【正文】 首先，我要感謝河南理工大學(xué)，感謝經(jīng)管系對我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識，感謝各位老師在這四年里對我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。(1) 連接好整個系統(tǒng)，打開電源，以適度的力去搖晃加速度傳感器模塊，以模擬對“出氣寶寶”擊打造成的運動效果，這時“出氣寶寶”開始發(fā)出“哭聲”。本設(shè)計擬采用SPCE061A開發(fā)板控制加速度傳感器實現(xiàn)一個“出氣寶寶”系統(tǒng)，在人們發(fā)泄情緒打擊“出氣寶寶”的時候，根據(jù)打擊力度發(fā)出對應(yīng)的“哭聲”。一開始，需要定義兩個變量，data與key_uiSndIndex。Rebuild All，如果沒有錯誤，下載程序到實驗儀。這一步的目的是使資源文件與程序建立聯(lián)系。系統(tǒng)工作的流程框圖如下：圖36 主程序流程框圖接下來將對程序設(shè)計的步驟做具體的說明。 A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計根據(jù)本設(shè)計的需求，在P_ADC_MUX_Ctrl控制單元中，只有一位需要進(jìn)行設(shè)置。處理方法如下：打開錄音機，點擊[屬性]選項，打開屬性對話框。SACM_A2000_Volume(Volume_Index)，用于在播放SACM_A2000語音或樂曲時改變主音量。表31 SACMlib庫中模塊及其算法類型模塊名稱（ModelIndex）語音壓縮編碼率類型資料采樣率SACM_A200016Kbit/s，20Kbit/s，24Kbit/s16KHzSACM_S480/S720，16KHzSACM_S24024KHzSACM_MS01音樂合成（16Kbits/s，20Kbits/s，24Kbits/s）16KHzSACM_DVR（A2000）16Kbit/s的資料率，8K的采樣率，用于ADC 通道錄音功能16KHz 語音自動播放函數(shù)設(shè)計在上面的算法介紹中可以看到SACM_A2000壓縮算法壓縮比較小(8：1)，所以具有高質(zhì)量、高碼率的特點，適用于高保真音樂和語音。圖31 61板的開發(fā)方式簡易開發(fā)如圖31中的①：61板＋下載線＋PC機。這里只是基于引腳功能做簡單了解，避免在外圍電路連接時發(fā)生錯誤。DAC的最大輸出電流范圍是“正常電流值177。否則會由于電壓的突變引起揚聲器產(chǎn)生雜音。而Line_In通道的A/D轉(zhuǎn)換只能通過讀取P_ADC_LINEI _Data(讀)(702CH)單元的數(shù)據(jù)來觸發(fā)。P_ADC_MUX_Data單元用于讀出LINE_IN[1～7]10位ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，如表29所示：表29 LINE_IN的10位ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)分布b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0下面介紹LINE_IN模式的ADC操作。此時，用戶通過讀取P_ADC (7014H)或P_ADC_MUX_Data(702CH)單元可以獲得10位的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。注意，供電復(fù)位后不論ADC是否被啟用，VMIC信號都預(yù)設(shè)為ON。在ADC內(nèi)，由DAC0和逐次逼近寄存器SAR組成逐次逼近式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)。_Data位在端口位的輸入狀態(tài)下被寫入時，與_Attrib字節(jié)合在一起形成輸入方式的控制字00、011，以決定輸入端口是帶喚醒功能的上拉電阻式、下拉電阻式或懸浮式以及不帶喚醒功能的懸浮式輸入。假設(shè)IOA[0]作為輸出，并去接LED陽極(LED陰極接地)。每3個對應(yīng)的控制向量組合在一起，形成一個控制字，用來定義相對應(yīng)I/O端口位的輸入輸出狀態(tài)和方式。把插線的另一端與加速度傳感器的上述五個引腳相連接。根據(jù)在引腳S1和引腳S2上的邏輯輸入，裝置的內(nèi)部增益將會發(fā)生變化，2g，4g或6g四種不同的靈敏度下進(jìn)行工作。61板的供電電源系統(tǒng)采用用戶多種選擇方式：。其中輸入/輸出(I/O)接口、音頻輸入/輸出接口等在實驗設(shè)計中經(jīng)常用到。本文的結(jié)構(gòu)主要安排為三章，具體內(nèi)容分布如下：第一章：緒論，闡述課題的開發(fā)背景，提出該課題的研究依據(jù)和意義；介紹了SPCE061A與單片機的發(fā)展現(xiàn)狀；內(nèi)容概述對整篇論文起提綱挈領(lǐng)。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。nSP?)通用核結(jié)構(gòu)。我們把SPCE061A開發(fā)板作為本次設(shè)計的核心部分。情緒的釋放有多種方式，比如說找人談話、培養(yǎng)樂觀生活態(tài)度等。61板通過I/O接口讀入信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換和程序處理，提取出能表征外部運動程度的量，并以此控制音頻函數(shù)中的音量指數(shù)，改變揚聲器的“哭聲”大小。