【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 IDE采用 MFC MDI機(jī)制，因此，用戶可以在主界面里同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗口，如圖 。 主界面包括三個(gè)主要窗口：工作區(qū)窗口 (Workspace window)、編輯窗口 (Edit window) 6 和輸出窗口 (Output window)。只需在各窗口內(nèi)單擊鼠標(biāo)左鍵即可把該窗口激活。此外，在主界面上，還提 供工具欄等一些方便用戶操作的工具。 圖 IDE 主界面 Workspace 窗口 ： 在 Workspace 窗口內(nèi)，用戶可查看到當(dāng)前工程所包括的全部文件。 Workspace 窗口由 FileView 和 ResourceView 兩個(gè)視窗組成。單擊 FileView 標(biāo)簽，用戶可以方便瀏覽到工程內(nèi)的各文件。 FileView 視窗用層次圖排列出當(dāng)前工程的所有文件的邏輯關(guān)系。Files 文件夾包含了源程序、程序接口和說(shuō)明硬件配置情況的文件。 Resource 文件夾包括了各種資源文件 (rc)。 Source Files 文件夾用于保存源 文件。 Head Files 文件夾用于保存頭文件。 External Dependencies 文件夾用于保存對(duì)工程的一些標(biāo)注信息。ResourceView 視窗列出當(dāng)前工程用到的所有資源?？梢詥螕粢暣皟?nèi)分支頂部旁邊的＋和－號(hào)展開(kāi)和收縮層次圖。 （ 如圖 ） Workspace 窗口所體現(xiàn)的邏輯位置不是指文件在硬盤(pán)上的物理位置，而是指一種邏輯從屬關(guān)系。用戶可用拖曳的辦法改變文件的邏輯位置。在 Workspace 窗口內(nèi)，不同類型的文件有不同的圖標(biāo)表現(xiàn) 。 7 圖 Workspace 窗口 Output 窗口 ： Output 窗口用于顯示編譯、調(diào)試和查找的結(jié)果。在窗口底部有幾個(gè)視窗標(biāo)簽：Build、 Debug 和 Find in Files 等。用鼠標(biāo)單擊這些標(biāo)簽，可以激活相應(yīng)的視窗。 Build：顯示編譯和鏈接過(guò)程里產(chǎn)生的信息，包括文件編輯過(guò)程里的錯(cuò)誤和警告信息等。 Debug：顯示程序調(diào)試過(guò)程里出現(xiàn)的信息。 Find in Files：顯示在文件中查找字符的結(jié)果。 Edit 窗口 ： 在 Edit 窗口里，文件的打開(kāi)格式有兩種：用戶可用文本格式打開(kāi)文件，也可以用二進(jìn)制代碼格式打開(kāi)文件。如圖 圖 Output 窗口 8 1） 文件編輯器 (圖 ) 文本編輯器可以用來(lái)打開(kāi)匯編語(yǔ)言程序和 C 語(yǔ)言程序。 圖 文件編輯器 2） 二進(jìn)制代碼編輯器 (圖 ) 二進(jìn)制代碼編輯器讓用戶在 Edit窗口里以十六進(jìn)制數(shù) /ASCII字符的形式來(lái)編輯二進(jìn)制代碼的資源文件。 圖 二進(jìn)制代碼編輯器 工程的操作 創(chuàng)建工程 過(guò)程 1) 選擇 [File]→[New] ，打開(kāi) New 對(duì)話框如圖 ，選擇 Project 標(biāo)簽； 2) 在 File 文本框內(nèi)輸入工程名稱 ； 3) 在 Location 文本框內(nèi)輸入工程文件的路徑； 4) 在 Select Body Here 區(qū)域內(nèi)選擇 Probe； 5) 單擊 [OK]，創(chuàng)建工程。 9 圖 創(chuàng)建工程對(duì)話窗口 開(kāi)發(fā)操作過(guò)程 1) 從 [開(kāi)始 ]菜單內(nèi)啟動(dòng)工具； 2) 選擇 [File]→[Open Project] ，在 ‘ 打開(kāi) ’ 對(duì)話框內(nèi)選擇所要打開(kāi)的工程； 3) 窗口（工作區(qū)窗口）顯示在工具的左半邊，在這個(gè)窗口內(nèi)，用戶可以看到當(dāng)前工程所包含的所有文件； 4) 選擇 [Build]→[Rebuild All] ，進(jìn)行源文件的編譯和鏈接。 編譯過(guò)程里的語(yǔ)法錯(cuò)誤顯示在 Output 窗口內(nèi) ； 5) 選擇 [Build]→[Start Debug]→[Down load]，把程序加載到 RAM，然后，用戶可以用 Debug 菜單內(nèi)所提供的調(diào)試命令來(lái)優(yōu)化和運(yùn)行程序。