【正文】 圖 32 SPCE061A 的片內(nèi)存儲(chǔ)器地址映射 0x7000～ 0x7FFF 為系統(tǒng)的特殊功能寄存器區(qū)。 SPCE061A 是一個(gè)用閃存替代掩膜 ROM 的 MTP（多次編程）芯片，具有 32K字 （ 32K16 位 ） 閃存容量。為了安全起見(jiàn)，不對(duì)用戶開(kāi)放整體擦除功能。全部 32K字閃存均可在 ICE 工作方式下被編程寫入或擦除 。 其電路圖如圖 33。凌陽(yáng)壓縮算法中 SACM A20SACM S480、 SACM S240 主要是用來(lái)放音，可用語(yǔ)音提示，而 DVR 則可用于錄、放音。然而，通過(guò)前面介紹可以知道麥克風(fēng)輸入所生成的 WAVE 文件，其占有的存儲(chǔ)空間很大，對(duì)于單片 機(jī)來(lái)說(shuō)想要存儲(chǔ)大量的信息顯然是不可能的。該庫(kù)將 A/D、編碼、解碼、存儲(chǔ)及 D/A 做成相應(yīng)的模塊，對(duì)于每個(gè)模塊都有其應(yīng)用程序接口 API，所以只需要了解每個(gè)模塊所要實(shí)現(xiàn)的功能及其參數(shù)的內(nèi)容，然后調(diào)用該 API 函數(shù)即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。 SPCE061A 內(nèi)置了專用的 MIC 輸入通道和音頻輸出 DAC，并具有較高的處理速度，因此非常適合對(duì)音頻信號(hào)的處理，如 語(yǔ)音播放、語(yǔ)音錄制等。為方便用戶將 SPCE061A 應(yīng)用于語(yǔ)音產(chǎn)品，凌陽(yáng)公司提供了多種音頻編解碼算法及其 API 函數(shù)庫(kù)，即 SACMLIB（文件名為 ， 26e 為版本號(hào)）。 SACMLIB 庫(kù)中包含的常用音頻編解碼算法如表 32 所示。 MS480 SAC MS480 壓縮算法的壓縮比較大，音質(zhì)沒(méi)有 SACM A2020 好，適用于對(duì)音質(zhì)要求不是很 高的語(yǔ)音播放場(chǎng)合。其播放流程與 SACM A2020 完全相同，僅僅將 SACM A2020 播放程序調(diào)用的函數(shù)名中的 “A2020”全部替換為 “S480”即可。無(wú)論是自動(dòng)播放還是手動(dòng)播放，將解碼后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)通過(guò) DAC播放出來(lái)的過(guò)程都是在中斷服務(wù)程序中完成的。用戶需要在 FIQ TIMERA 中斷服務(wù)程序中調(diào)用 F FIQ SERVICE SACM A2020 函數(shù)完成語(yǔ)音播放。錄音是從語(yǔ)音采樣、壓縮編碼到存儲(chǔ)的過(guò)程， SACM DVR 的錄音采用了 SACM A2020 壓縮編碼。 SACM DVR 在程序初始化之后，不斷將采集到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，然后存儲(chǔ)在特定的存儲(chǔ)空間中。 SACM DVR 編碼實(shí)際上使用了 SACM A2020 壓縮算法，因此錄制的語(yǔ)音資源可以使用 SACM A2020 播放出來(lái)。 SPCE061A 單片機(jī)中 DAC 主要用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)輸出，其音頻信號(hào)輸出有兩種控制方式：一種是語(yǔ)音輸出方式 (Speech Mode)；另一種為音調(diào)輸出方式 (Tone mode)。語(yǔ)音輸出是用語(yǔ)（不論是音樂(lè)還是語(yǔ)音）聲音數(shù)據(jù)采 樣相同的速率將聲音數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù) /模轉(zhuǎn)換通道還原成聲音。 語(yǔ)音輸出方式是數(shù) /模轉(zhuǎn)換器 DAC 把模擬聲波輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量（即模擬聲波信號(hào)）實(shí)現(xiàn)波形重放。語(yǔ)音輸出時(shí)， CPU 以一固定的頻率（采樣率）向 DAC 送出一系列的數(shù)字量值，此數(shù)值轉(zhuǎn)換成一系列的電流模擬量，并經(jīng)平滑濾波后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器得到聲音信號(hào)。