【正文】 板上的數(shù)據(jù)緩沖電路和下載線(xiàn)統(tǒng)稱(chēng)為 “EZ_PROBE”, 這種開(kāi)發(fā)方式開(kāi)發(fā)成 本低，適合學(xué)生和初學(xué)者使用。其缺點(diǎn)是對(duì)于比較大的程序代碼下載和調(diào)試速度較慢。但是我們的設(shè)計(jì)不會(huì)考慮到這些影響。 使用在線(xiàn)調(diào)試器 (PROBE)如圖 31 中的 ② ： 61 板＋在線(xiàn)調(diào)試器＋ PC 機(jī)。這種開(kāi)發(fā)方式方便自己開(kāi)發(fā)或產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程使用，能夠?qū)崟r(shí)在線(xiàn)仿真、調(diào)試和下載程序。但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，其中加入的 PROBE 的成本相對(duì)較高。 61 板的開(kāi)發(fā)是通過(guò)下載線(xiàn) (EZ_PROBE)或在線(xiàn)調(diào)試器 (PROBE)實(shí)現(xiàn)的。用它可以替代在單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中常用的兩件工具 —— 硬件在線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真器和程序燒寫(xiě)器。他們都利用了 SPCE061A 芯片內(nèi)置的在線(xiàn)仿真電路 ICE 和凌陽(yáng)公司的在線(xiàn)串行編程技術(shù)。 EZ_PROBE 和 PROBE 均工作于凌陽(yáng)IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件包下，他們對(duì)應(yīng)的 5 芯的仿真頭分別連接到 61 板的緩沖電路輸入管腳和 SPCE061A 芯片相應(yīng)管腳上，實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)電路板上的CPU(SPCE061A)調(diào)試、運(yùn)行用戶(hù)編制的程序；另一頭是標(biāo)準(zhǔn) 25 針打印機(jī)接口，直接連接到計(jì)算機(jī)打印口與上位機(jī)通訊 (如圖 31)，在計(jì)算機(jī) IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件包下，完成在線(xiàn)調(diào)試功能 [11]。 29 EZ_PROBE 和 PROBE 不同的是在 IDE 集成開(kāi)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(jiàn)圖 32，其中 PROBE 共有三種選擇方式：采用自動(dòng)方式調(diào)試可選 Auto；采用 PROBE 調(diào)試選 PRINTER_PROBE；采用 圖 32 在線(xiàn)調(diào)試方式選擇 EZ_PROBE 調(diào)試可選 EZ_PROBE 即可。 本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 ―EZ_PROBE‖的開(kāi)發(fā)調(diào)試方式。 音頻設(shè)計(jì) 音頻處理方案 語(yǔ)音和音樂(lè)與我們的生活有著非常密切的關(guān)系，而單片機(jī)對(duì)語(yǔ)音的控制如錄放音、合成及辨識(shí)也廣泛應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中。我們知道對(duì)于語(yǔ)音處理大致可以分為 A/D、編碼處理、存儲(chǔ)、解碼處理以及 D/A 等見(jiàn)圖 33 所示。 圖 33 單片機(jī)對(duì)語(yǔ)音處理過(guò)程 存儲(chǔ)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(guò)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(chǔ)空間很大，對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)想要存儲(chǔ)大量的信息顯然是不可能的，而凌陽(yáng)的 SPCE061A 提出了解決的方法，即 SACMLIB，該庫(kù)將 A/D、編碼、解碼、存儲(chǔ)及 D/A 作成相應(yīng)的模塊，對(duì)于每個(gè)模塊都有其應(yīng)用程序接口 API，所以您只需了解每個(gè)模塊所要實(shí)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(shí)現(xiàn)該功能，例如在程序中插入語(yǔ)音提示，或連續(xù)播放一段語(yǔ)音或音樂(lè)，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]。 