【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)用范圍一般、價(jià)格略高，但能很好的實(shí)現(xiàn)語音 控制；方案三能實(shí)現(xiàn)語音控制，但對繼電器要求較高，不是大眾化設(shè)計(jì)。采用方案二，能實(shí)現(xiàn)控制且可以使整個(gè)設(shè)計(jì)具備系統(tǒng)簡潔，結(jié)構(gòu)清晰，外圍設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)，故采用方案二。 李華 基于語音控制的小車 6 3 SPCE061A 簡介 概述 SPCE061A 是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很 高的一款十六位單片機(jī)，使用它可以非常方便靈活的實(shí)現(xiàn)語音的錄放 ，該芯片擁有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，并且內(nèi)置有自動(dòng)增益電路。這為實(shí)現(xiàn)語音錄入提供了方便的硬件條件。兩路 10 精度的 DAC，只需要外接功放（ SPY0030A）即可完成語音的播放。 另外 ， 凌陽十六位單片機(jī)具有易學(xué)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(biāo)準(zhǔn) C 語言，可以實(shí)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(huì)很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件： SPCE061A 片內(nèi)還集成了一個(gè) ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境， 用戶可以利用它對芯片進(jìn)行真實(shí)的仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口進(jìn)行下載 。 SPCE061A 是一款擁有 2K RAM、 32K Flash、 32 個(gè) I/O 口，并集成了 A/D、 D/A 功能的 16 位微處理器，它還擁有豐富的語音處理功能，為小車的功能擴(kuò)展提供了相當(dāng)大的空間。只要按照該單片機(jī)的要求對其編制程序就可以實(shí)現(xiàn)很多不同的功能。 SPCE061A 是繼 amp。micro。?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(chǔ)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 amp。micro。?nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。 因此，與 SPCE500A 相比，以 amp。micro。?nSP?為核心的 SPCE061A 微控制器是適用于數(shù)字語音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。 SPCE061A 特性 ■ 16位 μ?nSP微處理器； ■ 工作電壓：內(nèi)核工作電壓 VDD為 ~(CPU)， I/O口工作電壓 VDDH為VDD~(I/O)； ■ CPU時(shí)鐘： ~； ■ 內(nèi)置 2K字 SRAM； ■ 內(nèi)置 32K閃存 ROM； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 ■ 可編程音頻處理； ■ 晶 體振蕩器； ■ 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài) )， 耗電小于 ； ■ 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)中斷源可來自定時(shí)器 A/B，時(shí)基， 2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒； ■ 具備觸鍵喚醒的功能； ■ 使用音頻編碼 SACM_S240方式 ( /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(shí)鐘信號； ■ 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 能 和低電壓監(jiān)測 (LVD)功能 ； ■ 內(nèi)置在線仿真板 (ICE， InCircuit Emulator)接口； ■ 具有保密能力； ■ 具有 Watchdog功能（由具體型號決定）。 SPCE061A 的 結(jié)構(gòu) SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖 31所示。圖 31包括單片機(jī)的各個(gè)部分， 16位微控制器 +ICE、Flash、 RAM、鎖相環(huán)振蕩器、 CPU時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘、低電壓監(jiān)測 /低電壓 復(fù)位、雙 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、時(shí)基、中斷控制、 7通道 10位 DAC、單信道 ADC+AGC、雙信道 10位 DAC串行輸入輸出接口、 32管腳通道輸入輸出端口。其中 32管腳通道輸入輸出端口包括 A口（ IOA0~IOA15）和 B口 (IOB0~IOB15)，當(dāng)端口處于不同狀態(tài)時(shí)，作用也不相同，共 32口可 以滿足我們不同的需求，兩個(gè)端口的每一位都可以通過編程單獨(dú)定義成輸 入或輸出端口。 A口的 IOA0~IOA7具有特殊的功能，當(dāng)它用作輸入口時(shí)具有喚醒功能。 u?nSP?的內(nèi)核由總線、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、寄存器組（通用型寄存器 R1~R堆棧指針寄存器 SP、基址指針寄存器 BP、段寄存器 SR、程序計(jì)數(shù)器 PC）、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成。 李華 基于語音控制的小車 8 1 6 位 微 控 制器 μ ?n S P ?+I C EF L A S HR A M鎖 相 環(huán)振 蕩 器C P U 時(shí) 鐘實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘低 電 壓 監(jiān) 測 /低 電 壓 復(fù) 位雙 1 6 位 定 時(shí) 器/ 計(jì) 數(shù) 器 時(shí) 基中 斷 控 制7 通 道 1 0 位 A D C單 通 道A D C + A G C雙 通 道 1 0 位 D A C串 行 輸 入輸 出 接 口3 2 管 腳 通 用 輸 入 輸 出 端 口I C E _ E NI C E _ S C KI C E _ S D AV C PX I / RX OI O A 1 5 0 I O B 1 5 0I O B 0 ( S C K )I O B 1 ( S D A )M I C _ I NA U D 1A U D 2 圖 31 SPCE061A結(jié)構(gòu)圖 Figure 31 SPCE061A structure I O B 41I O B 32I O B 23I O B 14I O B 05X R E S B6V D D7V C P8V S