選擇 [Build]→[Start Debug]→[Go] ，在調(diào)試器內(nèi)運(yùn)行程序。 10 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和凌陽(yáng)十六位單片機(jī)（ SPCE061A）所 包括 的功能，我可以利用其所具有的特性完成設(shè)計(jì)所需要達(dá)到的各項(xiàng)功能要求。 系統(tǒng)總體方案介紹 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 ： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 因此在設(shè)計(jì)中需要使系統(tǒng)具有 如下模塊： 1) 一路 ，可方便地完成 AD的數(shù)據(jù)采集。 2) 采用 18鍵盤(pán)使各功能通過(guò)按鍵控制。 3) SIO接口擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片 SPR4096，擴(kuò)展 4M Bits Flash的擴(kuò)展存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)所錄語(yǔ)音數(shù)據(jù)。 4) MIC輸入電路，配合 SPCE061A內(nèi)置的 AGC和 OPI電路，獲得語(yǔ)音數(shù)據(jù)。 5) 兩路音頻輸出電路，采用凌陽(yáng)功放芯片 SPY0030A，通過(guò)它完成語(yǔ)音的播放。 6) 利用帶背光的 12864點(diǎn)陣液晶 LCD顯示出個(gè)按鍵功能。 7) 使用 SPCE061A的通用異步串行接口 UART來(lái)實(shí)現(xiàn)與 PC機(jī)的通訊。 [5] 下面對(duì)各功能模塊進(jìn)行具體描述。 凌陽(yáng)十六位單片機(jī) SPCE061A SPEAKER MIC 按鍵 SPR4096 UART LCD 11 系統(tǒng)電源電路 系統(tǒng)采用的是 開(kāi)關(guān)電源，該電源提供 5V電壓，用于 SPCE061A端口電壓和用戶實(shí)驗(yàn)電路供電。實(shí)驗(yàn)箱的供電電源系統(tǒng)采用多種輸入，用戶有多種選擇方式： （ 1） 220V交流電壓供電：用戶可以選擇 220V交流電壓供電，系統(tǒng)已將其經(jīng)過(guò)變壓、穩(wěn)壓處理成 5V，再經(jīng)過(guò)一個(gè)三端穩(wěn)壓器提供 ，供系統(tǒng)工作。 （ 2） DC5V供電：用戶可以直接提供直流 5V電壓和 。如圖 ，包括電源開(kāi)關(guān)，低電壓檢測(cè)供電端子和指示燈， 5V供電端子和電源指示燈。 我所設(shè)計(jì)的錄音筆系統(tǒng)中硬件設(shè)備采用由 220V交流電壓供 電。由于在系統(tǒng)中要運(yùn)用到 LCD和 SPR4096，他們的接口邏輯電壓為 ，并且我選用 了 SPR4096內(nèi)部存儲(chǔ)空間較大的 4M Bit FLASH存儲(chǔ)語(yǔ)音數(shù)據(jù)，而電源輸入端 VDDI是給內(nèi)部 FLASH和控制邏輯供電的， VDDI： 。因此系統(tǒng)電壓選擇了采用 220V交流電壓供電。 圖 電源電路 12 SPCE061A最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)提到我所設(shè)計(jì)的錄音筆系統(tǒng)的 核心 采用 SPCE061A。 SPCE061A內(nèi)置的 7路 10bitAD轉(zhuǎn)換器和 2路音頻輸出電路使得設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單了很多。 SPCE061A最小系統(tǒng)如圖 。 圖 SPCE061A最小系統(tǒng) 芯片 提供兩個(gè) 16位通用的并行 I/O口： IOA0IOA15， IOB0IOB15。這兩個(gè)口的每一位都可以通過(guò)編程單獨(dú)定義為輸入或輸出口。其中 A口的 IOA0IOA7用作輸入口時(shí)具有觸鍵喚醒功能，可以應(yīng)用于低功耗的場(chǎng)合。 鑒于所要求功能，我將 IOA0IOA7與 18鍵盤(pán)連接， A0A7做輸入口。 SPCE061A的并行 I/O口可以通過(guò)編程設(shè)置為上拉輸入、下拉輸入、懸浮輸入或同相輸出、 反相輸出的狀態(tài)。