【文章內(nèi)容簡介】 PCE061A 簡介 性能 SPCE061A 是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價比很高的一款十六位單片機 ，其主要性能如下： 16 位 μ39。nSP微處理器； 工作電壓：內(nèi)核工作電壓 VDD 為 ~(CPU)， IO 口工作電壓 VDDH 為VDD~(I/O)； CPU時鐘： ~； 內(nèi)置 2K 字 SRAM； 內(nèi)置 32K 閃存 ROM； 可編程音頻處理； 晶體 振蕩器 ； 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下 (時鐘處于停止狀態(tài) )，耗電小于 ； 2 個 16 位可編程定時器 /計數(shù)器 (可自動預(yù)置初始計數(shù)值 )； 2 個 10 位 DAC(數(shù) 模轉(zhuǎn)換 )輸出通道； 9 32 位通用可編程輸入 /輸出端口； 14 個中斷源可來自定時器 A / B，時基， 2 個外部時鐘源輸入， 鍵喚醒； 具備觸鍵喚醒的功能； 使用凌陽音頻編碼 SACM_S240 方式 ( 位 /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)時鐘信號； 32768Hz 實時時鐘； 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 放大器 和自動增益控制 (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 (LVD)功能； 內(nèi)置在線仿真 (ICE， In Circuit Emulator)接口。 另外 ， 凌陽十六位單片機具有易學(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。 它的較高的處理速度使 μ’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。 在此環(huán)境中， 不僅可以 支持標準 C 語言 和匯編語言 ，可以實現(xiàn) C 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用為軟件開發(fā)提供了方便的條件。 結(jié)構(gòu)概覽 SPCE061A 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如下圖 ： 10 圖 SPCE061A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 芯片的引腳排列和說明 SPCE061A 共有 84 個引腳，封裝形式為 PLCC84；管腳排列圖如圖 所示。 圖 管腳排列圖 PLCC84 封裝 11 SPCE061A 的 各個管腳介紹如表 所示： 表 管腳名稱 號 類型 描述 IOA[15:8] 46~39 輸入輸出 IOA[15:8]：雙向 IO端口 IOA[7:0] 34~27 輸入輸出 IOA[7:0]： 通過編程，可設(shè)置成喚醒管腳 IOA[6:0]：與 ADC Line_In輸入共用 IOB[15:1] 50~54 輸入輸出 IOB[15:11] ：雙向 IO端口。 IOB10 57 輸入輸出 IOB10：通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳 Tx IOB9 58 輸入輸出 IOB9： TimerB脈寬調(diào)制輸 出管腳 BPWMO IOB8 59 輸入輸出 IOB8： TimerA脈寬調(diào)制輸出管腳 APWMO IOB7 60 輸入輸出 IOB7：通用異步串行數(shù)據(jù)接收管腳 Rx IOB6 61 輸入輸出 IOB6：雙向 IO端口 IOB5 62 輸入輸出 IOB5：外部中斷源 EXT2的反饋管腳 IOB4 63 輸入輸出 IOB4：外部中斷源 EXT1的反饋管腳 IOB3 64 輸入輸出 IOB3：外部中斷源 EXT2 IOB2 65 輸入輸出 IOB2：外部中斷源 EXT1 DAC1 12 輸出 DAC1數(shù)據(jù)輸出管 腳 DAC2 13 輸出 DAC2 數(shù)據(jù)輸出管腳 X32I 2 輸入 32768Hz晶振輸入管腳 X32O 1 輸出 32768Hz晶振輸出管腳 VCOIN 70 輸入 PLL的 RC濾波器連接管腳 AGC 16 輸入 AGC的控制管腳 MICN 19 輸入 麥克風負向輸入管腳 MICP 21 輸入 麥克風正向輸入管腳 V2VREF 14 輸出 電壓源 5mA的驅(qū)動電流，可用作外部 ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓，不可作為電壓源 使用 MICOUT 18 輸出 麥克風 1階放大器輸出管腳，管腳外接電阻決定 AGC增益倍數(shù) OPI 17 輸入 麥克風 2階放大器輸入管腳 VEXTRF 23 輸入 ADC Line_In通道的最高參考輸入電壓管腳 VMIC 25 輸出 麥克風電源 VADREF 22 