【正文】 凌陽試驗(yàn)儀指導(dǎo)書范例代碼 \include 里提供了定義硬按鍵 1 ？按鍵 2 ？開始設(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)的頭文件。我們可以從凌陽實(shí)驗(yàn)儀指導(dǎo)書范例代碼 \include 里找到 、 兩個(gè)頭文件 (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?？截愵^文件。 新建。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)滿足設(shè)定條件， “ 出氣寶寶 ” 便要 發(fā)出相應(yīng)的 “ 哭聲 ” 。這些工作將在主程序的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。通過以上的設(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。把讀 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)部分用一個(gè)函數(shù) ADC_Convert()來表 示，其編寫的流程如圖 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)。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。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，并通過中間變量保存每路數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換值 [15]。因此，程序編寫過程中，應(yīng)輸入語句： “*P_ADC_Ctrl = 0x0001” 。第 0 位 ADE(寫 )。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。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 IOA 口的定義 :*P_IOA_Diramp。 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)。 壓縮成功后，就會(huì)出現(xiàn)“ok ！ ” [14]。在出現(xiàn)的對(duì)話框中，選擇壓縮后的存儲(chǔ)路徑和名稱，并選擇壓縮算法和數(shù)據(jù)率 (這里選擇 A2021)，點(diǎn)擊 “ 壓縮 ” 。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 ” 。 處理語音資源為 “8kHz ， 16 位，單聲道 ” 時(shí)，就可以對(duì) .wav 格式語音資源進(jìn)行壓縮了。點(diǎn)擊 “ 立即轉(zhuǎn)換 ” ，在打開的對(duì)話框中選擇 “8kHz ， 16 位，單聲道 ” ，點(diǎn)擊 “ 確定 ” 。 如果語音屬性不是 8k， 16 位，單聲道，可以用 Windows 自帶的的錄音機(jī)軟件去處理。凌陽語音壓縮工具 (Compress Tool)支持 .wav 格式的語音壓縮，但要求壓縮語音資源屬性為 8k， 16 位，單聲道。在程序中，經(jīng)自動(dòng)播放函數(shù)的調(diào)用而 “ 發(fā)聲 ” 。參見圖 34。凌陽 SACM_A2021 壓縮算法的語音播放要經(jīng)過一個(gè)語音播放初始化，即初始化為自動(dòng)方式或者手動(dòng)方式，取數(shù)據(jù)，填充語音隊(duì)列 (或者是解壓縮隊(duì)列 )，解壓縮，輸出播放的過程。 凌陽 SACM_A2021 壓縮算法有兩種語音播放方式：自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。通過前臺(tái)子程序 (自動(dòng)方式的 SACM_A2021_ServiceLoop)對(duì)語音資料進(jìn)行解碼，然后將其送入 DAC 通道播放。 Volume_Index 為音量數(shù)，音量從最小到最大可在 0～ 15之間選擇。 SACM_A2021_Stop(void)，用于停止播放 SACM_A2021 語音或樂曲。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。 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。其中的 Channel， 1表示通過 DAC1 通道播放； 2表示通過 DAC2 通道播放； 3表示通過 DAC1 和 DAC2 雙通道播放。 SACM_A2021_Play(int Speech_Index,int Channel, int Ramp_Set)，用于播放資源中 SACM_A2021 語音或樂曲。該函數(shù)用于對(duì)定時(shí)器、中斷和 DAC 等的初始化 [13]。 SACM_A2021_Initial(int Init_Index)，用于 SACM_A2021 語音播放之前的初始化。因此，本系統(tǒng)中的 “ 哭聲 ” 設(shè)計(jì)選用 SACM_A2021 壓縮算法。 圖 33 單片機(jī)對(duì)語音處理過程 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)來說想要存儲(chǔ)大量的信息顯然是不可能的，而凌陽的 SPCE061A 提出了解決的方法，即 SACMLIB，該庫將 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音提示，或連續(xù)播放一段語音或音樂，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]。 音頻設(shè)計(jì) 音頻處理方案 語音和音樂與我們的生活有著非常密切的關(guān)系，而單片機(jī)對(duì)語音的控制如錄放音、合成及辨識(shí)也廣泛應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中。 29 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(dòng)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。他們都利用了 SPCE061A 芯片內(nèi)置的在線仿真電路 ICE 和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。 61 板的開發(fā)是通過下載線 (EZ_PROBE)或在線調(diào)試器 (PROBE)實(shí)現(xiàn)的。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(shí)在線仿真、調(diào)試和下載程序。但是我們的設(shè)計(jì)不會(huì)考慮到這些影響。我們將 61 板上的數(shù)據(jù)緩沖電路和下載線統(tǒng)稱為 “EZ_PROBE”, 這種開發(fā)方式開發(fā)成 本低，適合學(xué)生和初學(xué)者使用。 在集成開發(fā)環(huán)境 IDE 中，可以非常方便將編寫好的程序，通過 61板配套的下載線下載到 61 板上進(jìn)行在線調(diào)試。 集成開發(fā)環(huán)境 IDE 具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表等，使編程、調(diào)試工作方便且高效。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(jiǎn)單 易學(xué)。