采樣率越高，恢復(fù)的聲音波形越接近 原來(lái)的波形，音質(zhì)越好。在本系統(tǒng)的語(yǔ)音播放中采用第一種方式。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)按相同的采樣速率，將雙通道輸入的表示聲音的數(shù)字量同步且分別地寫入到兩個(gè)數(shù)據(jù)單元 DAR1 和 DAR2 中，并分別送入 DAC1 和 DAC2 中進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本課題設(shè)計(jì)中采用按鈕復(fù)位方式，復(fù)位電路圖如圖 34 所示。 S5 RESET+5C 1 20 .1 u FR21K 圖 34 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的時(shí)鐘有兩種產(chǎn)生 方式 ：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另一種方式為外部方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式電路如圖 所示。石英晶振起振后要能在 12 腳輸出一個(gè) 3V左右的正弦波，以便使單片機(jī)內(nèi)的振蕩器電路按石英晶振的相同頻率自激振蕩。電容 C C10 可以幫助起振，典型值為 20pf，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào) fosc 的目的。最好使用外接 32768Hz 晶振，因?yàn)?RC 阻容振蕩的電路時(shí)鐘不如外接晶振準(zhǔn)確 。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 圖 35 時(shí)鐘電路 電源電路的設(shè)計(jì) 電源部分采用零電阻，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)接地的抗干擾。電源電路圖如 36。可采用軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。 這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈活性好。這種方法的特點(diǎn)是無(wú)需驅(qū)動(dòng)電路，但缺乏靈活性。 驅(qū)動(dòng)電路采用兩個(gè) 單端變壓器 并聯(lián)來(lái)放大電壓 ， 三極管放大電流 將輸出信號(hào)功率 直接進(jìn)行放大。 超聲波接收電路的設(shè)計(jì) 超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號(hào)放大電路及波形變換電路三部分。 +5+5+5+5+5+52364718U 1 BN E 5 5 3 2 2364718AL M B 1 12364718U 2 BN E 5 5 3 2R C 2 00 .1 u FC 2 73 0 p FC 2 11 0 0 p FC 2 83 0 p FC 2 40 .2 2 u F+5I O B 3R51 0 KR 1 21KR 1 51MR1R E S 2R61 0 KR 1 4R E S 2R 1 3R E S 2R 1 75KR 1 61 0 0 0 K 圖 38 超聲波接收電路 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號(hào)非常弱，因此必須經(jīng)放大電路放大。微處理需要的只是 1個(gè)回波的時(shí)刻，因此可采用比較電路將正弦波轉(zhuǎn)換為脈沖方波，由軟件查詢得到1 個(gè)回波前的時(shí)刻，接收電路的設(shè)計(jì)可采用專用接收電路，也可以采用通用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 超聲波在空氣中傳播時(shí)，其能量的衰減程度與距離成正比，即距離越近、信號(hào)越強(qiáng)，距離越遠(yuǎn)、信號(hào)越弱，通常在 1mV～ 1V 之間。由于輸入信號(hào)的范圍較大，放大電路的增益要大，以適應(yīng)小信號(hào)時(shí)的需要。 采用兩級(jí) NE5532 構(gòu)成 10000 倍的放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大， NE5532 為雙電源供電，它的優(yōu)點(diǎn)是放大倍數(shù)大，信號(hào)穩(wěn)定，不易受溫度影響。 LM311 起到電壓比較器的作用，將放大的信號(hào)輸入給比較器， LM311 接收到信號(hào)后輸出引起單片機(jī)中斷。 