【正文】 置有 32 位 I/O 端口， 2 路 DA 轉換， 8 路 AD轉換， 14 個中斷源以及在線仿真等功能?？梢?， SPCE061A 單片機資源豐富、具有極高的性價比。且 SPCE061A 中不僅具有語音識別功能 ,而且具有豐富的語音函數(shù)庫，便于編程實現(xiàn)。 經過上述比較，在控制模塊中方案三比方案一及方案二更優(yōu)，操作簡單、方便，性能可靠，工作穩(wěn)定，方案三是一種最經濟的選擇。電路輸出用二極管檢波 電路 產生反饋電壓調節(jié)前級電路實現(xiàn)自動增益的調節(jié)。又考慮到 AD7520 是一種廉價型的 10 位 D/A轉換芯片 ， 其輸出 Vout=DnV/210， 其中 Dn為 10 位數(shù)字量輸入的二進制值 ， 可滿足 210=1024 擋增益調節(jié) ,滿足題目的精度要求。 方案三 根據(jù)題目對放大電路的增益可控的要求 ， 可以 考慮直接選取 增益 可調的運放實現(xiàn) ， 如運放 AD603。 增益放大模塊方案比較及選擇 方案一 本方案由于大量采用分立元件 ， 如 電容、 三極管等 ， 電路比較復雜 ，工作點難于調整 ， 尤其增益的定量調節(jié)非常困難。 方案二 由于 AD7520 對輸入?yún)⒖茧妷?V有一定幅度要求 ， 為使輸入信號在mV～ V每一數(shù)量級都有較精確的增益 ,最好使信號在到達 AD7520前經過一個適應性的幅度放大調整 ,再通過 AD7520 衰減后進行相應的后級放大 ， 并使前后級增益積為 1024， 與 AD7520 的衰減分母抵消 ,即可實現(xiàn)程控放大。 方案三 AD603 能提供由直流到 30MHz 以上的工作帶寬 ， 單級實際工作時可提供超過 30dB 的增益 ,兩級級聯(lián)后即可得到 60dB 以上的增益。這種方法的優(yōu)點是電路集成度高、條理較清晰、控制方便、易于數(shù)字化第二章 設計方案及論證 8 用單片機處理。 系統(tǒng)方案設計 如圖 25 所示，是程控濾波器原理方框圖。其原理框圖如圖 23。用 MAX262 專用程控濾波器芯片，通過 軟件 設置不同的工作模式，完成巴特沃茲低通濾波器、巴特沃茲高通濾波器和四階橢圓型低通濾波器功能。 凌陽單片機 SPCE061A最小系統(tǒng)設計 SPCE061A 不但具有微控制器的功能，還具有 DSP 運算功能，可用來進行數(shù)字信號處理。較 高的處理速度使 μ?nSP?能非常容易、快速地處理復雜的數(shù)字信號。 SPCE061A 封裝形式為 PLCC84，結構如圖 31 所示。工作電壓： VDD 為 ～ V(CPU),VDDH 為~ V(I/O)， CPU 時鐘為 ～ MHz。 (3) 使用凌陽科技的音頻編碼 SACM_S240 方式 ( Kb/S)能容納 210 S的語音數(shù)據(jù)。 (5) 具備串行設備接口；具有低電壓復位 (LVR)功能和低電壓監(jiān) 測 (LVD)功能；內置在線仿真電路 ICE(In—Circuit Emulator)接口 ， 具有保密功能，調試與書寫程序只需一根并口線與計算機 25 針并口連接 ；具有 WatchDog 功能。 第三章 硬件電路設計 11 IOB3IOA5IOA0IOB5I O A 1 2IOA4I C E _ SD AIOB0I O B 1 5AV S S1I C E _ SC KVCPI O A 1 4IOA8VDDHIOA1VCMIOB9AVSS1IOB4O SC OVDDHI O B 1 2I O B 1 3O PIVDD_PIOB1SL E EPIOB8I O A 1 1AG CI O A 1 0I O B 1 4VRTIOA3IOB7IOB10I O A 9IOA6IOA2MICPVR E F 2O SC IIOB6I O B 1 1I O A 1 5I C E _ ENAV S S1RES_BIOB2VSSI O A 1 3IOA7M I C O U TVSSVSSVMICVSS VDDHD AC 1D AC 2D ACM I C NVSSVDD_AVSS VSSVD DC8104C 28104C 18104C 31104C7104O S C 32O12O S C 32I13X T E S T14V D D15X I C E16X I C E C L K17X I C E S D A18V S S19P V I N20D A C 121D A C 222V R E F 223V S S24A G C25O P I26M I C O U T27M I C N28P F U S E29MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC39NC40NC30NC31NC32I O A 954I O A 1055I O A 1156I O A 1257I O A 1358I O A 1459I O A 1560X R O M T61V S S62X S L E E P63I O B 1564I O B 1465I O B 1366I O B 1267I O B 1168P V P P69VDDH75IOB1076IOB977NC70NC71NC72NC73NC74IOB878IOB779IOB680IOB581IOB41IOB32IOB23NC82NC83NC84IOB14IOB05XRESB6VDD7VCP8VSS9NC10NC11U1C5100 u+C4100 u+C 17100 u+C 27100 u+C 29100 u+VSSC220pC920pY1327 68O s c i l l a t