下面將根據(jù) “ 出氣寶寶 ” 設(shè)計(jì)的實(shí)際需求對(duì)上述各部分做詳細(xì)的介紹與說明。這都為下一章的軟件編程打下了基礎(chǔ)。其中，傳感 器模塊本身的實(shí)現(xiàn)需用貼片焊接技術(shù)。 圖 29 硬件系統(tǒng)外觀 圖 本章小結(jié) 本章介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要包括硬件元器件的選取、系統(tǒng)整體外圍電路的連接、單片機(jī)中各控制單元的實(shí)現(xiàn)以及傳感器的電路等，重點(diǎn)是61 板的硬件設(shè)計(jì)。 至此，本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的說明基本完成。傳感器電路的設(shè)計(jì)，并不是本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。這種設(shè)計(jì)是參考了該加速度傳感器的參數(shù)說明，因而考慮到了傳感器芯片各種功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)各個(gè)引腳都進(jìn)行了電路 26 設(shè)計(jì)。 圖 28 傳感器外圍電路圖 因?yàn)閭鞲衅餍酒拿娣e較小，外部擴(kuò)展的電路只能進(jìn)行貼片焊接。其他的引腳也可以與凌陽單片機(jī) 61 板相連，用來拓展更多的功能。 圖 27 為 MMA7260QT 三軸加速度傳感器芯片的封裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。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(jì)部分。由于 DAC 本身的物理特性，最大的輸出電壓將比 AVdd 低～ 。10%” 。通常 DAC 的最大輸出電流和 AVdd 成正比。 b9～ b15 為保留位。 P_DAC1 (讀 )：從 DAR1 內(nèi)讀出 10 位數(shù)據(jù)。在 DAC 方式下，該單元帶有 10 位的 緩沖寄存器 DAR1。 24 P_DAC1(讀 /寫 )(7017H)。 表 210 DAC2 單元 b15 – b6 b5 – b0 DA2_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(hào)數(shù) )。 P_DAC2(讀 /寫 )(7016H) DAC2 是個(gè) 10 位的 D/A 轉(zhuǎn)換單元。采用 ramp up/down 技術(shù)，可以減緩電壓變化的幅度，從而輸出高品質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)。 DAC 的直流電壓必須保證平穩(wěn)地變化。上電復(fù)位后，兩個(gè) DAC 均被自動(dòng)打開，此時(shí)會(huì)消耗少量的電流 (幾毫安 )。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 。 DAC 方式音頻輸出 設(shè)計(jì) SPCE061A為音頻輸出提供兩個(gè) DAC通道： DAC1和 DAC2，分別由經(jīng)由 DAC1和 DAC2 引腳輸出。注意，讀取 P_ADC_LINEIN_Data(讀 )(702CH)單元的值會(huì)再次觸發(fā) A/D 23 轉(zhuǎn)換。 采用 Line_In 通道 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，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(shí)， P_ADC_MUX_Ctrl 單元的第 15位 RDY被清除為 0。為保證 P_ADC_LINEIN_Data(讀 )單元讀取到正確的數(shù)據(jù)，用戶必須通過 P_ADC_MUX_Ctrl(讀 /寫 )(702BH)單元的第 14位 FailB 的值，確認(rèn) A/D 是否成功或是被打斷 [9]。當(dāng) MIC_In 通道處于定時(shí)器鎖存狀態(tài)時(shí)， MIC_In 通道的優(yōu)先級(jí)高于 Line_In 通道。 MIC_In 通道 A/D 轉(zhuǎn)換擁有多種的觸發(fā)方式，可通過設(shè)置 P_DAC_Ctrl (寫 )(702AH)單元的第 3和 4位來切換。通道切換可通過設(shè)置P_ADC_MUX_Ctrl(讀 /寫 )(702BH)單元的第 0～ 2位來完成。 SPCE 提供了一個(gè) 22 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。所以， Line_In 通道的輸入電壓范圍從 0V到 VEXTREF， VEXTREF 的值越低， Line_In 通道的電壓范圍越小。 VEXTREF＝ 1 時(shí)，VEXTREF 引腳被啟用，這時(shí)，必須輸入外部電壓到該引腳，作為 Line_In 通道的最大電壓。 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。注意，由于 IO 口帶有內(nèi)部上拉和下拉輸入電阻，這會(huì)影響外部 Line_In 信號(hào)的電平。 SPCE061A 提供 7 個(gè) Line_In 通道，它們與 IOA[0～ 6]共享 7個(gè)引腳。 表 27 P_ADC_MUX_Ctrl 單元 b15 b14 b13b3 b2 b1 b0 控制功能描述 RDY FailB Channel_sel 0 10 位模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換未完成 1 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換完成 0 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換失敗 (預(yù)設(shè) ) 1 10 位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換成功 0 0 0 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 MIC_IN 輸入 0 0 1 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN1 輸入 0 1 0 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN2 輸入 0 1 1 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN3 輸入 21 1 0 0 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN4 輸入 1 0 1 模擬電壓信號(hào) 經(jīng)由 LINE_IN5 輸入 1 1 0 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN6 輸入 1 1 1 模擬電壓信號(hào)經(jīng)由 LINE_IN7 輸入 ADC 的多路 LINE_IN 輸入是與 IOA[0～ 6]共享，如表 28 所示： 表 28 LINE_IN 與 IOA 共享的對(duì)應(yīng)關(guān)系 IOA6 IOA5 IOA4 IOA3 IOA2 IOA1 IOA0 LIN_IN 7 LIN_IN 6 LIN_IN 5 LIN_IN 4 LIN_IN 3 LIN_IN 2 LIN_IN 1 P_ADC_MUX_Data(讀 )(702CH)。 其中， b1