【正文】 oximation Register)組成逐次逼近式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。此反饋回路把ADC的最高參考電壓設(shè)置為2V。第8 位V2VREFB決定了2V電壓源是否起作用。 ADC的最大輸入電壓由P_ADC_Ctrl(寫)(7015H)的第七和第八位的值決定。SPCE061A的A/D轉(zhuǎn)換范圍是整個(gè)輸入范圍，即0V～AVdd。6. 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADCSPCE061A有八個(gè)10位ADC通道,其中一個(gè)通道(MIC_In)用于語音輸入，模擬信號(hào)經(jīng)過自動(dòng)增益控制器和放大器放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。第0~2位用來改變CPUCLK，若將第0~2位設(shè)為“111”可以使CPU時(shí)鐘停止工作，系統(tǒng)切換至低功耗的睡眠狀態(tài)；通過設(shè)置該單元的第5~7位可以改變系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率。CPU被喚醒后預(yù)設(shè)的時(shí)鐘頻率為Fosc/8，用戶可以根據(jù)需要調(diào)整該值。處于強(qiáng)振模式時(shí)，RTC振蕩器始終運(yùn)行在高耗能的狀態(tài)下。用戶可以通過對(duì)P_SystemClock單元編程完成對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘和CPU時(shí)鐘頻率的定義。 5. 系統(tǒng)時(shí)鐘32768Hz的實(shí)時(shí)時(shí)鐘經(jīng)過PLL倍頻電路以后，產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘頻率Fosc，F(xiàn)osc再經(jīng)過分頻得到CPU時(shí)鐘頻率(CPUCLK)，可通過設(shè)定P_SystemClock(寫)(7013H)單元來控制。例如，用作喚醒的中斷來源IRQ5_2Hz，由此可作為精確的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。 SPCE061A與振蕩器的連接32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘通常用于鐘表、實(shí)時(shí)時(shí)鐘延時(shí)以及其它與時(shí)間相關(guān)類產(chǎn)品。外接晶振采用32768Hz。這兩個(gè)端口的每一位都可通過編程單獨(dú)定義成輸入或輸出口。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。輸出端口負(fù)責(zé)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(dòng)信號(hào)等。輸入/輸出接口（也可簡(jiǎn)稱為I/O端口）是單片機(jī)與外設(shè)交換信息的通道。全部32K字閃存均可在ICE工作方式下被寫入或被擦除。 32K字的內(nèi)嵌閃存被劃分為128個(gè)頁，每個(gè)頁存儲(chǔ)容量為256個(gè)字。 SPCE061A內(nèi)存映像表SRAM的地址范圍從0x0000到0x07FF。 μ’nSP?的核心結(jié)構(gòu)2 .SPCE061A片內(nèi)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。 SPCE061A硬件結(jié)構(gòu)SPCE061A芯片內(nèi)部集成了ICE (在線實(shí)時(shí)仿真/除錯(cuò)器)、FLASH (閃存)、SRAM (靜態(tài)內(nèi)存)、通用I/O端口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、CPU時(shí)鐘鎖相環(huán)(PLL)、ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)、DAC (數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出、UART (通用異步串行輸入輸出接口)、SIO (串行輸入輸出接口)、低電壓監(jiān)測(cè)/低電壓復(fù)位等模塊。 LQFP84封裝管腳功能 管腳名稱管腳功能IOA0～I(xiàn)OA15(41～48，53～60)I/OA口，16個(gè)IOB0～I(xiàn)OB15（5～1，81～76，68～64）I/OB口，16個(gè)OSCI 13振蕩器輸入，采用石英晶振時(shí)，接晶振OSCO 12振蕩器輸出，采用石英晶振時(shí)，接晶振RES_B 6復(fù)位信號(hào)輸入端，低電平有效ICE_EN 16ICE使能端，接在線調(diào)試器PROBE的使能腳ICE_ENICE_CLK 17ICE時(shí)鐘腳，接在線調(diào)試器PROBE的時(shí)鐘腳ICE_CLKICE_SDA 18ICE數(shù)據(jù)腳，接在線調(diào)試器PROBE的數(shù)據(jù)腳ICE_SDAPVIN 20程序保密設(shè)定電源輸入腳PFUSE 29程序保密設(shè)定輸入腳DAC1 21音頻輸入通道1DAC2 22音頻輸入通道2VREF2 23 2 V參考電壓輸入腳AGC 25語音輸入自動(dòng)增益控制引腳OPI 26Microphone第二級(jí)運(yùn)放輸入腳MICOUT 27Microphone第一級(jí)運(yùn)放輸入腳MICN 28Microphone正向輸入腳MICP 33Microphone負(fù)向輸入腳VRT 35A/D轉(zhuǎn)換參考電壓輸入腳VCM 34ADC參考電壓輸入腳VMIC 37Microphone電源SLEEP 63睡眠狀態(tài)指示，當(dāng)CPU進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，輸出高電平VCP 8鎖相環(huán)壓控振蕩器阻容輸入端XPOMT PVPP XTEST()出廠測(cè)試管腳，使用時(shí)懸空即可VDDH I/O電平參考電壓輸入端，當(dāng)輸入?yún)⒖茧妷簽?V/，I/O輸入、輸出高電平為5V/VDD 7鎖相環(huán)PLL電源VSS 9鎖相環(huán)PLL地VSS 模擬信號(hào)地VSS 數(shù)字信號(hào)地VDD 數(shù)字信號(hào)電源 SPCE061A單片機(jī)的集成度很高，因此它的最小應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成非常方便，只需在OSCO、OSCI端接石英晶體振蕩器及諧振電容，在復(fù)位端接復(fù)位電路，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應(yīng)的電容、電阻后即可工作，其它不用的電源端和接地端可接上104小電容或100μF的去偶電容，以提高抗干擾能力。