o rVC PVSSC 10104C4330 0pP L LR2 KR ES _ BVSSC1104S1R E S E TR1 KVDDSL E EPVD DVSS1 2D2L E D1 2D1L E DR 131KR 12330+12J1C O N 2V R TC 22104C 19100 μV R E F 2A V S S 1V R E F123S5C O N 3R 28 K12345J4C O N 5V D DI C E _E NI C E _S C KI C E _S D AV S SP R O B E 圖 32 SPCE061A最小系統(tǒng) SPCE061A 最小系統(tǒng)中，包括 SPCE061A 芯片外圍的基本模塊有：晶振輸入模塊（ OSC）、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL）、復位電路（ RESET）、指示燈（ LED）等。 晶振輸入模塊（ OSC） ： μ?nSP?的時鐘電路是采用晶體振蕩電路。外接晶振采用 32768Hz。 鎖相環(huán)外圍電路 （ PL） ： PLL 鎖相環(huán)的作用是將系統(tǒng)提供的實時時鐘基頻 (32768Hz)進行倍頻，調整至 、 、 、 或 。 復位電路（ RESET） ：復位是對 61板內部的硬件初始化，由阻容電路第三章 硬件電路設計 12 完成上電復位功能，通電時自動復位。SPCE061A 可通過編程來啟用低電壓監(jiān)測和低電壓復位功能，可對系統(tǒng)的電源電壓進行監(jiān)控，使系統(tǒng)能運行在一個正常、可靠的工作環(huán)境，一旦出現(xiàn)電源異常的情況，能立即采取相對應的措施，使系統(tǒng)及時恢復正常。該電路具有手動和上電復位 兩種功能。導致電源電壓過低的原因很多，如電壓的反跳、負載過重、電池電量不足等。 WatchDog 是用來監(jiān)視系統(tǒng)的正常運作。如果在限定的時間內， WatchDog 計數(shù)器沒有被清除， CPU 就會認為系統(tǒng)已經無法正常工作，將會進行系統(tǒng)復位 (reset)。因為 WatchDog的溢出復位信號 WatchDog_Reset 由 4Hz 時基信號經 4 分頻之后產生的，即每 4 個 4Hz 時基信號 (1 秒 )將會產生一個 WatchDog_Reset 信號。 基于 MAX262的程控濾波器設計 程控濾波器部分采用 MAX262 專用芯片，通過設置 MAX262 的工作方式，實現(xiàn)不同的濾波要求。設置為工作方式 3 時，實現(xiàn)題目中四階橢圓 型低通濾波器的要求。它內部集成了 2 個結構相同的二階通用開關電容有源濾波器及 1 個獨立的運算放大器 OP。對濾波器的方式，中心頻率 f0，品質因數(shù) Q 可通過 D0D A0～ A3 端口線在 WR 上升沿寫入所選中的內部單元來設置濾波器的工作方式、中 心頻率 f0以及品質因數(shù) Q 等參數(shù)。 圖 33 是它的引腳排列情況。 V —— 負電源輸入端。 CLKA —— 外接晶體振蕩器和濾波器 A 部分的時鐘輸入端，在濾波器內部，時鐘頻率被 2 分頻。 CLKOUT —— 晶體振蕩器和 RC 振蕩的時鐘輸出端。 INA、 INB —— 濾波器的信號輸入端。 LPA、 LPB —— 低通濾波器輸出端。 WR —— 寫入有效輸入端。此外，還可以接收 TTL電平信號，并上升沿鎖存輸人數(shù)據(jù)。 D0、 D1 —— 數(shù)據(jù)輸入端，可用來對 f0和 Q 的相應位進行設置。 OP IN —— MAX262 的放大器反向輸入端。 MAX262由 2個二階濾波器 (A和 B兩部分 )、2 個可編程 ROM 及邏輯接口組成。 濾 波 器 A濾 波 器 BI N B PB P I NC L K AO S O C L K BC L K O U TL P H PH PL P信 號輸 入信 號輸 出V +V G N D數(shù) 據(jù) 輸 入 5 V+ 5 V 圖 34 MAX262內部結構 該電路的主要特性有： （ 1） 配有濾波器設 計軟件，可改善濾波特性，帶有微處理器接口 。 （ 3） 對中心頻率， f0和品質因數(shù) Q 可獨立編程 。 第三章 硬件電路設計 15 （ 5） 中心頻率 f0的范圍為 75kHz?？稍?WR 的下降沿經邏輯接口給濾波器 A、 B中的 fclk/f0、 Q 及工作模式控制字分別賦予不同的值，從而實現(xiàn)各種功能的濾波。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAAV SS 2VD D HDAC1VC MM I C O U TAV SS 1 VM I CAVSS1VD D _ PV3VD D H 3VD DVD D _ AV5I O A 1VD D HI O B 1 1I O B 1 4I O B 6I O B 5I O B 0VS SI O A 1 4I O B 8I O A 3VS SI O A 4I O A 0I O A 1 1VD D HI O A 1 2I O B 1 5I O A 2VS SI O B 1 3I O B 1 0I O A 7I O A 1 0I O A 6VS SVD D HI O A 1 5I O A 9I O B 7I O B 4I O A 5 I O A 1 3VD D HI O B 9I O B 2I O B 1I O B 1 2I O B 3I O A 8AV SS 1AVSS1IOB3IOA5IOA0IOB5I O A 1 2IOA4I