【正文】 統(tǒng)增加語音播放功能，還需要外接芯片，對外圍電路來說，比較復(fù)雜，且軟件實現(xiàn)也比較麻煩。 方案二：此方案采用 SPCE061A 單片機(jī)實現(xiàn)，此單片機(jī)內(nèi)置 8 路 ADC 和 2路 DAC，且集成開發(fā)環(huán)境中，配有很多語音播放函數(shù)，用 SPCE061A 實現(xiàn)語音播放極為方便。 `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 3 測量部分 方案一：采用熱敏電阻，可以滿足 40℃ 到 90℃ 的測量范圍， 但熱敏電阻精度、重復(fù) 性和 可靠性都比較差，對檢測小于 1℃ 的信號是不適用的。 綜上所述，在該系統(tǒng)中采用以凌陽單片機(jī) SPCE061A 為控制核心，以傳感器 Pt1000 為傳感器采集溫度信號，以 PID 算法控制繼電器實現(xiàn)水溫自動調(diào)節(jié)的電子裝置。 結(jié)構(gòu) 覽要 圖 SPCE061A 結(jié)構(gòu)覽圖 SPCE061A 配備了凌陽科技開發(fā)的最新的 16 位微處理器 u?nSP。 2K 字的 SRAM 和 32K 字的閃存 ROM 僅占一頁存儲空間， 32 位可編程的多功能 I/O 端口；兩個 10 位定時器 /計數(shù)器； 32768Hz 實時時鐘；低電壓復(fù)位 /監(jiān)測功能； 8 通道 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入功能并具有內(nèi)置自動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；內(nèi)置在線仿真板接口 。 功能描述 SPCE061A 內(nèi)包含 8 個寄存器： 4 個通用寄存器 R1R4，一個程序計數(shù)器 PC，1 個堆棧指針 SP，一個基址指針 BP 和一個段寄存器 SR。 MR 可被用作乘法運算和內(nèi)積運算的目標(biāo)寄存`基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 5 器。 存儲器 1)RAM SPCE061A 有 2K 字的 SRAM， 地址范圍從 $000000 到 $0007FF。對閃存設(shè)置保密設(shè)定后，其內(nèi)容不能再通過 ICE 被讀寫，也就可以使程序不被 他人讀取。系統(tǒng)默認(rèn)的 PLL 自激振蕩頻率為 MHz。 系統(tǒng)時鐘頻率 (Fosc)和 CPU 時鐘頻率(CPUCLK)可以通過對 P_System_Clock(寫 )($7013H)單元編程來控制。 可以通過對 P_System_Clock 單元編程完成對系統(tǒng)時鐘和 CPU 時鐘頻率的定義。這樣，可以避免系統(tǒng)在喚醒初始時刻讀 ROM 出現(xiàn)錯誤。 SPCE061A 通過對 32768Hz 實時時鐘源分頻而提供了多種實時時鐘中斷源。 ``本科 畢業(yè)（設(shè)計）論文 6 輸入 /輸出端口 (I/O,Input/Output) 輸入輸出端口是系統(tǒng)與其他設(shè)備 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的 接口 。 A 口既是具有可編程喚醒功能的普通 I/O 口，又可與 ADC 的多路 LINE_IN 輸入共用 (IOA[60]與 LINE_IN[17]共用 )； B 口除了具有普通的 I/O 口功能外，在特定管腳上還可以完成一些特殊的功能。IOA[70]口為鍵喚醒源，通過讀 P_IOA_Latch 單元來鎖存 IOA[70]端口的電平狀態(tài)，從而可激活其喚醒功能。 B 口除了具有常規(guī)的輸入 /輸出端口功能外，還有 一 些特殊功能，如下表所示： 表 B 端口 特殊 功能介紹表 口位 特殊功能 功能描述 IOB0 SCK 串行接口 SIO 的時鐘信號 IOB1 SDA 串行接口 SIO 的數(shù)據(jù)傳送信號 IOB2 EXT1 外部中斷源（下降沿觸發(fā)） `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 7 IOB2 Feedback_outPut1 與 IOB4 組成一個 RC 反饋電路，獲振蕩信號 IOB3 Feedback_outPut2 與 IOB5 組成一個 RC 反饋電路，獲振蕩信號 EXT2 外部中斷源（下降沿觸發(fā)） IOB4 Feedback_InPut1 IOB5 Feedback_InPut2 IOB6 IOB7 Rx 通用異步串行數(shù)據(jù)接收端口 IOB8 APWMO TimerA 脈寬調(diào)制輸出 IOB9 BPWMO TimerB 脈寬調(diào)制輸出 IOB10 Tx 通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送端口 如下圖所示的電路顯示了帶有反饋應(yīng)用的 IOB IOB IOB4 和 IOB5 等端口的設(shè)置情況。 圖 帶有反饋設(shè)置的端口電路圖 模數(shù) (ADC)轉(zhuǎn)換器與數(shù)模 (DAC)轉(zhuǎn)換器 SPCE061A 有 8 個 10 位模 數(shù)轉(zhuǎn)換器通道，其中 7 個通道用于將模擬量信號(例如 電壓 信號 )轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，可以直接通過引線 (IOA[06])輸入。實際上可以把 ADC 看作是一個實現(xiàn)模 /數(shù)信號轉(zhuǎn)換的編碼器。``本科 畢業(yè)（設(shè)計）論文 8 DAC DAC2 轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號分別通過 AUD1 和 AUD2 管腳輸出 。在 SPCE061A 內(nèi)通過 IOB0 和 IOB1 這兩個端口實現(xiàn)與設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換功能。