表 31 SACMlib 庫(kù)中模塊及其算法類(lèi)型 模塊名稱(chēng)（ ModelIndex） 語(yǔ)音壓縮編碼率類(lèi)型 資料采樣率 SACM_A2021 16Kbit/s， 20Kbit/s， 24Kbit/s 16KHz SACM_S480/S720 ， SACM_S240 SACM_MS01 音樂(lè)合成（ 16Kbits/s， 20Kbits/s， 24Kbits/s） 16KHz SACM_DVR（ A2021） 16Kbit/s的資料率， 8K的采樣率，用于 ADC 通道錄音功能 16KHz 語(yǔ)音自動(dòng)播放函數(shù)設(shè)計(jì) 在上面的算法介紹中可以看到 SACM_A2021 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(diǎn)，適用于高保真音樂(lè)和語(yǔ)音。因此，本系統(tǒng)中的 “ 哭聲 ” 設(shè)計(jì)選用 SACM_A2021 壓縮算法。下面對(duì)本次設(shè)計(jì)中用到的幾個(gè) API 函數(shù)進(jìn)行具體介紹。 SACM_A2021_Initial(int Init_Index)，用于 SACM_A2021 語(yǔ)音播放之前的初始化。 Init_Index=0表示手動(dòng)方式； Init_Index=1 則表示自動(dòng)方式。該函數(shù)用于對(duì)定時(shí)器、中斷和 DAC 等的初始化 [13]。 SACM_A2021_ServiceLoop(void)，用于從資源中獲取 SACM_A2021 語(yǔ)音 31 資料，并將其填入譯碼隊(duì)列中。 SACM_A2021_Play(int Speech_Index,int Channel, int Ramp_Set)，用于播放資源中 SACM_A2021 語(yǔ)音或樂(lè)曲。 Speech_Index 表示語(yǔ)音索引號(hào)。其中的 Channel， 1表示通過(guò) DAC1 通道播放； 2表示通過(guò) DAC2 通道播放； 3表示通過(guò) DAC1 和 DAC2 雙通道播放。對(duì)于 Ramp_Set， 0表示禁止音量增 /減調(diào)節(jié)； 1 表示僅允許音量增調(diào)節(jié)； 2 表示僅允許音量減調(diào)節(jié)； 3 表示允許音量增 /減調(diào)節(jié)。 SACM_A2021 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(dòng)選擇一種。 Speech_Index 是定義在 文件中資源表 T_ SACM_A2021_SpeechTable 中的偏移地址。中斷服務(wù)子程序 F_FIQ_Service_SACM_A2021 必須安置在 TMA_FIQ 中斷向 量上。函數(shù)允許 TimerA 以所選的的數(shù)據(jù)采樣率 (計(jì)數(shù)溢出 )中斷。 SACM_A2021_Stop(void)，用于停止播放 SACM_A2021 語(yǔ)音或樂(lè)曲。 SACM_A2021_Volume(Volume_Index)，用于在播放 SACM_A2021 語(yǔ)音或樂(lè)曲時(shí)改變主音量。 Volume_Index 為音量數(shù)，音量從最小到最大可在 0～ 15之間選擇。 F_FIQ_Service_ SACM_A2021，用作 SACM_A2021 語(yǔ)音背景程序的中斷服務(wù)子程序。通過(guò)前臺(tái)子程序 (自動(dòng)方式的 SACM_A2021_ServiceLoop)對(duì)語(yǔ)音資料進(jìn)行解碼，然后將其送入 DAC 通道播放。 SACM_A2021 語(yǔ)音背景子程序只有匯編指令形式，且應(yīng)將此子程序安置在 TMA_FIQ 中斷源上。 凌陽(yáng) SACM_A2021 壓縮算法有兩種語(yǔ)音播放方式：自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。本設(shè)計(jì)中 “ 出氣寶寶 ”“ 哭聲 ” 的播放采用自動(dòng)方式。凌陽(yáng) SACM_A2021 壓縮算法的語(yǔ)音播放要經(jīng)過(guò)一個(gè)語(yǔ)音播放初始化，即初始化為自動(dòng)方式或者手動(dòng)方式，取數(shù)據(jù)，填充語(yǔ)音隊(duì)列 (或者是解壓縮隊(duì)列 )，解壓縮，輸出播放的過(guò)程。自動(dòng)播放時(shí)，取數(shù)據(jù)，填充語(yǔ)音隊(duì)列及解壓縮調(diào)用 SACM_A2021_ ServiceLoop()一個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。參見(jiàn)圖 34。 