【正文】 40 寫、擦除流程圖 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)若要使用閃存，必須先在閃存編程前，對(duì)其進(jìn)行擦除。系統(tǒng)提供 W29C040 的讀寫模塊，該模塊可以應(yīng)用于 W29C040 同系列的相關(guān)的芯片中。但語音數(shù)據(jù)單靠芯片自身的容量顯然不夠，需要外部?jī)?chǔ)存器， W29C040 就是其中一款。 DAC 輸出音頻信號(hào)，高頻階梯信號(hào)被 C25 過濾，保留音頻信號(hào)，再經(jīng)過 C23 隔直，隔離音頻信號(hào)當(dāng)中的直流分量，交流信號(hào)經(jīng)過音頻放大器 SPY0030 阻抗變換輸出，即可驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。為不影響恒流源的輸出精度，電阻應(yīng)小于 1K 時(shí)，恒流源只能工作在 范圍。 把 DAC 的 J2 與引腳1 相連，并連接一個(gè) R10 的電阻接地，從而為程序產(chǎn)生可變的恒壓源，最大電壓 3V。MIC 錄音輸入電路如圖 所示 圖 MIC錄音電路圖 DAC 放音電路 取出外部?jī)?chǔ)存器 W29C040 中儲(chǔ)存的語音數(shù)據(jù)，通過解碼以 8kHz 的速率進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)化輸出，電容濾波后，恢復(fù)原始語音數(shù)據(jù)波形，并經(jīng)過 SPY0030 進(jìn)行語音放大處理。 MIC 可以理解為隨聲壓變化的電阻， MIC 的 2 引腳之間的電壓差 隨聲音的大小和頻率變化。 AGC 會(huì)根據(jù)輸入電平信號(hào)的變換而自動(dòng)進(jìn)行增大或減小放大器的增益，確保輸入 A/D 的信號(hào)保持在最佳電平。 MIC 將語音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，直流部分被隔直電容隔掉，再輸入 SPCE061A的內(nèi)部前置放大器。如圖 所 示： 圖 復(fù)位電路圖 按鍵電路 按鍵電路的語音錄放通過產(chǎn)生中斷來控制，其電路包括播放、錄音、暫停、三種功能。 如圖 所示： 圖 鎖相環(huán)電路圖 8 復(fù)位電路 復(fù)位即使單片機(jī)的內(nèi)存值和寄存器變成初始值的操作。 MHz 是系統(tǒng)默認(rèn)的自激振蕩頻率位。晶振選用頻率 32768Hz，兩端分別連接 20p 的接地電容，并連接單片機(jī) OSCI、 OSCO 兩個(gè) 引腳上。 系統(tǒng)時(shí)鐘和復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 振蕩是指單片機(jī)內(nèi)部具有振蕩電路和選頻放大器，若振蕩信號(hào)從外接晶體輸入端輸入，單片機(jī)就會(huì)振蕩 。? nSPTM算術(shù)邏輯運(yùn)算 ALU 具有出色的運(yùn)算能力，在內(nèi)積運(yùn)算、帶移位操作的算術(shù)邏輯運(yùn)算、 16 位基本的算術(shù)邏輯運(yùn)算、以及應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理的 16 位乘法運(yùn)算等運(yùn)算出色；而寄存器組有專業(yè)寄存器和通用寄存器之分，由 8 個(gè) 16 位寄存器組成。? nSPTM內(nèi)核主要由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、總線、 中斷系統(tǒng)及堆棧、寄存器組等組成。? nSP?內(nèi)核結(jié)構(gòu) 凌陽 SPCE061A單片機(jī)采用凌陽 39。 圖 SPCE061A內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)圖 ADC 并行I/O DAC μ’ nSP?內(nèi)核 WATCHDOGAO PWM 輸出 串行口 低電壓檢測(cè)和復(fù)位 RAMamp。 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)性能 SPCE061A 單片機(jī)的主要性能： ? 電源電壓范圍較寬： 5 ? 系統(tǒng)時(shí)鐘范圍較廣： ? 內(nèi)部設(shè)置 32K 字 FLASH 和 2K 字 SRAM ? 中斷處理能力 強(qiáng) ? 具有可編程音頻處理功能 ? 兩個(gè) 16 位可編程 T/C ? 兩路 10 位數(shù) /模轉(zhuǎn)換（ DAC）輸出通道 ? 七通道 10 位電壓模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC） ? 內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)增益控制（ AGC）電路和 MIC 麥克風(fēng)放大器 ? 內(nèi)部設(shè)置在線仿真 ICE 接口 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 和圖 是 SPCE061A 單片機(jī)內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)。? nSP?單片機(jī)具 有集成度高、可靠性好、易于擴(kuò)展、體積小、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并且集成在一個(gè)芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了可靠性和抗干擾能力，還減少了各功能部件之間的連線。? nSP?系列產(chǎn)品 SPCE500A 等之后凌陽科技推出的 16 位微處理器。凌陽單片機(jī) SPCE061A 應(yīng)運(yùn)而生。為了實(shí)現(xiàn)錄放音的功能，需要對(duì)其進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)。 