟件去處理。凌陽 SACM_A2021 壓縮算法的語音播放要經(jīng)過一個語音播放初始化，即初始化為自動方式或者手動方式，取數(shù)據(jù)，填充語音隊列 (或者是解壓縮隊列 )，解壓縮，輸出播放的過程。 SACM_A2021_Stop(void)，用于停止播放 SACM_A2021 語音或樂曲。 SACM_A2021_Play(int Speech_Index,int Channel, int Ramp_Set)，用于播放資源中 SACM_A2021 語音或樂曲。 圖 33 單片機對語音處理過程 存儲喇叭麥克風(fēng) A / D 轉(zhuǎn)換 編解碼處理 D / A 轉(zhuǎn)換 30 然而，通過前面介紹我們知道麥克風(fēng)輸入所生成的 WAVE 文件，其占用的存儲空間很大，對于單片機來說想要存儲大量的信息顯然是不可能的，而凌陽的 SPCE061A 提出了解決的方法，即 SACMLIB，該庫將 A/D、編碼、解碼、存儲及 D/A 作成相應(yīng)的模塊，對于每個模塊都有其應(yīng)用程序接口 API，所以您只需了解每個模塊所要實現(xiàn)的功能及其參數(shù)的內(nèi)容，然后調(diào)用該 API函數(shù)即可實現(xiàn)該功能，例如在程序中插入語音提示，或連續(xù)播放一段語音或音樂，也可以根據(jù)自己需要的空間或使用范圍 選擇適合自己的算法如表 41所示 [12]。 61 板的開發(fā)是通過下載線 (EZ_PROBE)或在線調(diào)試器 (PROBE)實現(xiàn)的。 在集成開發(fā)環(huán)境 IDE 中，可以非常方便將編寫好的程序，通過 61板配套的下載線下載到 61 板上進行在線調(diào)試。這都為下一章的軟件編程打下了基礎(chǔ)。傳感器電路的設(shè)計，并不是本次系統(tǒng)設(shè)計的重點。 圖 27 為 MMA7260QT 三軸加速度傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)簡圖。通常 DAC 的最大輸出電流和 AVdd 成正比。 24 P_DAC1(讀 /寫 )(7017H)。 DAC 的直流電壓必須保證平穩(wěn)地變化。注意，讀取 P_ADC_LINEIN_Data(讀 )(702CH)單元的值會再次觸發(fā) A/D 23 轉(zhuǎn)換。 MIC_In 通道 A/D 轉(zhuǎn)換擁有多種的觸發(fā)方式，可通過設(shè)置 P_DAC_Ctrl (寫 )(702AH)單元的第 3和 4位來切換。 VEXTREF＝ 1 時，VEXTREF 引腳被啟用，這時，必須輸入外部電壓到該引腳，作為 Line_In 通道的最大電壓。 表 27 P_ADC_MUX_Ctrl 單元 b15 b14 b13b3 b2 b1 b0 控制功能描述 RDY FailB Channel_sel 0 10 位模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換未完成 1 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換完成 0 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換失敗 (預(yù)設(shè) ) 1 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換成功 0 0 0 模擬電壓信號經(jīng)由 MIC_IN 輸入 0 0 1 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN1 輸入 0 1 0 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN2 輸入 0 1 1 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN3 輸入 21 1 0 0 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN4 輸入 1 0 1 模擬電壓信號 經(jīng)由 LINE_IN5 輸入 1 1 0 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN6 輸入 1 1 1 模擬電壓信號經(jīng)由 LINE_IN7 輸入 ADC 的多路 LINE_IN 輸入是與 IOA[0～ 6]共享，如表 28 所示： 表 28 LINE_IN 與 IOA 共享的對應(yīng)關(guān)系 IOA6 IOA5 IOA4 IOA3 IOA2 IOA1 IOA0 LIN_IN 7 LIN_IN 6 LIN_IN 5 LIN_IN 4 LIN_IN 3 LIN_IN 2 LIN_IN 1 P_ADC_MUX_Data(讀 )(702CH)。 