關(guān)鍵詞：SPCE061A；加速度傳感器；I/O接口；A/D轉(zhuǎn)換；音頻AbstractWith the fast pace of modern life and work, people are often under huge design uses SPCE061A development board to control acceleration sensor to realize a venting baby system. When the emotional outburst people strike venting baby, the system could give out corresponding cries according to the degree of blow. So, people express their aggressiveness in reasonable way to realize psychological adjustment.The system mainly consists of SPCE061A development board module and acceleration sensor module. External strike will make sensor output analog signal. 61 board reads signals through the I/O interface, and extracts a value which can characterize the amount of movement level outside after A/D conversion and process. Then the value could control the volume index of audio function to change the sound size of the cries.The design of the System can roughly content of hardware design and software design. The hardware design includes outer circuit design and shoud also understand the performance of I/O port, A/D conversion and audio output. Software design includes automatic sound function, sound files pressed and connection, I/O interface and A/D conversion, main program function, etc.Through the entire system missioning, shaking sensors, speaker gives out cries, and the volumeare positively related to the intensity of movement. Then we realize the basic function of the system.Keywords： SPCE061A；acceleration sensor；I/O interface；A/D conversion；audio第1章 緒論 課題背景隨著時代的進(jìn)步，人們自我認(rèn)知水平的不斷提高，心理問題逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。比如說，有的是基于一些常見的物理學(xué)現(xiàn)象，有的則純粹以外觀設(shè)計取勝。而廣義的“哭聲”又可以理解為一段音樂或者幽默的語句。nSP?系列運用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面很便利，內(nèi)嵌32K字的閃存(FLASH)，能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。 本系統(tǒng)設(shè)計所采用的MMA7260QT三軸加速度傳感器就是利用了壓電效應(yīng)的原理。61板是SPCE061A EMU BOARD的簡稱，是以凌陽16位單片機SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，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(fù)位電路等，采用電池供電。而且該I/O口是可編程的，即可以設(shè)置為輸入或輸出：設(shè)置為輸入時，分為懸浮輸入或非懸浮輸入，非懸浮輸入又可以設(shè)置為上拉輸入或是下拉輸入；在5V情況下，上拉電阻為150K，下拉電阻為110K；設(shè)置為輸出時，可以選擇同相輸出或者反相輸出。外部復(fù)位。S1和S2兩個引腳可以被空置，(800mV/g)。以下將對本次設(shè)計中應(yīng)用到的輸入/輸出接口、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、凌陽音頻等部分做重點的知識介紹與設(shè)計說明。下面就各個控制單元的功能實現(xiàn)作簡要說明。P_IOA_Dir(讀/寫)(7002H)。 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)計SPCE061A有8個10位ADC通道，其中一個通道(MIC_In)用于語音輸入，模擬信號經(jīng)過自動增益控制器和放大器放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。通道包括MIC_In和Line_In兩種。P_ADC_Ctrl(寫)(7015H)單元的第5位DAC_OUT，可用來選擇兩通道音頻DAC的最大輸出。