要求按鍵執(zhí)行程序所定義功能因此設(shè)置為下拉輸入。 13 音頻電路 音頻電路由音頻輸入電路以及音頻輸出電路兩部分組成。 音頻輸入電路 音頻輸入電路包括 MIC錄音輸入和 AGC電路。 人的聲音頻率在 300Hz3400Hz范圍之內(nèi)，因此 所設(shè)計(jì)的 錄音筆只需要記錄這樣一個(gè)范圍的聲音 信號(hào) 即可。 在這里 把 要記錄 的語(yǔ)音信號(hào) 最高頻率定為 4KHz，根據(jù)公式： f采樣 =2f低通 規(guī)定系統(tǒng)的采樣頻率為 8KHz。當(dāng)錄入的語(yǔ)音 信號(hào) 有高于 4KHz的部分時(shí)，則把高于 4KHz頻率 的信號(hào) 認(rèn)為是噪聲。噪聲是不需要記錄的， 所以應(yīng)該把高于 4KHz的聲音頻率排除在記錄范圍外， 因此需 在 ADC電路前加一個(gè)截止頻率為 4KHz的前置低通濾波器用來(lái)濾除噪聲。前置低通濾波器電路 如圖 ，濾波器的 頻譜圖如 圖 。 [9] M I C 圖 MIC輸入驅(qū)動(dòng)電路與前置低通濾波器圖 14 ffH ( e )j wφ 圖 前置低通濾波器頻譜圖 SPCE061A內(nèi)置的 AGC電路，它的作用是當(dāng)輸入信號(hào)較強(qiáng)時(shí)使放大器增益自動(dòng)降低 ； 當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)，又使其增益。因此，從 MIC輸入的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò) SPCE061A內(nèi)置的AGC電路將語(yǔ)音信號(hào)的放大值控制在一定范圍內(nèi)，便可進(jìn)行 AD轉(zhuǎn)換。 輸入信號(hào)有兩個(gè)通道：一個(gè)由 LINE_In通道輸入；另一個(gè)由 MIC_In通道輸入。MIC_In一般用于麥克風(fēng)通道插入， 專門(mén)用于對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣。語(yǔ)音信號(hào)經(jīng) MIC轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由隔直電容隔掉直流成分，然后輸入至 SPCE061A內(nèi)部前置放大器。 在MIC_In前端有兩級(jí) OP放大器，因此對(duì)信號(hào)的放大有兩種選擇，一是在關(guān)閉 SPCE061A內(nèi)部自動(dòng)增益控制電路 AGC時(shí)， MIC_In前端的 OP放大器使信號(hào)放大。二是啟 用 AGC自動(dòng)調(diào)整增益的值，以防止信號(hào)飽和。 AGC能隨時(shí)跟蹤、監(jiān)視前置放大器輸出的音頻信號(hào)電平，當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí)， AGC電路自動(dòng)減小放大器的增益；當(dāng)輸入信號(hào)減小時(shí)，AGC電路自動(dòng)增大放大器的增益，以便使進(jìn)入 A/D的信號(hào)保持在最佳電平，又可使削波減至最小。 當(dāng) OPAMP2的輸出＞ ， AGC自動(dòng)降低 OPAMP1的增益，以防止被放大的信號(hào)飽和。因此為了能更好的控制系統(tǒng)所獲取的信號(hào)選擇啟用 AGC。其輸入接口電路如圖 。 15 圖 ADC輸入接口的結(jié)構(gòu) A/D轉(zhuǎn)換接口 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC是外界與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息傳遞的通道。它是一種信號(hào)轉(zhuǎn)換接口，可以把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)以便輸入給計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行各種處理。芯片采用逐次逼近式原理實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換。 ADC的結(jié)構(gòu)及工作原理是：由 10位數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 DAC0、10位緩存器 DAR0、逐次逼近寄存器 SAR以及比較器 COMP組成逐次逼近式的 ADC，如圖 。