通過比較，選用凌陽單片機(jī) SPCE061A 和外部存儲(chǔ)器 W29C040 來實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)數(shù)碼錄音與播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此環(huán)境提供了語音錄放的庫函數(shù)，只要了解庫 函 數(shù)的使用，很容易完成語音錄放，并且支持 C 語言，可實(shí)現(xiàn) C 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用。 W29C040 的儲(chǔ)存器是臺(tái)灣華邦公司生產(chǎn)的 W29C040 的儲(chǔ)存器是一款 FLASH 儲(chǔ)存芯片，利 于 它 儲(chǔ)存的語音數(shù)據(jù)資源，可以播放幾分鐘的聲音。雖然它在功能上也在不斷提高，但 51 單片機(jī)的 DSP 處理能力方面比較弱，處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力的有待提高，集成化程度不高，處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力的有待提高。凌陽 16位單片機(jī)能夠提供了特殊指令，并在應(yīng)用添加上 DSP 功能，充分在語音處理能力方面有發(fā)揮著它的 優(yōu)勢(shì)。? nSP?CPU 為內(nèi)核，根據(jù)功能模塊需求為選擇合適的結(jié)構(gòu)。? nSP?單片機(jī)就是基于 SOC 的新型數(shù) /?；旌系南到y(tǒng)芯片。 方案選擇 在工業(yè)技術(shù)不斷革新和集成電路大規(guī)模的影響下，單片機(jī)片內(nèi)不斷擴(kuò)展外圍電路功能和片上系統(tǒng)（ SOC）發(fā)展，也包含數(shù)字邏輯電路部分，既有數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)常用模擬部件，也包含 數(shù)字邏輯電路部分，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)在片內(nèi)的集成。? nSP?單片機(jī)就是基于 SOC 的新型數(shù) /?；旌系南到y(tǒng)芯片。伴隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的功能也越來越強(qiáng)大，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)也進(jìn)入片上系統(tǒng)（ soc， system on chip）時(shí)代。并且單片機(jī)的市場(chǎng)需求量也在日益增長(zhǎng)。單片機(jī)處理能力得到了提高是伴隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的提高，運(yùn)算能力的提高和處理系統(tǒng)指令速度的提高；程序加密和儲(chǔ)存容量加大使存儲(chǔ)器更加優(yōu)化；接口編程能力增加改進(jìn)了接口、增加并行口的驅(qū)動(dòng)能力；采用外圍集成電路和串行總線結(jié)構(gòu)使結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化；再加上體積不斷減小和降低功耗。利用單片機(jī)作為控制中心，簡(jiǎn)單控制對(duì)象，無需增加外部設(shè)備；而復(fù)雜 的控制對(duì)象，也只需擴(kuò)上一些器件在單片機(jī)的基礎(chǔ)上就能完成。單片機(jī)（ One Chip Microputer或 Single Chip Microputer）將 CPU 和具有一定容量的隨機(jī)存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（ TIMER/COUNTER）、并行輸入輸出接口和串行通信接口等多個(gè)功能部件利用半導(dǎo)體集成技術(shù)集成一個(gè)芯片上，形成具有完整計(jì)算機(jī)功能的大規(guī)模集成電路，并具備獨(dú)立的指令系統(tǒng)智能器件。單片機(jī)價(jià)格低、功能強(qiáng)、價(jià)格低、使用靈活等特點(diǎn)，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景。單片機(jī)的種類繁多，所以需要選擇正確的單片機(jī)用來實(shí) 3 現(xiàn)錄放音的功能。 關(guān)于程序設(shè)計(jì)， 使用匯編語言對(duì)錄音部分進(jìn)行編程，使用 C 語言對(duì)放音部分進(jìn)行編寫，整體過程需要使用凌陽單片機(jī)的庫函數(shù)、相應(yīng)的 API 應(yīng)用程序接口來編程。由于凌陽單片機(jī)內(nèi)部?jī)?chǔ)存有限，所以需要一款外部存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)此數(shù)據(jù)信息，達(dá)到更長(zhǎng)的錄音時(shí)間，因而選用外部存儲(chǔ)器 W29C040。用凌陽單片機(jī)為核心，并連接外部?jī)?chǔ)存器W29C040 來擴(kuò)展其存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼錄音和播放功能。而凌陽單片機(jī) SPCE061A 的語音系統(tǒng)符合以上發(fā)展前景。目前，語音系統(tǒng)集成電路從過去單一的功能向微型化、多功能、智能化發(fā)展。我相信隨著信息的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信的不斷完善等一系列相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)現(xiàn)，這一夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)總有一天會(huì)成真。相較語音無疑沒有辦法更有效更人性化的跟我們實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。單片機(jī)憑借其低電壓、低 2 功耗、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)廣受研究者與消費(fèi)者的喜愛，并被廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，充分實(shí)現(xiàn)了其語音錄放的價(jià)值，具有很高的發(fā)展前景。