NE5532 需要雙電源供電工作才能穩(wěn)定， CE7660 可以滿足將輸入電壓反向輸出。芯片只需外接兩只低損電容就可將輸入范圍 + 至 +10V 的電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的 至 10V 的輸出。雙電源電路如圖 39 所示。 CE7660 只需兩只外部電容即可實(shí)現(xiàn)電壓翻轉(zhuǎn)功能。工作分兩個(gè)周期：泵電容 C1 的充電和放電周期。如此反復(fù)，最終使輸出電壓 Vout＝ Vdd。 點(diǎn)陣式液晶顯示模塊與主控芯片 SPCE081A 的原理結(jié)構(gòu)圖如 312 所 示。顯示的字母、數(shù)字和符號(hào)是以若干個(gè) 57? 或 510? 點(diǎn)陣塊組成的字符塊集。 SPCE061A 液晶顯示模快 HD44780 數(shù)據(jù)線 /地址線 控制線 圖 312 液晶顯示模塊與單片機(jī)連接圖 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 圖 313 HD44780 內(nèi)部電路原理圖 它的內(nèi)部具有字符發(fā)生器 ROM以及可顯示 192種字符和 64個(gè)字節(jié)的自定義字符 RAM，因而可自定義 8 個(gè) 57? 點(diǎn)陣字符和 4 個(gè) 510? 點(diǎn)陣字符。 HD44780 控制部分的時(shí)序發(fā)生電路主要用來(lái)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的響應(yīng)時(shí)序、 DDRAM 和 CGRAM 的存取時(shí)序以及光標(biāo)和閃爍的產(chǎn)生時(shí)序等，其時(shí)鐘頻率范圍為 125k ～ 350 k Hz ，典型值為250k Hz ；地址指針計(jì)數(shù)器 AC 是 DDRAM 和 CGRAM 共用的地址指針計(jì)數(shù)器，可用于指示當(dāng)前 DDRAM 和 CGRAM 的地址；字符發(fā)生器包括 CGROM 已固化好的字模庫(kù)（含有 208 種 57? 點(diǎn)陣和 32 種 510? 點(diǎn)陣字符字模數(shù)據(jù)）和可隨時(shí)定義的字模庫(kù)； 80個(gè)字節(jié)的顯示存儲(chǔ)器 DDRAM，可用于存儲(chǔ)當(dāng)前所要顯示的字符代碼；其地址由 AC提供，并可以通過(guò)單片機(jī)直接對(duì) DDRAM 進(jìn)行讀 /寫操作。 顯示單元是系統(tǒng)中負(fù)責(zé)將用戶所需的內(nèi)容顯示出來(lái)的部分，所以它是系統(tǒng)與用戶交涉最直接的部分，因此顯示單 元性能的優(yōu)劣在很大程度上決定著整個(gè)系統(tǒng)的好壞。給出了系統(tǒng)原理框圖和硬件各部分的實(shí)現(xiàn)。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 4 章 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 在設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器的 40KHz 是以 14 個(gè)脈沖的序列發(fā)射出去的，也就是說(shuō)是以脈沖的形式進(jìn)行發(fā)射的。 用戶每查詢一次距離，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)為要進(jìn)行四次的測(cè)量；這四次測(cè)量的間隔時(shí)間用 16Hz 的時(shí)基中斷來(lái)控制的。 系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì) 根據(jù)本課題的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)軟件必須具備顯示數(shù)據(jù)、輸出信號(hào)、鍵盤控制的功能，因此系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)流圖如圖 41 所示。 程序開(kāi)始時(shí)首先初始化單片機(jī) I/O 口、按鍵、顯示芯片，然后判斷是否有按鍵按下，否則進(jìn)入清看門狗，返回繼續(xù)判斷是否有按鍵按下；是則進(jìn)行測(cè)距子程序， 顯示并同步播報(bào)測(cè)距結(jié) 果 ，清看門狗，結(jié)束。在本課題設(shè)計(jì)中，采用軟件復(fù)位的方法，初始化流程圖如圖 43 所示。 