圖中的 ADC有兩種工作方式：手動(dòng)方式和自動(dòng)方式。 在 ADC 自動(dòng)方式被啟用后 ,會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào) ,此時(shí) ,DAC0 的電壓模擬量輸出值與外部的電壓模擬量輸入值進(jìn)行比較 ,.逐次逼近式控制首先將 SAR 中數(shù)據(jù)的最高有效位試設(shè)為 39。139。,而其它位則全設(shè)為 39。039。,即 10 0000 ,DAC0 輸出電壓 VDAC0(1/2滿量程 )就會(huì)與輸入電壓 VIN進(jìn)行比較 .如果 VINVDAC0,則保持原先設(shè)置為 39。139。的位 (最高有效位 )仍為 39。139。否則 ,該位會(huì)被清 39。039。.接著 ,逐次逼近式控制又將下一位試設(shè)為 39。139。,其余低位依舊設(shè)為 39。039。,即 110000 0000B,VDAC0 與 Vin 進(jìn)行比較的結(jié)果若 VinVDAC0,則仍保持原先設(shè)置位的值 ,否則便清 39。039。該位 .這個(gè)逐次逼近的過(guò)程一直會(huì)延續(xù)到 10 位中的所有位都 被測(cè)試之后 , A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果保存在 SAR 內(nèi) . 16 圖 逐次逼近式的 ADC結(jié)構(gòu) ADC在手動(dòng)方式下取消了自動(dòng)方式的逐次逼近寄存器 SAR的功能，取而代之的是內(nèi)部比較器 COMP和緩存器 DAR0，以模擬 SAR的作用。換言之，手動(dòng)方式是指須用軟件程序來(lái)控制模擬信號(hào)的輸入采樣或保持，通過(guò)寫(xiě)入 A/D數(shù)據(jù)單元來(lái)控制比較器基準(zhǔn)電壓值 VDAC0，以及通過(guò)讀比較器的比較結(jié)果來(lái)推測(cè)模擬輸入電壓值 VIN。當(dāng)外部 2V的電壓模擬信號(hào)輸入到 ADC的輸入端上，可試著寫(xiě)入 A/D數(shù)據(jù)單元一個(gè)數(shù)字量值1000000000B，它實(shí)際對(duì)應(yīng)于 。由于 2V V，故 COMP第一次比較輸出的結(jié)果為 ?1 ?，則 ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果暫為 1000000000B。接著寫(xiě)入 A/D數(shù)據(jù)單元下一個(gè)數(shù)字量值。 [7] 在對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，我根據(jù)設(shè)計(jì)要求將 ADC設(shè)計(jì)為手動(dòng)方式。 D/A 轉(zhuǎn)換模塊 單片機(jī)內(nèi)部 D/A轉(zhuǎn)換電路的使用與其它內(nèi)部接口的使用相同，都是可編程控制的接口，通過(guò)程序設(shè)置其工作方式、工作狀態(tài)等。 SPCE061A單片機(jī)內(nèi)部有 DAC1和 DAC2兩路 10位的 DAC轉(zhuǎn)換器，可以形成雙通道的音頻輸出，也可以作為其它的模擬輸出信號(hào)。轉(zhuǎn)換輸 出是以模擬電流信號(hào)的方式分別通過(guò) AUD1和 AUD2管腳輸出。 DAC與SPCE061A連接圖如圖 。 D A C 1 _ P I N 2 1 D A C 2 _ P I N 2 2 S P C E 0 6 1 A D A C S P Y 0 0 3 0 圖 DAC與 SPCE061A連接圖 17 音頻輸出電路 音頻輸出電路采用凌陽(yáng)功放芯片 SPY0030， SPY0030 音頻輸出大于 700mw， 而供電電壓僅需 。電路中 SPY0030 的放大倍數(shù)被固定為 20 倍 ， 音量的大小可以通過(guò)電位器調(diào)整。喇叭直流阻抗 8 歐，左右兩個(gè)通道音量分立調(diào)節(jié)并備有兩個(gè)外部音頻信號(hào)放大輸入端。錄入后的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng) MIC 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由隔直電容隔掉直流成分，然后輸入至 SPCE061A 內(nèi)部前置放大器 ，經(jīng)過(guò) 2 路 10 位精度