而數(shù)字錄音卻是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并儲(chǔ)存在相關(guān)介質(zhì)中的一種數(shù)字語音處理技術(shù)。 在研究錄放音的過程中，過去人們用磁帶。諸如，學(xué)校，公安，鐵路等單位對(duì)語音的需求量也變得更多。我們可以通過凌陽單片機(jī) SPCE061A 和外部?jī)?chǔ)存器 W29C040 來實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)外研究的不斷成熟，預(yù)示著語音功能的重要性。 1 單片機(jī)的數(shù)碼錄音與播放的概述 伴隨著然門對(duì)語言處理的不斷研究，越來越多的數(shù)碼錄音產(chǎn)品受到人們的青睞。系統(tǒng)包含 DAC 放音電路，MIC 錄音電路，復(fù)位與時(shí)鐘電路，按鍵電路和 W29C040 儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路。 本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一套包含數(shù)碼錄音與播放的單片機(jī)系統(tǒng)。而單片機(jī)錄音系統(tǒng)幫我們改變了這一點(diǎn)，它體積小，以數(shù)字電路為基礎(chǔ)與微處理器連接，用數(shù)字語音電路實(shí)現(xiàn)錄音播放的功能。 過去，我們用磁帶來對(duì)我們需要的信息進(jìn)行記錄，儲(chǔ)存。?nSP? 內(nèi)核結(jié)構(gòu) .............................................. 6 系統(tǒng)時(shí)鐘和復(fù)位電路 ............................................... 6 時(shí)鐘電路 ................................................... 6 鎖相環(huán)電路 ................................................. 7 復(fù)位電路 ................................................... 8 按鍵電路 ......................................................... 8 MIC 錄音電路 ..................................................... 8 DAC 放音電路 .................................................... 9 外部?jī)?chǔ)存器 W29CO40 電路 .......................................... 10 單片機(jī)與外部?jī)?chǔ)存器連接電路 ...................................... 13 4 單片機(jī)的錄放音軟件設(shè)計(jì) ............................................... 14 凌陽音頻的介紹 ................................................... 14 音頻概述 .................................................... 14 數(shù)字音頻的采樣和量化 ........................................ 14 音頻格式 .................................................... 14 語音壓縮編碼基礎(chǔ) .......................................... 15 凌陽音頻編碼算法 ................................................ 16 IV 壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn) ............................................ 16 壓縮分類 .................................................. 16 常用的音頻形式和壓縮算法 .................................. 16 程序接口介紹 .............................................. 17 相關(guān) API 介紹 .............................................. 18 錄音 MIC 設(shè)計(jì)流程圖 .............................................. 21 DAC 放音設(shè)計(jì)流程圖 .............................................. 21 單片機(jī)與外部?jī)?chǔ)存器系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................. 23 5 系統(tǒng)調(diào)試和功能實(shí)現(xiàn) ................................................... 24 硬件調(diào)試 ........................................................ 24 軟件調(diào)試 ........................................................ 25 SPCE061A 的開發(fā)方式 ....................................... 25 開發(fā)環(huán)境 .................................................. 26 6 結(jié)束語 ............................................................... 26 附錄 1：系統(tǒng)原理圖 ....................................................... 28 附錄 2：源程序 ........................................