在LQFP80封裝中有9個(gè)空余腳，在使用時(shí)這9個(gè)空余腳接地。而我選用的是84個(gè)引腳的。FLASH、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C（脈寬調(diào)制輸出PWM）、WatchDog、異步串行通信口UART、指令寄存器IR、設(shè)備串行口SIO、低電壓檢測(cè)LVD（低電壓復(fù)位）等?！?CPU時(shí)鐘：～ ；◆ 內(nèi)置2K字SRAM和32K FLASH；◆ 可編程音頻處理；◆ 晶體振蕩器。因此，與SPCE500A相比，以μ’nSP?為核心的SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟(jì)的選擇。與SPCE500A不同的是，在存儲(chǔ)器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存（FLASH）。這對(duì)于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。◆ 低功耗、低電壓μ’nSP?家族采用CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，μ’nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運(yùn)算速度的16位16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能，使得μ’nSP?家族運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價(jià)?！?具有較強(qiáng)的中斷處理能力μ’nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持10個(gè)中斷向量及10余個(gè)中斷源，適合實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域。μ’nSP?家族有以下特點(diǎn): ◆體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展μ’nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個(gè)芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合。 μ’nSP?家族的模塊式結(jié)構(gòu)μ’nSP?內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。它的CPU內(nèi)核采用凌陽最新推出的μ’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡(jiǎn)稱μ’nSP?）。 SPCE061A概述隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號(hào)處理（DSP，Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。各部分程序由主程序（）調(diào)用，組成一個(gè)整體。同硬件的設(shè)計(jì)一樣，軟件也是分塊進(jìn)行的。溫度傳感器選擇了負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MFD50234，熱敏電阻是一種新型半導(dǎo)體感溫元件，具有靈敏度高、體積小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。溫度的測(cè)量范圍為20℃至80℃，當(dāng)按下報(bào)溫鍵時(shí)，系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)熱敏電阻兩端電壓，經(jīng)過計(jì)算得到實(shí)時(shí)溫度值，再播報(bào)出來。超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)已廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、導(dǎo)彈、通信、聲納、遙感、地質(zhì)勘測(cè)、振動(dòng)工程、無損檢測(cè)、智能儀器、語音處理、激光多普勒測(cè)速、光時(shí)間域反射測(cè)量、物質(zhì)光譜學(xué)與光譜測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域，進(jìn)而不斷推動(dòng)這些領(lǐng)域的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，如采樣率、分辨率、存儲(chǔ)深度、數(shù)字信號(hào)處理的、抗干擾能力等方面提出了越來越高的要求，這時(shí)超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。A/D變換器的技術(shù)發(fā)展，允許以更高的分辨率，更快的采集速度和更低的成本，實(shí)現(xiàn)更精密的測(cè)量。 課題研究的現(xiàn)狀時(shí)至今日，由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。第二類以數(shù)據(jù)采集卡、標(biāo)準(zhǔn)總線和計(jì)算機(jī)夠成。例如：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ICE625（GPIB）接口總線系統(tǒng)就是一個(gè)典型的代表。20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了，通用的數(shù)據(jù)采集與自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因而獲得了驚人的發(fā)展。