LCD 液晶顯示器為 慢響應(yīng)器件，在工作時(shí)，需要對(duì)忙標(biāo)志其進(jìn)行查詢，只有當(dāng)忙標(biāo)志位是 0 時(shí)，才可以輸入下一條控制語(yǔ)句，否則，送入的控制指令丟失 ，該功能由 模塊完成。然后，檢查軟件的顯示程序是否正確。 圖 43 LCD 初始化流程圖 Vdd 上升到 后等待大于 15ms RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 * * * * 等待超過(guò) RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 * * * * RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 * * * * 0 0 0 0 1 1 N F * * 功能設(shè)置 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 關(guān)顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 設(shè)定輸出方式 初始化結(jié)束 開(kāi)電源 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 超聲波測(cè)距子程序 設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距，最重要的就是發(fā)射的控制及接收測(cè)量的時(shí)機(jī)的控制。 重新測(cè)量中斷程序設(shè)計(jì) 程序開(kāi)始，判斷上一次測(cè)量是否超時(shí)，否則啟動(dòng)一次新的測(cè)量，然后返回；是則判斷超時(shí)出錯(cuò)處理，啟動(dòng)一次新的測(cè)量，然后返回。 程序開(kāi)始， 使能 16Hz 時(shí)基中斷以控制發(fā)射信號(hào) ，判斷 當(dāng)次信號(hào)發(fā)射是否超過(guò) 4ms，否則進(jìn)行判斷 本次測(cè)距的的四次測(cè)量是否結(jié)束 ，否則返回繼續(xù)檢測(cè)；是則進(jìn)入數(shù)據(jù)處理，然后返回；若 次信號(hào)發(fā)射超過(guò) 4ms，則 使能 EXT1 外部中斷等待檢測(cè)到回波信號(hào) ，然后判斷 本次測(cè)距的的四次測(cè)量是否結(jié)束 ，是則進(jìn)入數(shù)據(jù)處理；否則返回繼續(xù)檢測(cè)。在下一章我們將介紹軟件的調(diào)試和測(cè)距誤差的分析。 作為 μ’nSPTMIDE 工具，它不但繼承以前版本 IDE 的特點(diǎn)，同時(shí)增加了一些新的功能，集納了眾多用戶在使用 μ’nSPTMIDE 過(guò)程中提出的一些意見(jiàn)，并包含了一些新的例程。而在新版 IDE 的各個(gè)方面，都有所加強(qiáng)，用戶在使用過(guò) 程中當(dāng)會(huì)有所體會(huì)。 用戶用的最多的一版 μ’nSPTMIDE 工具，實(shí)際上在推出 之后， μ’nSPTMIDE 斷的升級(jí)，其間也出現(xiàn)了非常多的版本，比如已發(fā)布的就有 和 。 從較大的區(qū)別來(lái)看， 工具由 支持兩顆芯片變?yōu)橹С炙念w芯片，增加了許多新的功能，并對(duì)一些舊的功能進(jìn)行了改善，同時(shí)對(duì) 下包含的例程進(jìn)行了修改、更新和規(guī)范化，走過(guò)了很長(zhǎng)的路程，是對(duì)前面μ’nSPTMIDE 工具版本的升級(jí)。 從細(xì)節(jié)上看， 在代碼編譯、優(yōu)化以及錯(cuò)誤、警告 定位方面都作了改進(jìn)，在調(diào)試時(shí)的增加變量提示、在 Memery 觀察窗中數(shù)據(jù)變化以紅色提示等等；為用戶的軟件編輯、調(diào)試提供了更加友好的界面。硬件電路包括電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等。 具體能完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 內(nèi)含單片機(jī)常用的功能包括 I/O 口、中斷、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換等。 提供三種應(yīng)用于不同場(chǎng)合、不同壓縮比的放音、錄音 （ DVR） 及語(yǔ)音辨識(shí)實(shí)驗(yàn)。包括一般單片機(jī)在 I/O 口、 A/D、 D/A 及 I/O 擴(kuò)展等方面的