S9NC10NC11O S C 3 2 O12O S C 3 2 I13X T E S T14V D D15X I C E16X I C E C L K17X I C E S D A18V S S19P V IN20D A C 121DAC222VREF223VSS24AGC25OPI26MICOUT27MICN28PFUSE29NC30NC31NC32MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38NC39NC40IOA041IOA142I O A 243I O A 344I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748V S S49V S S50V D D H51V D D H52I O A 853I O A 954I O A 1 055I O A 1 156I O A 1 257I O A 1 358I O A 1 459I O A 1 560X R O M T61V S S62X S L E E P63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PVPP69NC70NC71NC72NC73NC74VDDH75IOB1076IOB977IOB878IOB779IOB680IOB581NC82NC83NC84S P C E 0 6 1 A 圖 32 SPCE061A PLCC84 封裝排列圖 Figure 32 SPCE061A PLCC84 package Pareto 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 芯片的引腳排列和說明 SPCE061A 芯片 有兩種封裝 ：一種為 80 個(gè)引腳， LQFP80 封裝 ；另一 種為 84 個(gè)引腳，PLCC84 封裝形式，它的排列如圖 32 所示。 在 PLCC84 封裝中，有 15 個(gè)空余腳，用戶使用時(shí)這 15 個(gè)空余腳懸浮。在 LQFP80 封裝中有 9 個(gè)空余腳，用戶使用時(shí)這 9 個(gè)空余腳接地。 SPCE061A 系統(tǒng)特性參數(shù) SPCE061A 系統(tǒng)的特性參數(shù)如表 所示 。 表 系統(tǒng)特性參數(shù)表 Table system characteristic parameter table 特性參數(shù) 說明 工作電壓 （ CPU） VDD 為 ，（ I/O） VDDH 為 CPU 工作頻率 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ SRAM） 2k Word SRAM 程序存儲(chǔ)器（ ROM） 32k Word FLASH Rom I/O端口 2 組 16 位可編程輸入 /輸出端口（ IOA150， IOB150） 中斷 14 個(gè)中斷源， FIQ 和 IRQ 兩個(gè)中斷優(yōu)先級， TimerA/B 時(shí)基信號發(fā)生器，外部中斷 喚醒源 IOA70，其他中斷源 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 兩組 16位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，雙通道 PWM輸出 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 7 通道 10 位電壓模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC） 和單通道 10 位聲音模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC） 數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 2 個(gè) 10 位 DAC 輸出通道 UART 1 個(gè)全雙工通用異步串行接口 SIO 1 個(gè)同步串行設(shè)備接口 節(jié)電功能 具備弱振方式和睡眠方式 WatchDog功能 具備清除時(shí)間周期為 的看門狗 其它功能 低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測、保密功能、上電復(fù)位、 觸鍵喚醒、中斷控制、內(nèi)置 ICE 接口等 應(yīng)用領(lǐng)域 李華 基于語音控制的小車 10 ◇ 家用電器控制器：冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)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(dòng)總機(jī)、語音信箱、數(shù)字錄音系統(tǒng)產(chǎn)品 ； ◇ 醫(yī)療設(shè)備、保健器械（電子血壓計(jì)、紅外體溫監(jiān)測儀等） ； ◇ 體育健身產(chǎn)品（跑步機(jī)等） ； ◇ 電子書籍（兒童電子故事書類）、電教設(shè)備等 ； ◇ 語音識(shí)別類產(chǎn)品（語音識(shí)別遙控器、智能語音交互式玩具等） 。 精簡開發(fā)板 —— 61 板 61板是 SPCE061A EMU BOARD的簡稱，是以凌陽 16位單片機(jī) SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實(shí)驗(yàn)板，大小相當(dāng)于一張撲克牌。 61板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、復(fù)位電路、 ICE電 路、音頻電路（含 MIC輸入部分和 DAC音頻輸出部分）等， 61板可以采用電池供電。 SPCE061A精簡開發(fā)板 —61板配有在線調(diào)試功能， 結(jié)合集成開發(fā)環(huán)境不需外界任何仿真、調(diào)試器即可以完成在線編程、仿真、調(diào)試功能。 另外 SPCE061A精簡開發(fā)板 —61板配有在線調(diào)試器、麥克風(fēng)等。 不需外接任何器件即可以完成語音錄放等功能。 61板的硬件結(jié)構(gòu)如圖 33所示， 實(shí)物圖如圖 34所示 。 61板框圖各部分說明 ： ▲ POWER： 5Vamp。； ▲ ? ： Power— 電源指示燈 ， Sleep— 睡眠指示燈； ▲ K4：復(fù)位按鍵； ▲ S5： EZ_PROBE和 PROBE切換的 3PIN單排針； ▲ EZ_PROBE：下載線的 5pin接口； ▲ MIC：麥克風(fēng)輸入電路； ▲ VPT： A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口； ▲ K1~K3：擴(kuò)展的按鍵，接 IOA0~IOA2； ▲ SPCE061A： 61板核心： 16位微處理器； ▲ PLL：鎖相環(huán)外部電路； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 圖 33 61板框圖 Figure 33 61 board diagram 圖 34 61 板實(shí)物圖 Figure 34 61 board real figure ▲ RESET：復(fù)位電路； ▲ PROBE：在線調(diào)試器串行 5pin接口； ▲ J3： 2pin喇叭插針； ▲ DAC：一路音頻輸出電路； 李華 基于語音控制的小車 12 ▲ OSC： 32768Hz晶振電路； ▲ R/C：其它外圍電阻電容； ▲ PORTA/B： 32個(gè) I/O口 。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 語音控制 小車 的