輸出 AD參考電壓 (由內(nèi)部 ADC產(chǎn)生 ) VDD 5,69 輸入 邏輯電源的正向電壓 12 VSS 10,26,71 輸入 邏輯電源和 IO口的參考地 VDDIO 37,38,56 輸入 IO端口的正向電壓管腳 VSSIO 35,36,48 輸入 IO端口的參考地 AVDD 24 輸入 模擬電路（ A/D、 D/A和 2V穩(wěn)壓源）正向電壓 AVSS 15 輸入 模擬電路（ A/D、 D/A和 2V穩(wěn)壓源）參考地 RESET 68 輸入 低電平有效的復(fù)位管腳 SLEEP 49 輸出 睡眠模式 (高電平激活 ) ICE 7 輸入 激活 ICE(高電平激 ICECLK 8 輸入 ICE串行接口時鐘管腳 ICESDA 9 輸入輸出 ICE串行接口數(shù)據(jù)管腳 TEST 3 輸入 測試模式時接高電平，正常模式時接地GND或懸浮 ROMT 47 輸入 測試閃爍存儲器，正常模式時懸浮 N/C 55 輸入 正常使用時接地 N/C 4 輸入 正常使用時接地 N/C 6 輸入 正常使用時接地 PFUSE,PVIN 20,11 輸入 程序保密設(shè)定腳。用戶慎重使用。 SPCE061A 的輸入 /輸出接口 輸入 /輸出接口（簡稱為 I/O 口）是單片機與外設(shè)交換信息的通道。輸入端口負責從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。輸出端口負責向外界傳送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等。 u’ nSP? 內(nèi)有并行和串行兩種方式的 I/O 口。并行口線路成本較高，但是傳輸速率也較高；與并行口相比，串行端口的傳輸速率較低但可以節(jié)省大量的線路成本。 SPCE061A 有兩個 16 位的通用并行口： A口和 B 口。這兩個端口的每一位都可通過編程單獨定義成輸入或輸出口。 SPCE061A 提供了 32 位控制結(jié)構(gòu)的 I/O 端口，每一位都可以單獨用于數(shù)據(jù)輸入或輸出。每個獨立的位可通過以下 3 種控制向量來作設(shè)定： I/O 數(shù)據(jù)向量 Data I/O 方向向量 Direction I/O 方式向量 Attribution 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。例如，假設(shè)需 要 I/O 口是帶 下拉輸入引腳，則相對應(yīng)的 Data、Attribution 和 Direction 的值均被設(shè)為 ―0‖。如果需要 I/O 口 是帶喚醒功能的懸浮式輸入引腳，則 Data、 Attribution 和 Direction 的值被設(shè)為 ―010‖。與其它的單片機相比， SPCE061A除了每個 I/O 口可以單獨定義其狀態(tài)外，每個對應(yīng)狀態(tài)下的 I/O 口是 端口性質(zhì)電路都是13 內(nèi)置的，在實際的電路中不需要再外接。例：設(shè) I/O 口為帶下拉電阻的輸入端口，在連接硬件時不用再外接下拉電 路。 A 口和 B 口的 Data、 Attribution 和 Direction 的設(shè)定值均在不同的寄存器里，用戶在進行 端口設(shè)置時要特別注意這一點。 I/O 端口的組合控制設(shè)置如表 所示： 表 I/O端口的組合控制設(shè)置 SPCE061A 精簡開發(fā)板 1） SPCE061A 精簡開發(fā)板（簡稱 61 板） 實物圖如 所示。它 是以凌陽 16 位單片機 SPCE061A 為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，大小相當于一張撲克牌，是 凌陽科技大學(xué)計劃 專為大學(xué)生、 電子 愛好者等進行電子實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子制作及電子競賽所設(shè)計的，也可作為單片機項目初期研發(fā)使用。 61 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，方便學(xué)生隨身攜帶！使學(xué)生在掌握軟件的同時，熟悉單片機硬件的設(shè)計制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，也為單片機學(xué)習者和開發(fā)者創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習條件和開發(fā)新產(chǎn)品的機會！ 61板上有調(diào)試器接口（ Probe 接口）以及下載線（ EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合 unSP IDE，可方便地在板上實現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。 