中斷控制器可以處理 3 種 FIQ 中斷和14 種 IRQ 中斷，以及一個由指令 BREAK 控制的軟中斷。也就是說， FIQ 中斷可以中斷 IRQ 中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行，而 CPU 執(zhí)行相應(yīng)的 FIQ 中斷服務(wù)子程序的過程不能被任何中斷源的中斷請求中斷。 TimerA為通用計數(shù)器， TimerB 為多功能計數(shù)器。定時器發(fā)生溢出后會產(chǎn)生一個溢出信號 (TAOUT/TBOUT)。此外，定時器溢出信號還可以用于觸發(fā) ADC 輸入的自動轉(zhuǎn)換過程和 DAC 輸出的數(shù)據(jù)鎖存。當(dāng)計數(shù)值達(dá)到 0xFFFF 后，定時器 /計數(shù)器溢出，產(chǎn)生中斷請求信號，被 CPU 響應(yīng)后送入中斷控制器進(jìn)行處理， N 值將被重新載入定時器 /計數(shù)器并重新開始計數(shù)。時鐘源 A 和時 鐘源 B 組合，為 TimerA 提供多種計數(shù)速度。例如，如果時鐘源 A 為 “1”， TimerA 的時鐘頻率將取決于時鐘源B；如果時鐘源 A 為 “0”，將停止 TimerA 的計數(shù)。下圖為一個 3/16 的脈寬調(diào)制占空比輸出信號產(chǎn)生過程的時序。此類PMW 信號可以用于控制馬達(dá)及其它設(shè)備的速度。因此，時鐘源 B 能用于一個精確的時間計數(shù)器。 低電壓監(jiān)測 /復(fù)位 (LVD,Low Voltage Detect) 低電壓監(jiān)測功能可以提供系統(tǒng)內(nèi)電源電壓的使用情況。假定Vlvd=， 當(dāng)系統(tǒng)電壓 Vcc 低于 時， P_LVD_Ctrl 單元第 15 位返回值為 “1”，這樣， CPU 可以通過可編程電壓監(jiān)測低限來完成低電壓監(jiān)測。引起 SPCE061A 復(fù)位通常有 2 個途徑：電源上電復(fù)位和低電壓復(fù)位。導(dǎo)致電源電壓過低的原因很多，如電壓的反跳、負(fù)載過重、電池能量不足 等 。 [14] `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 11第 4 章 水溫控制系統(tǒng)硬件功能模塊設(shè)計 系統(tǒng)總體 方案 框圖及說明 圖 系統(tǒng)整體 方案 框圖 根據(jù) 水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計要求及功能，大致可以將系統(tǒng)分為六個部分（ 如圖 所示），各部分實現(xiàn)的功能大概介紹如下： 1 鍵 盤設(shè)定 單元， 用于溫度設(shè)定，共三個鍵。 2 數(shù)據(jù)采樣 單元 將電壓信號 傳送給數(shù)據(jù) 處理單元 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后，換算成溫度值，用于播報和顯示。 4 數(shù)據(jù)顯示 單元 采用三位八段數(shù)碼管顯示，設(shè)置溫度和測量溫度，顯示小數(shù)點后 1 位數(shù)字。 6 繼電器 /熱電爐 單元是 通過三極管控制繼電器開關(guān)來完成對熱電爐功率控制。因為Pt1000 在 0 攝氏度時，阻值為 1 千歐，在 100 攝氏度時 ，阻值為 1380 歐，則所表示的阻值變換從 0—380 歐，電壓從 0V—。因為 Pt1000 中電流基本為 1—2mA,則 其 電壓就在0—380mV 波動。 1)HT9274 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 HT9274 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 該芯片內(nèi)置 4 個參數(shù)一樣的放大器，其正負(fù)電壓輸入、輸出端如上圖所示。 2)信號采集 (測溫 )部分電路 設(shè)計 圖 測溫部分電路圖 `基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng) 13通過溫度的變化，將影響到 Pt 電阻阻值的變化，然后通過調(diào)整分壓電阻 R3的阻值來使電路獲得合適的輸入信號，經(jīng)過兩級放大后，輸出至 SPCE061A 的A/D 轉(zhuǎn)換端口。隨著溫度的改變， Pt 電阻的阻值也相應(yīng)發(fā)生變化， HT9274的放大倍數(shù)也就發(fā)生變化。經(jīng)過放大輸出后的電壓信號經(jīng)過單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換后，換算成溫度值，用于播報和顯示。其中如圖所示 1E 、 2E 、 E3 作為附加控制端。否則譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，這 3 個端也叫作 “片選 ”輸入端，利用片選的作用可以將多片連接起來以擴(kuò)展譯碼器的功能。如果把 E3 作為數(shù)據(jù)輸入端 (同時令 1E = 2E =0)，而將 CBA 作為 “地址 ”輸入端，那么從 E3 送來的數(shù)據(jù)只能通過由 CBA 所指定的一根線輸出去。 2)數(shù)碼管 LED5641A 介紹 圖 LED5641A 引腳圖 本次設(shè)計選用了 凌陽公司生產(chǎn)的 8 段數(shù)碼管 LED5641A 來對溫度值進(jìn)行顯示， LED 發(fā)光器件一般常用的有兩類：數(shù)碼管和點陣。其中 P 為小數(shù)點。 在 該 LED 數(shù)碼管中，所有筆段的 LED 發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起， 所以在連接方式上來說屬于共陰