32 圖 34 語(yǔ)音自動(dòng)播放函數(shù)流程圖 調(diào)用語(yǔ)音播放初始化函數(shù)調(diào)用語(yǔ)音播放準(zhǔn)備播放函數(shù)開(kāi)始判斷語(yǔ)音播放是否結(jié)束清看門(mén)狗停止語(yǔ)音播放調(diào)用語(yǔ)音播放系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)返回YN 33 語(yǔ)音文件壓縮設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的 “ 哭聲 ” 為 .wav 格式的聲音文件。在程序中，經(jīng)自動(dòng)播放函數(shù)的調(diào)用而 “ 發(fā)聲 ” 。需要注意的是，符合編程要求的聲音文件，都是要經(jīng)過(guò)壓縮的。凌陽(yáng)語(yǔ)音壓縮工具 (Compress Tool)支持 .wav 格式的語(yǔ)音壓縮，但要求壓縮語(yǔ)音資源屬性為 8k， 16 位，單聲道。 Compress Tool的安裝軟件在凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃網(wǎng)站的下載專(zhuān)區(qū)可以找到，下載安裝 軟件后，按照默認(rèn)的方式進(jìn)行安裝。 如果語(yǔ)音屬性不是 8k， 16 位，單聲道，可以用 Windows 自帶的的錄音機(jī)軟件去處理。處理方法如下：打開(kāi)錄音機(jī)，打開(kāi)要壓縮的 .wav 格式的語(yǔ)音文件，點(diǎn)擊 [屬性 ]選項(xiàng)，打開(kāi)屬性對(duì)話(huà)框。點(diǎn)擊 “ 立即轉(zhuǎn)換 ” ，在打開(kāi)的對(duì)話(huà)框中選擇 “8kHz ， 16 位，單聲道 ” ，點(diǎn)擊 “ 確定 ” 。保存到桌面。 處理語(yǔ)音資源為 “8kHz ， 16 位，單聲道 ” 時(shí)，就可以對(duì) .wav 格式語(yǔ)音資源進(jìn)行壓縮了。壓縮方法如下：在 [開(kāi)始 ]→[ 程序 ]→[Compress Tool] 打開(kāi)語(yǔ)音壓縮工具。在出現(xiàn)的界面中可以壓縮單個(gè)文件， 也可以壓縮多個(gè)文件，根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，點(diǎn)擊 “ 壓縮單個(gè)文件 ” 。進(jìn)入新的界面后，選擇要壓縮的語(yǔ)音文件，點(diǎn)擊 “ 下一步 ” 。在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中，選擇壓縮后的存儲(chǔ)路徑和名稱(chēng)，并選擇壓縮算法和數(shù)據(jù)率 (這里選擇 A2021)，點(diǎn)擊 “ 壓縮 ” 。 (凌陽(yáng)科技目前提供兩種語(yǔ)音壓縮算法： A2021 和 S480， A2021 有三種數(shù)據(jù)率可供選擇： 16Kbits/s， 20Kbits/s， 24Kbits/s)。 壓縮成功后，就會(huì)出現(xiàn)“ok ！ ” [14]。此時(shí)，點(diǎn)擊 “ 下一步 ” ，在下一個(gè)窗口里點(diǎn)擊 “ 完成 ” 完成壓縮，或者也可以 “ 返回 ” 繼續(xù)壓縮其他語(yǔ)音文件。 34 I/O 接口及 A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) I/O 接口設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中，采用 IOA[0～ 2]作為輸入端口以傳送傳感器 X、 Y、 Z三個(gè)方向上的數(shù)據(jù)。傳入的模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換，因此宜把 IOA[0～ 2]的輸入功能設(shè)定為 “ 不帶喚醒功能的懸浮式輸入 ” 。由上一章的知識(shí)，我們可以得出 A 端口的屬性設(shè)置及對(duì)應(yīng)的端口位狀態(tài)，如表 32所示： 表 32 A 端口設(shè)置 地址 b15～ b3 b2 b1 b0 7002H Dir 0 0 0 7003H Attrib 1 1 1 7000H Data 1 1 1 狀態(tài) 不帶喚醒功能的懸浮式輸入 因此，在程序設(shè)計(jì)中，我們可以這樣編寫(xiě) IOA 口的定義 :*P_IOA_Diramp。= 0Xfff8； *P_IOA_Attrib |= 0x0007； *P_IOA_Date |= 0x0007；需要說(shuō)明的是，程序編寫(xiě)過(guò)程中或者令頭文件包含 “” ，或者用 define 進(jìn)行單獨(dú)定義，否則，程序會(huì)出錯(cuò)。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(jì)做好了準(zhǔn)備。 