主要模塊有16 電源輸入模塊； 音頻電路（包含 MIC 輸入、 DAC 音頻功放輸出）模塊； 按鍵模塊； I/O 端口接口 模塊； 調(diào)試、下載接口模塊； 圖 61 板實物圖 2）開發(fā)方法 SPCE061A 的開發(fā)是通過在線調(diào)試器 PROBE 實現(xiàn)的。它既是一個編程器（即程序燒寫器），又是一個實時在線調(diào)試器 。用它可以替代在單片機應(yīng)用項目的開發(fā)過程中常用的軟件工具 —— 硬件在線實時仿真器和程序燒寫器。它利用了 SPCE061A 片內(nèi)置的在線仿真電路 ICE（ In Circuit Emulator）接口和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。 PROBE工作于凌陽 IDE 集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其芯片的仿真頭直接連接到目標電路板上SPCE061A 相應(yīng)管腳，直接在目標電路板上的 CPUSPCE061A 調(diào)試、運行用戶編制的程序。 PROBE 的另一頭是標準 25 針打印機接口，直接連接到計算機打印口與上位機通訊，在計算機 IDE 集成開發(fā)環(huán)境軟件 包下，完成在線調(diào)試功能。計算機、 PROBE、用戶目標板三者之間的連接示意圖，如圖 和圖 所示。 17 圖 Pc機、 probe以及目標板 圖 實物連接圖18 第 3 章 模糊控制在全自動洗衣機中的應(yīng)用研究 3． 1 模糊控制的基本知識 在傳統(tǒng)的控制領(lǐng)域里，控制系統(tǒng)動態(tài)模式的精確與否是影響控制優(yōu)劣的 關(guān)鍵，系統(tǒng)動態(tài)的信息越詳細，則越能達到精確控制的目的。然而，對于復(fù)雜 的系統(tǒng)，由于變量太多，往往難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，于是工程師便利用 各種方法來簡化系統(tǒng)動態(tài)，以達成控制的目的， 但卻不盡理想。換言之，傳統(tǒng) 的控制理論對于明確系統(tǒng)有強而有力的控制能力，但對于過于復(fù)雜或難以精確 描述的系統(tǒng)，則顯得無能為力了。因此便嘗試著以模糊數(shù)學(xué)來處理這些控制問題。 自從 Zadeh 發(fā)展出模糊數(shù)學(xué)之后，對于不明確系統(tǒng)的控制有極大的貢獻，自 七 ○年代以后，便有一些實用的模糊控制器相繼的完成，使得我們在控制領(lǐng)域 中又向前邁進了一大步 。 模糊控制涉及 了五個主要部分，即 :定義變量、模糊化、知識庫、邏輯判斷及反 模糊化， 以 下將就每一部分做簡單的說明： (1) 定義變量：也就是決定程序被觀察的狀況及考慮 控制的動作，例如在一般控制問題上，輸入變量有輸出誤差 E與輸出誤差之變化率 CE，而控制變量則為下一個狀態(tài)之輸入 U。其中 E、 CE、 U統(tǒng)稱為模糊變量。 (2) 模糊化（ fuzzify）：將輸入值以適當?shù)谋壤D(zhuǎn)換到論域的數(shù)值，利用口語化變量來描述測量物理量的過程，依適合的語言值（ linguisitc value）求該值相對之隸屬度，此口語化變量我們稱之為模糊子集合（ fuzzy subsets）。 (3) 知識庫：包括數(shù)據(jù)庫（ data base）與規(guī)則庫（ rule base）兩部分，其中數(shù)據(jù)庫是提供處 理模糊數(shù)據(jù)之相關(guān)定義；而規(guī)則庫則藉由一群語言控制規(guī)則描述控制目標和策略。 (4) 邏輯判斷：模仿人類下判斷時的模糊概念，運用模糊邏輯和模糊推論法進行推論，而得到模糊控制訊號。此部分是模糊控制器的精髓所在。 (5) 解模糊化（ defuzzify）：將推論所得到的模糊值轉(zhuǎn)換為明確的控制訊號做為系統(tǒng)的輸入值。 19 模糊控制系統(tǒng) 模糊控制系統(tǒng)是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種非線性系統(tǒng)。模糊控制與經(jīng)典控制的根本區(qū)別在于它并不需要建立被控對象 (或過程 )的精確數(shù)字模型，而是完 全憑人的經(jīng)驗，應(yīng)用了人的思維和邏輯推理方法來“直觀”地進行控制。 模糊控制系統(tǒng)的組成 模糊控制系統(tǒng)主要有以下四個部分組成 : (1)模糊控制器 :它是模糊控制系統(tǒng)的核心，它是以模糊邏輯推理為主要組 成部分，同時又具有模糊化和去模糊化功能的控制器，根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，即可選用系統(tǒng)機，又可選用單板機或單片機 。 (2)輸入 /輸出接口裝置 :通過輸入 /輸出接口從被控對象獲取數(shù)字信號，送 至模糊控制器，并將模糊控制器決策出的輸出數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，送給執(zhí)行機構(gòu)去控制被控對象 。 (3)廣義對