P_ADC 單元 (如表 32所示 )儲存 MIC 輸入的 A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 當(dāng) 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換完成時， RDY 會被設(shè) 1。 DAC_OUT的設(shè)置可改變 DAC 輸出的功率。 18 進入睡眠狀 態(tài)后， ADC 被關(guān)閉 (包括 AGC 和 VMIC)。只有當(dāng)目前的 AD 轉(zhuǎn)換完成后，才能切換通道。如果用戶指定的參考電壓源的值不超過 AVdd，它還可以被當(dāng)作 ADC 的最高參考電壓。 SPCE061A 的 A/D 轉(zhuǎn)換范圍是整個輸入范圍。在端口位的輸出狀態(tài)下則決定其輸出是反相的還是同相的； 0 為反相輸出， 1則為同相輸出。 Dir 位決定了端口位的輸入 /輸出方向：即 0為輸入， 1 為輸出。但對輸入而言，P_IOA_Data讀的是 IO的值， P_IOA_Buffer讀的是 buffer內(nèi)的值。 A端口的數(shù)據(jù)單元，用于向 A口寫入或從A 端口讀出數(shù)據(jù)。 SPCE061A 提供了位控制結(jié)構(gòu)的 I/O 端口，每個獨立的位用于數(shù)據(jù)輸入還是輸出，可通過以下 3 種控制向量來作設(shè)定：數(shù)據(jù)向量 Data、屬性向量Attribution、方向控制向量 Direction。輸入端口負責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。其他的引腳，如加速度選擇、睡眠模式等可作為本系統(tǒng)的優(yōu)化方向進行考慮，我們在現(xiàn)階段的電路圖連接與分析中不做顯示。整個系統(tǒng)基本上主要由傳感器模塊、 61 板兩部分組成。 MMA7260QT 三軸加速度傳感器可以在四種不同靈敏度之間進行選擇。如圖 22中的 RESET 按鍵。對應(yīng)的引腳中 1 36和 7 必須為 ，對于 I/O 端口的電壓 5 5 75 可以為 也可以是 5V，這兩種電平的選擇通過跳線 J5 來選擇。正如我們在前面介紹的 61 板具有強大的語音處理功能，如圖 22所示， X1 是語音的 MIC 輸入端，自帶自動增益 (AGC)控制， 9 J3 是語音輸出接口，一個 2pin 的插針外接喇叭，由 DAC 輸出引腳 21 或 2經(jīng)語音集成放大器 SPY0030A 放大， 然后輸出， SPY0030A 是凌陽的一款芯片，功能相當(dāng)于 LM386， 但是比 LM386 音質(zhì)好，它可以工作在 ～ 范圍內(nèi)，最大輸出功率可達 700mW。圖 22中顯示了 61 板上的各個接口分布。對于本設(shè)計來說，能夠較為精確地出反映 “ 出氣寶寶 ” 受擊打力后的運動情況。軟件設(shè)計包括 I/O 輸入的初始化、 AD 轉(zhuǎn)換的初始化、傳感器輸入數(shù)據(jù)的處理、聲音播放函數(shù)的編寫、音頻的壓縮與調(diào)用等。又由慣性定理可知： A(加速度 )=F(慣性力 )/M(質(zhì)量 )。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力。而且它還有I/0 口功能豐富、集成 度高、體積小、可靠性好、功耗低且性能價格比高等特點。39。 基于 SPCE061A 的 “ 出氣寶寶 ” 系統(tǒng)設(shè)計，可以看作是一款智能玩具的開發(fā)。外力信息的采集與轉(zhuǎn)化需要通過設(shè)計加速度傳感器模塊來實現(xiàn)。因此，設(shè)計情緒調(diào)節(jié)類的玩具，也便在智能化方向上 出現(xiàn)了創(chuàng)新的空間，昭示了很廣闊的市場前景。當(dāng)人們承受著巨大的精神壓力時，可以用合理的方式把這種壓力表達釋放出來。而近年來，由于生活、工作、學(xué)習(xí)的節(jié)奏加快，人們往往承受著巨大的壓力。外部的“擊打”會使傳感器輸出模擬電壓信號。 整個系統(tǒng)主要由 SPCE061A 開發(fā)板 與加速度傳感器兩大模塊來實現(xiàn)。多年前，不健康的成長環(huán)境、先天的生理缺陷等情況就一直是心理問題的主要成因。其中，情緒的舒緩與疏導(dǎo)顯得尤 為重要。通觀整個情緒調(diào)節(jié)類玩具的市場，其中依靠芯片控制的智能玩具的開發(fā)尚屬少數(shù)。 為了達到使用戶發(fā)泄情緒的目的，本系統(tǒng)需要檢測、讀取外部的打擊力，并根據(jù)該打擊力的大小發(fā)出對應(yīng)音量的 “ 哭聲 ” 。這樣的設(shè)計，無疑更增加 3 了產(chǎn)品的趣味性與娛樂效果，從而更好的實現(xiàn)了調(diào)節(jié)情緒的目的。 它的 CPU 內(nèi)核采用最新推出的 Microcontroller and Signal Processor16 位微處理器 (以下簡稱 181。