由于該種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有高速屬性和一定的靈活性，可以滿足眾多傳統(tǒng)方法不能完成的數(shù)據(jù)采集和測(cè)試任務(wù)，因而得到了初步的認(rèn)可。 課題研究的背景溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大家族的普通一員也是其一方面的具體應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展就是她的發(fā)展。當(dāng)光線較暗時(shí)，就看不清水銀位置，這給觀察者帶來不便。作為一名測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生，理應(yīng)對(duì)單片機(jī)有更深的了解，本著開拓創(chuàng)新的思想，需要設(shè)計(jì)了帶語音播報(bào)功能的溫度測(cè)量?jī)x。采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行采集不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。1 引言 課題研究意義 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的參數(shù)之一，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用尤其廣泛，溫度采集系統(tǒng)則是單片機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)典型的應(yīng)用。隨著嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)已經(jīng)以其體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低、使用靈活等特點(diǎn)顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。普通大眾所常見的溫度計(jì)是玻璃管溫度計(jì)，它是靠管內(nèi)水銀升降來判斷溫度值的高低。而使用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻結(jié)合凌陽16位單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)出來的熱敏電阻溫度計(jì)則克服了普通溫度計(jì)的許多缺點(diǎn)，使用更方便，而且更加準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)始于20世紀(jì)50年代，1965年美國(guó)首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非熟練人員操作，并且測(cè)試任務(wù)由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)控制完成。20世紀(jì)70年代中后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)融為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。這類系統(tǒng)主要用于實(shí)驗(yàn)室，在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也有一定的應(yīng)用。例如：STD總線系統(tǒng)。現(xiàn)代的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在系統(tǒng)初始化、編程、修改、擴(kuò)充等方面，變得比過去更加容易。目前，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一種較為肯定的發(fā)展趨勢(shì)是：把個(gè)人計(jì)算機(jī)同數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制任務(wù)的自動(dòng)化。特別是在高速電路中的毛刺捕獲、火箭噴氣流量的動(dòng)態(tài)測(cè)試以及遙感測(cè)試等場(chǎng)合需要高速或超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)。2 設(shè)計(jì)需求分析 總體需求結(jié)合當(dāng)前我的設(shè)計(jì)及實(shí)際情況，具有以下任務(wù)需求：利用凌陽SPCE061A單片機(jī)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的組合編程實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量和語音播報(bào)。 硬件需求 基于本設(shè)計(jì)的需要并從經(jīng)濟(jì)角度考慮，我選擇了凌陽SPCE061A單片機(jī)作為硬件支持，它除了具有單片機(jī)最小系統(tǒng)外，還包擴(kuò)有電源電路、音頻電路、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便攜帶。 軟件工具需求選定了硬件后就需要編寫軟件了，本設(shè)計(jì)選用的編程軟件為C語言和凌陽匯編。主要包括以下部分的程序：系統(tǒng)初始化程序、鍵盤掃描程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、溫度計(jì)算程序、語音播報(bào)程序。3 凌陽單片機(jī)簡(jiǎn)介作為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部件，凌陽SPCE061A單片機(jī)起著至關(guān)重要的作用，影響著整個(gè)設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟，本章將對(duì)凌陽SPCE061A單片機(jī)進(jìn)行具體詳細(xì)的介紹。凌陽的16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。圍繞μ’nSP?所形成的16位μ’nSP?系列單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱μ’nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以μ’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件。除此之外的其它