放大器的增益值可由外部線路來調(diào)整，因此AGC可以控制MIC_In輸入信號的值在一定的范圍內(nèi)[8]。通過設(shè)置P_ADC_Ctrl(寫)(7015H)單元的第7位VEXTREF，可以決定Line_In通道輸入的最大電壓值。采用Line_In通道A/D轉(zhuǎn)換時，通過讀P_ADC_LINEIN_Data(讀)單元的值，便可開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換操作，同時，P_ADC_MUX_Ctrl單元的第15位RDY被清除為0。表210 DAC2單元b15 – b6b5 – b0DA2_Data(讀/寫)P_DAC2(寫)：通過此單元直接寫入10位數(shù)據(jù)到10位寄存器DAR2，來鎖存DAC2的輸入數(shù)值(無符號數(shù))。在下面的一節(jié)中，我們將涉及到加速度傳感器單元的硬件設(shè)計部分。其中，傳感器模塊本身的實現(xiàn)需用貼片焊接技術(shù)。這種開發(fā)方式方便自己開發(fā)或產(chǎn)品研發(fā)過程使用，能夠?qū)崟r在線仿真、調(diào)試和下載程序。該函數(shù)用于對定時器、中斷和DAC等的初始化[13]。凌陽SACM_A2000壓縮算法有兩種語音播放方式：自動方式和手動方式。在出現(xiàn)的界面中可以壓縮單個文件，也可以壓縮多個文件，根據(jù)本設(shè)計的需要，點擊“壓縮單個文件”。由于P_ADC_MUX_Ctrl單元每次只能選擇7路通道中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，因此我們要對傳感器輸出的三路數(shù)據(jù)依次進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過中間變量保存每路數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換值[15]。我們可以從凌陽實驗儀指導(dǎo)書范例代碼\、(也可從凌陽網(wǎng)站下載得到)，并把這些文件拷貝到工程文件夾下。需要注意在打開的Setting對話框中，左邊的樹形圖中選擇最上面的工程根目錄。同時，在這里還需要定義一個全局變量volume_index(音量指數(shù))。我門把能表征傳感器輸出電壓的數(shù)據(jù)data，大致分為7段，而volume_index也相應(yīng)的分為7段，與data建立對應(yīng)關(guān)系。再對數(shù)模轉(zhuǎn)換進(jìn)行設(shè)置后，能夠把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。這時，“出氣寶寶”發(fā)出較上次更小的“哭聲”。在這里，要感謝所有這些同學(xué)的幫助，祝他們學(xué)業(yè)有成，前程似錦！最后，我還要向所有曾經(jīng)幫助過我的同學(xué)和朋友們致敬。雖然系統(tǒng)在設(shè)計上存在一定缺陷，但基本功能的實現(xiàn)仍然使產(chǎn)品的開發(fā)看到了一定的市場前景。外界任何輸入信息的處理數(shù)值都能落在這7個數(shù)據(jù)段的一個之中。 本章小結(jié)本章介紹系統(tǒng)設(shè)計的軟件部分，主要分為軟件系統(tǒng)的開發(fā)、音頻的設(shè)計、I/O口與A/D轉(zhuǎn)換的定義、主程序設(shè)計四方面的內(nèi)容。函數(shù)Data_Deal()是對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的函數(shù)。接著。從凌陽實驗儀指導(dǎo)書范例代碼\，拷貝到工程文件夾下。通過以上的設(shè)計，三路加速度傳感器中的數(shù)據(jù)便能讀入單片機了。 I/O接口及A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計 I/O接口設(shè)計本設(shè)計中，采用IOA[0～2]作為輸入端口以傳送傳感器X、Y、Z三個方向上的數(shù)據(jù)。在程序中，經(jīng)自動播放函數(shù)的調(diào)用而“發(fā)聲”。SACM_A2000的數(shù)據(jù)率有16Kbps、20Kbps和24Kbps三種，可以在同一模塊的幾種算法中自動選擇一種。EZ_PROBE和PROBE不同的是在IDE集成開發(fā)環(huán)境下需要選擇當(dāng)前是使用哪一種方式進(jìn)行調(diào)試，具體操作見圖32，其中PROBE共有三種選擇方式：采用自動方式調(diào)試可選Auto；采用PROBE調(diào)試選PRINTER_PROBE；采用圖32 在線調(diào)試方式選擇EZ_PROBE調(diào)試可選EZ_PROBE即可。此工具在Windows環(huán)境下操作，支持標(biāo)準(zhǔn)C語言和匯編語言，集編譯、編程、鏈接、調(diào)試和仿真于一體，應(yīng)用方便簡單易學(xué)。圖28 傳感器外圍電路圖因為傳感器芯片的面積較小，外部擴展的電路只能進(jìn)行貼片焊接。P_DAC1 (讀)：從DAR1內(nèi)讀出10位數(shù)據(jù)。如果DAC的輸出數(shù)據(jù)被處理成PCM數(shù)據(jù)，必須讓DAC輸出數(shù)據(jù)的直流電位保持為0x8000，且僅有高10位的數(shù)據(jù)有作用。SPCE提供了一個內(nèi)置的2V電壓源(通過設(shè)置P_ADC_Ctrl(寫)(7015H)單元的第8位V2VREFB＝0來啟用)，它可以被連接到VEXTREF引腳，作為Line_In通道的最大參考電壓。P_ADC_Ctrl(讀/寫)(7015H)。這時DAC0輸出電壓VDAC0為1/2最大值，用來與輸入電壓Vin進(jìn)行比較。用戶可通過讀取P_ADC_LINEIN_