【正文】 中斷和事件中斷 。圖 41 所示為主程序的流程圖。語(yǔ)音報(bào)警是指語(yǔ)音輸出模塊將 SPCE061A 單片機(jī)由DAC1 輸出的語(yǔ)音信號(hào)由外接喇叭輸出 ，其揚(yáng)聲器報(bào)警電路如圖 35所示 。 查詢狀態(tài)： KEY1： 顯示電壓出現(xiàn)跳變的時(shí)間和出現(xiàn)跳變的次數(shù)。 圖 34 鍵盤電路 兩個(gè)按鍵所代表的含義如下：正常運(yùn)行狀態(tài)下： KEY1： 空閑狀態(tài)， 顯示當(dāng)前時(shí)間。 LED數(shù)碼管原理 ： 圖 33 LED動(dòng)態(tài)顯示器電路 從 LED顯示器的原理可知，為了顯示字母與數(shù)字，必須最終轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的段選碼，這種轉(zhuǎn)換可以通過(guò)硬件譯碼器或軟件進(jìn)行譯碼 。 在空閑狀態(tài)下 ， LED 顯示當(dāng)前時(shí)間 ； 查詢狀態(tài)下 ， 顯示電壓出現(xiàn)跳變的時(shí)間和出現(xiàn)跳變的次數(shù) ； 可通過(guò)操作按鈕前后翻查。 電壓傳感器 [12]的接線方法： 圖 32 電壓傳感器接線圖 +HT + CHV100 M HT － ＋ 15V － 15V OUT 公共地 VP R Rm 14 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成如圖 31，主要由單片機(jī)、傳感器組、顯示電路、語(yǔ)音輸出電路、 PC機(jī)控制電路等部分組成。其中兩只為原邊端子：被測(cè)電壓輸入端十；被測(cè)電壓輸入端一。 系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)參考圖 31，核心控制部分采用 61板 ， 傳感器采用 霍爾電壓傳感器來(lái)采集不同的電壓值 。幾個(gè)關(guān)鍵的性能參數(shù)如下 ：工作電壓為 2. 6～ 3. 6 V ； 工作頻率為 0. 32～ 48. 152 MHz ； 2 K的 SRAM和 32 K的 FAL SH ROM ； 32 位可編程的多功能 I/ O 端口 ； 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 ； 32 768 Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘 ； 8 通道 10 位模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換輸入并具有內(nèi)置自動(dòng)增益控制功能的麥克風(fēng)輸入方式 ；雙通道 10 位 DAC 方式的音頻輸出功能 。 電壓監(jiān)測(cè)儀的實(shí)現(xiàn) 電壓監(jiān)測(cè)儀硬件電路的核心元件是 SPCE061A ， 它是凌陽(yáng)科技推出的一款 16 位微控制器。 PC 機(jī)負(fù)責(zé)接收、 處理無(wú)線通信發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。 軟件時(shí)鐘 模塊 算法運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理 串口通信 A/D 轉(zhuǎn)換 I/O 接口 傳 感 器 LED顯 示 操作按鈕 聲光報(bào)警 數(shù)傳電臺(tái) 數(shù)傳電 臺(tái) 串口通信 個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC） 無(wú)線通信 現(xiàn)場(chǎng)電壓 凌陽(yáng) SPCE061A 13 數(shù)傳電臺(tái)是連接現(xiàn)場(chǎng)電壓監(jiān)測(cè)儀與遠(yuǎn)端上位機(jī)的橋梁。 SACM_S480 初始化 將語(yǔ)音資料壓縮播放 獲取語(yǔ)音數(shù)據(jù)并解碼等待中斷播放 11 圖 26 SACMS480 自動(dòng)播放流程 開(kāi)始 用語(yǔ)音播放初始化函數(shù) SACM_S480_Initial（） 調(diào)用語(yǔ)音播準(zhǔn)備播放函數(shù)SACM_S480_Play（） 判斷語(yǔ)音播放是否結(jié)束 SACM_S480_Status（） 調(diào)用語(yǔ)音播放系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)SACM_S480_ServiceLoop（） 清看門狗 停止語(yǔ)音播放SACM_S480_Stop（） 返回 Y N 12 第 三 章 硬件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 