A/D 轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)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。第 0 位 ADE(寫(xiě) )。由第三章的內(nèi)容可知：當(dāng) b0 設(shè)為 1 時(shí)，啟用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換功能；當(dāng) b0設(shè)為 0時(shí)，關(guān)閉模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換功能。因此，程序編寫(xiě)過(guò)程中，應(yīng)輸入語(yǔ)句： “*P_ADC_Ctrl = 0x0001” 。 在 P_ADC_MUX_Ctrl 控制單元中，我們主要側(cè)重其 LINE_IN 通道的選擇 35 功能，即 b b b0三位的設(shè)置。由于 P_ADC_MUX_Ctrl 單元每次只能選擇7 路 通道中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，因此我們要對(duì)傳感器輸出的三路數(shù)據(jù)依次進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)中間變量保存每路數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換值 [15]。 另外，需要注意的還有 P_ADC_MUX_Data(讀 )(702CH)單元，它用于讀出LINE_IN[7:1]10 位 ADC 轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)關(guān)系在上一章表 36 中已有所介紹。因?yàn)?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(shí)，須右移 6 位，以得到正確的值。相關(guān)的程序我們可以做如下設(shè)計(jì)。把讀 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)部分用一個(gè)函數(shù) ADC_Convert()來(lái)表 示，其編寫(xiě)的流程如圖 35所示： 圖 35 函數(shù) 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)。同樣需要說(shuō)明的是，程序編寫(xiě)過(guò)程中或者令頭文件包含 “” ，或者用 define 對(duì)各數(shù)據(jù)單元進(jìn)行單獨(dú)定義：否則，程序會(huì)出錯(cuò)。通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，三路加速度傳感器中的數(shù)據(jù)便能讀入單片機(jī)了。我們也即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并調(diào)用 “ 哭聲 ” 。這些工作將在主程序的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。 開(kāi)始定義中間變量 tempAD 轉(zhuǎn)換是否完成把 P _ ADC _ M U X _ D ata 的數(shù)據(jù)傳給 temptemp 的數(shù)據(jù)右移 6 位返回 tempYN 36 主程序設(shè)計(jì) 當(dāng) “ 出氣寶寶 ” 的電源打開(kāi)之后，單片機(jī)開(kāi)始工作。這時(shí)，系統(tǒng)需要隨時(shí) 對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦傳感器數(shù)據(jù)滿(mǎn)足設(shè)定條件， “ 出氣寶寶 ” 便要 發(fā)出相應(yīng)的 “ 哭聲 ” 。系統(tǒng)工作的流程框圖如下： 圖 36 主程序流程框圖 接下來(lái)將對(duì)程序設(shè)計(jì)的步驟做具體的說(shuō)明。 新建。打開(kāi) IDE 開(kāi)發(fā)環(huán)境，新建一個(gè)工程 chuqibaobao，在工程里新建一個(gè) 文件和 文件。拷貝頭文件。由于在播放 SACM_A2021格式的語(yǔ)音文件時(shí)，需要頭文件 和 。我們可以從凌陽(yáng)實(shí)驗(yàn)儀指導(dǎo)書(shū)范例代碼 \include 里找到 、 兩個(gè)頭文件 (也可從凌陽(yáng) 網(wǎng)站下載得到 )，并把這些文件拷貝到工程文件夾下。 拷貝支持文件。凌陽(yáng)試驗(yàn)儀指導(dǎo)書(shū)范例代碼 \include 里提供了定義硬按鍵 1 ？按鍵 2 ？開(kāi)始設(shè)置男生 “ 哭聲 ”設(shè)置女生 “ 聲音 ”設(shè)置嬰兒 “ 哭聲 ”自動(dòng)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