其匯編指令近似 C語言，具有較高的 C語言編程效率。 加速度傳感器是一種能 夠測量加速力的電子設(shè)備。由于加速度造成的晶體變形會產(chǎn)生電壓，只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。硬件設(shè)計包括外部電路的設(shè)計與連接 、單片機的 I/O 口設(shè)計、 AD 轉(zhuǎn)換設(shè)計、音頻設(shè)計、傳感器電路等。 MMA7260QT 三軸小量程加速傳感器是檢測物件運動和方向的傳感器，它根據(jù)物件運動和方向改變輸出信號的電壓值。 供電電路 PLL 鎖相環(huán)外部電路 *Power Power電源指示燈 *Sleep Sleep睡眠指示燈 K4 復(fù)位按鍵 RESET 復(fù)位電路 S5 EZ_PEOBE 和 PROBE 切換的 3pin 單排針 PROBE 在線調(diào)試器串行 5pin EZ_PROBE 下載線的 5pin 接口 J3 2pin 喇叭插針 MIC 麥克風(fēng)輸入電路 DAC 一路音頻輸出電路 VRT A/D 轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口 OSC 32768 晶振電路 K1K3 擴展的按鍵：接IOA0IOA2 R/C 其它外圍電阻電容 8 SPCE061A 61 板核心： 16 位微處理器 PORTA/B 32 個 I/O 口 61 板的核心是凌陽 16 位單片機 SPCE061A，封裝形式為 PLCC84，具有豐富的功能引腳。 圖 22 SPCE061A 的接口 音頻輸入 /輸出接口。所以，在板子上具有兩種工作電壓： 5V 和 。復(fù)位是對 61板內(nèi)部的硬件初始化， 61 板本身具有上電復(fù)位功能，即通電就自動復(fù)位，另外，還具有外部復(fù)位電路，即在引腳 6上外加一個低電平就可令其復(fù)位。各個接口的定義如下：引腳 Z表示 z 軸方向電壓輸出；引腳 Y表示 y 軸方向電壓輸出；引腳 X 表示 x 軸方向電壓輸出；S S2 表示傳感器靈敏度選擇信號； 引腳表示輸入電壓，同時可以接到單片機 AD參考電壓端； 5V引腳表示電源輸入； GND 引腳表示接地； SL引腳表示傳感器休眠與否選擇，如果不接，默認(rèn)為工作狀態(tài) [6]。 表 22 加速度選擇引腳說明 S1 S2 加速度選擇范圍 靈敏度 0 0 800 mV/g 0 1 2g 600 mV/g 1 0 4g 300 mV/g 1 1 6g 200 mV/g 系統(tǒng)電路的連接 圖 24 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 選擇好了設(shè)計中所用原器件，了解了其大致性能，下面我們將討論整個系統(tǒng)外部電路的連接。而對于加速度傳感器模塊來說，本設(shè)計基本功能的實現(xiàn)只需要 X 軸、 Y 軸、 Z 軸、電源、接地五個引腳。 輸入 /輸出控制單元設(shè)計 輸入 /輸出接口 (也可簡稱為 I/O 端口 )是單片機與外設(shè)交換信息的通道。本次設(shè)計中選用 A 口作為輸入口 [7]。 P_IOA_Data(讀 /寫 )(7000H)。 對輸出而言， P_IOA_Data 與 P_IOA_Buffer 是一樣的。 A 端口的方向向量單元，用于用來設(shè)置 A口是輸入還是輸出，該方向控制向量寄存器可以寫入或從該寄存器內(nèi)讀出方向控制向量。 _Attrib位決定了在端口位的輸入狀態(tài)下是為懸浮式輸入還是非懸浮式輸入：即 0為帶上拉或下拉電阻式輸入，而 1 則為懸浮式輸入。其余 7個通道(Line_In)和 IOA[0～ 6]引腳共享，可以將輸入的模擬信號 (如電壓信號 )轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。此反饋回路把 ADC 的最高參考電壓設(shè)置為 2V。工作時，如果 MIC_In通道和 Line_In 通道都處于直接工作模式，程序會檢查 P_ADC_Ctrl 的第 15位。然而，在選擇 Line_In 通道后，只有在讀取 P_ADC_LINE IN_Data(讀 )(702CH)單元的內(nèi)容后，才執(zhí)行A/D 轉(zhuǎn)換，且不能使用定時器鎖存數(shù)據(jù)。最大輸出電流可為 2mA 或是默認(rèn)的值 3mA。這個逐次逼近的過程一直會延續(xù)到 10 位中的所有位都被測試之后， A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果便會保存在 SAR 內(nèi)。 P_ADC(讀 /寫 )(7014H)。 表 25為電壓控制部分， 26 為數(shù)模轉(zhuǎn)換部分 表 25 P_ADC_Ctrl 單元 (電壓控制部分 ) b8 b7 b6 b2 控