圖 31 基于 SPCE061A 電壓在線監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案 電壓監(jiān)測(cè)儀是基于 SPCE061A 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的，其主要的系統(tǒng)工作原理是 ：通過(guò)改變電壓，使不同的電壓值 經(jīng)變送器或傳感器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓模擬量信號(hào) ，凌陽(yáng)SPCE061A 單片機(jī)采集該模擬量信號(hào)并進(jìn)行 A/ D 轉(zhuǎn)換 ， 處理、存儲(chǔ) A/ D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) ， 并與原來(lái)設(shè)定的電壓范圍 相比較，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電壓值 不在 原來(lái)設(shè)定 的范圍 值 內(nèi) 時(shí)，單片機(jī) SPCE061A 便會(huì)驅(qū)動(dòng) 聲光 報(bào)警，通過(guò) LED 顯示出當(dāng)時(shí)的電壓值 。 SACM_S480在播放初始化時(shí)會(huì)打開(kāi) FIQ_ Timer A 中斷，并將Timer A溢出頻率設(shè)置為 16KHz。 而本系統(tǒng)采用 自動(dòng)播放流程， 圖 25是自動(dòng)播放程序流程 ?！白詣?dòng)” 與“手動(dòng)”指的是程序獲取語(yǔ)音資源的方法。 無(wú) 無(wú) SACM_S480_Play 開(kāi)始播放 Speech _Index：語(yǔ)音索引號(hào) Channel： 1通過(guò) DAC1播放， 2通過(guò) DAC2播放， 3通過(guò) DAC1和 DAC2同時(shí)播放 Ramp_Set： 0禁止淡入淡出效果， 1聲音淡入， 2聲音淡出，3聲音淡入淡出 無(wú) SACM_S480_Stop 停止播放語(yǔ)音 無(wú) 無(wú) SACM_S480_Pause 暫停播放語(yǔ)音 Volume_Index：音量大小，范圍為 015 無(wú) SACM_S480_Resume 恢復(fù)暫停播放的語(yǔ)音 無(wú) bit0=0： 語(yǔ)音播放完成 bit0=1： 語(yǔ)音在播放中 SACM_S480_Volume 設(shè)置播放音量 Channel： 1通過(guò)DAC1播放， 2通過(guò)DAC2播放， 3通過(guò)DAC1和 DAC2同時(shí)播 無(wú) SACM_S480_Status 獲取語(yǔ)音播放的狀態(tài) 無(wú) bit0=0： 語(yǔ)音播放完成 bit0=1： 語(yǔ)音在播放中 SACM_S480_InitDecode 初始化譯碼隊(duì)列 Channel： 1通過(guò)DAC1播放， 2通過(guò)DAC2播放， 3通過(guò)DAC1和 DAC2同時(shí)播放 無(wú) SACM_S480_Decode 對(duì)語(yǔ)音資源進(jìn)行譯碼 無(wú) 無(wú) SACM_S480_FillQueue 將語(yǔ)音編碼資源填入語(yǔ)音隊(duì)列中等候譯碼處理 Encoded_Data：語(yǔ)音編碼資源 無(wú) SACM_S480_TestQueue 獲取語(yǔ)音隊(duì)列的狀態(tài) 無(wú) 0： 語(yǔ)音隊(duì)列不空不滿 1： 語(yǔ)音隊(duì)列滿 2： 語(yǔ)音隊(duì)列空 F_FIQ_Service_SACM_S480 中斷服務(wù)子程序，將解碼后的語(yǔ)音資料送入 DAC通道播放 無(wú) 無(wú) 10 本設(shè)計(jì)中采用 SACM_S480，故只介紹此模塊： SACM_S480 壓縮算法的壓縮比較大， 雖然 音質(zhì)沒(méi)有 SACM_A2021 好 ， 但是 適用于對(duì)音質(zhì)要求不是很高的語(yǔ)音播放場(chǎng)合。 如下為 SACM_LIB庫(kù)中包含的常用音頻解碼算法如圖表 22所示 [12]。 未經(jīng)處理的音頻資源數(shù)據(jù)較大，對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸都比較困難，這使得音頻壓縮編碼變成音頻處理的重要環(huán)節(jié)。其它不用的電源端和地端接上 的去藕電容以提高抗干擾能力。 另外， SPCE061A 具有 16 16 位的乘法運(yùn)算和內(nèi)積運(yùn)算的 DSP 功能，這不僅為它進(jìn)行復(fù)雜的語(yǔ)音數(shù)字信號(hào)的壓縮編碼與解碼提供了便利，還可以做數(shù)字濾波器。 （ 2）綜合實(shí)驗(yàn)：配合 學(xué)校要求學(xué)生動(dòng)手環(huán)節(jié)，要求搭配必要的電路來(lái)完成，包括鍵盤、數(shù)碼管、液晶、 USB 及外擴(kuò) Flash 等模組的實(shí)驗(yàn)。 “ 61 板”基本組成介紹 “ 61 板”是 SPCE061A ENU BOARD 的簡(jiǎn)稱，是以 16 位單片機(jī) SPCE061A 為核心的精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)仿真實(shí)驗(yàn)板，是凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃專為大學(xué)生與電子愛(ài)好者設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)裝置，也可作為單片機(jī)項(xiàng)目初期研發(fā)使用，“ 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、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，而且體積小，采用電池供電。 PROBE 工作于凌陽(yáng) IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件包下，其 5 芯仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板 SPCE061A相應(yīng)管腳，直接在目標(biāo)電路板上的 CPU— SPCE061A調(diào)試、運(yùn)行用戶編制的程序。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 軟件工具 ——硬件在線實(shí)時(shí)仿真器和程序燒寫器。 10 01 LVD 00 LVR Result of LVD (LVR) b0 b1 of P_LVD_Ctrl(W) ($7019H) 7 SPCE061A 的 開(kāi)發(fā)方法 SPCE061A 的開(kāi)發(fā)是通過(guò)在線調(diào)試器 PROBE 實(shí)現(xiàn)的。 （ 2） 低電壓復(fù)位 LVR 當(dāng)電源電壓低于 時(shí)，系統(tǒng)會(huì)變得不穩(wěn)定且容易出錯(cuò)，導(dǎo)致電源電壓過(guò)低的原因很多，如電壓的反跳、負(fù)載過(guò)重、電池電量不足等情況。 圖 22 低電壓監(jiān)測(cè) /低電壓復(fù)位 （ 1） 低電壓監(jiān)測(cè) LVD 低電壓監(jiān)測(cè)功能可以提供系統(tǒng)內(nèi)部電源電壓的使用情況。當(dāng) CPU 進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，該腳輸出一個(gè)高電平 VCP(8 腳 ) 鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 XROMT、 PVPP、 XTEST(6 6 14 腳 ) 出廠測(cè)試用引腳，懸空即可 VDDH(5 5 75 腳 ) I/O邏輯電平參考，該點(diǎn)輸入一個(gè) 5V的參考電壓，則 I/O 輸入輸出高電平為 5V VDD(7 腳 ) PLL 鎖相環(huán)電源 VSS(9 腳 ) 鎖相環(huán)地 VDD(36 腳 ) 模擬電源 VSS(1 24 腳 ) 模擬地 VSS(3 4 50、 62 腳 ) 數(shù)字地 VDD(15 腳 ) 數(shù)字電源 6 SPCE061A 的 低電壓監(jiān)測(cè) /低電壓復(fù)位（ LVD/LVR） SPCE061A 可通過(guò)編程來(lái)啟用低電壓監(jiān)測(cè)和低電壓復(fù)位功能，可對(duì)系統(tǒng)的電源電壓進(jìn)行監(jiān)控，使系統(tǒng)能 運(yùn)行 在一個(gè)正常、可靠的工作環(huán)境，一旦出現(xiàn)電源異常的情況能立即 采取相應(yīng)的措施，使系統(tǒng)及時(shí)恢復(fù)正常。 SPCE061A 具有 PLCC84 和 LQFP80 兩種封裝形式 [7]， 其中封裝形式為 PLCC84 的16 位微控制器 u’nSPTM + ICE FLASH RAM 鎖相環(huán) CPU 時(shí)鐘 振蕩 器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 低電壓監(jiān)測(cè) /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 ADC單通道 ADC+AGC 雙通道 10 位 DAC 串行輸入輸出接口 32 管腳通用輸入輸出端口 MICIN AUD1 AUD2 IOB0 IOB1 ICEEN VCP XI/R ICESCKK XO ICE_SDA 5 SPCE061A 共有 84 個(gè)引腳， 在 84 個(gè)引腳中有空腳 15 個(gè)， 引腳功能見(jiàn)表 21。 圖 21 SPCE061A 的結(jié)構(gòu) 另外， SPCE061A 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(kāi)發(fā)環(huán)境。 SPCE061A 芯片的特性參數(shù) [6]： （ 1） 工作電壓： (CPU) VDD 為 ~ ， (I/O) VDDH 為 VDD~； （ 2） CPU 工作速率： ～ ； （ 3） CPU： 16 位 181。 SPCE061A 是凌陽(yáng)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)，它采用高性能的凌陽(yáng)科技自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 181。 SPCE061A 主要包括輸入 /輸出端口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、數(shù) /模轉(zhuǎn)換、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、串行設(shè)備輸入 /輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測(cè)和復(fù)位等電路，并且內(nèi)置在線仿真電路 ICE 接口，使其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào) [5]。 3 第二章 SPCE061A 簡(jiǎn)介 SPCE061A 概論 SPCE061A 是凌陽(yáng)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)，具有易學(xué)易用且效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。并且該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度； 能及時(shí)準(zhǔn)確地了解各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；查詢條件靈活多樣，查詢結(jié)果即可以是單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也可以是單個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；使用方便，操作簡(jiǎn)單 本 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容 利用凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī) 設(shè)計(jì)一款可以解決現(xiàn)在電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不足的現(xiàn)狀，解決電壓監(jiān)測(cè)儀的許多問(wèn)題 。另外，該儀表通過(guò)無(wú)線通信的方式，將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)端操作站的上位機(jī)，由上位機(jī)的監(jiān)控軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)公司和各個(gè)企業(yè)帶來(lái)了很大的方便 [4]。 (4)版本升級(jí)困難、功耗大、精度低等，難以滿足統(tǒng)計(jì)和控制的精度要求；大多數(shù) 2 裝置不能實(shí)現(xiàn)在線寫入程序 ， 工作電壓為 5 V 損耗較大 ， 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC (Analog to DigitalConverter)轉(zhuǎn)換精度往往是 8 位或 10 位 ， 誤差相對(duì)較大 ， 難以滿足統(tǒng)計(jì)和控制的精度要求。 并且 ， 新型的筆記本電腦已經(jīng)不配備這種 口 ， 從而影響裝置與電腦的匹配 ； 還有采用定時(shí)打印電壓數(shù)據(jù)或 IC(Integrated Circuit)卡讀取電壓數(shù)據(jù) ， 安裝調(diào)試方便 ， 但是需要人工抄錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ， 也有利用無(wú)線通信系統(tǒng)或電話 Mo