【正文】 0 切換鍵 確定鍵 預(yù)留 4 軟件設(shè)計 軟件 設(shè)計概述 該系統(tǒng)的軟件主要是在 Keil 開發(fā)平臺上用 C 語言開發(fā)完成的。 編程分為人機(jī)交互模塊，和 下位機(jī)濾波器模塊。模塊間的通信是靠串口實現(xiàn)的。他們的軟件流程圖分別是圖 13 和圖 14 所示。 上位機(jī)模塊中主要的編程任務(wù)是 LCD 的底層驅(qū)動，界面設(shè)計， ZLG7290的按鍵應(yīng)用，以及串口通信。 系統(tǒng)上位機(jī)用的 LCD 為 FYD128640402B 字庫液晶，它內(nèi)置 8192 個 16*16點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集在寫漢子方面相對無字庫液晶更方便。 第 10 頁 共 30 頁 ZLG7290 按鍵功能的實現(xiàn)主要依靠 I2C 協(xié)議驅(qū)動的編寫，以及外部中斷的應(yīng)用。按鍵按下后觸發(fā)外部中斷，中斷服務(wù)函數(shù)中通過 I2C讀取 ZLG7290內(nèi)部寄存器，從而得到當(dāng)前的鍵值。 初 始 化（ 串 口 、 外 部 中斷 、 L C D ）歡 迎 界 面E 2 p r o m 存儲 設(shè) 置 數(shù)據(jù)串 口 發(fā) 送設(shè) 置 數(shù) 據(jù)有 設(shè) 置操 作 ？Y界 面 標(biāo) 志e n t e r _ f l a g = 0界 面 選擇 主 界面e n t e r _ f l a g = 1e n t e r _ f l a g = 2運(yùn) 行 狀 態(tài)界 面設(shè) 置界 面NNYYYNN7 2 9 0 鍵 值 判 斷I 2 C 讀 取 鍵 值外 部 中 斷被 觸 發(fā)返 回外 部 中 斷服 務(wù) 函 數(shù)開 始標(biāo) 志位 處理 圖 13 人機(jī)交互 軟件流程圖 下位機(jī)濾波器模塊的編程任務(wù)是串口服務(wù)程序中的數(shù)據(jù)解析，分類賦值，和 max262 的驅(qū)動，設(shè)置參數(shù)的賦值等。 系統(tǒng)下位機(jī)數(shù)據(jù)解析是按照自己定義的串口通信協(xié)議，通過一幀數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)標(biāo)號位 確定是什么數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)分類并對應(yīng)賦值后。單片機(jī)將得到的數(shù)據(jù)按照 max262 的寫入方式寫入芯片，完成設(shè)置的目的。 第 11 頁 共 30 頁 開 始初 始 化（ 串 口 ，給 默 認(rèn) 設(shè)置 值 ）寫 入 新 的設(shè) 置 數(shù) 據(jù)有 數(shù) 據(jù) 傳 入（ c h a n g _ f l a g= 1 ？ ）YN 圖 14 濾波器模塊軟件流程圖 濾波模塊軟件設(shè)計 MAX262 功能 強(qiáng)大 ，它具有 微處理器接口 ， 能夠軟件 實現(xiàn) 64 步中心頻率控制 和 128 步品質(zhì)因素 Q 控制 。以及各類工作方式選擇。 從 該系統(tǒng)要實現(xiàn)的 任務(wù)出發(fā) ，主要針對 Fc，濾波模式進(jìn)行更改。故下面介紹的相關(guān)內(nèi)容主要圍繞這兩個任務(wù)進(jìn)行。 MAX262 與 P0 口管腳分配如下： define P_262 P0 //P0 口線連線 (從高到低 ):A3,A2,A1,A0,D1,D0,Wr,_ sbit P_wr = P_262^1。//寫控制腳 sbit key = P_262^0。//模擬開關(guān)控制腳 設(shè)置 數(shù)據(jù) 寫 入 設(shè)置數(shù)據(jù)（ Q， Fc，濾波方式）儲存在程序存儲器中，程序地址單元如表 2所示，數(shù)據(jù)的寫入即是將對應(yīng)地址的值更新掉。 圖 15 的寫入操作通過函數(shù) write(uchar add,uchar dat2bit)來實現(xiàn)， add 為送 第 12 頁 共 30 頁 入的地址， dat2bit 為要送入的 2 位數(shù)據(jù)。 表 2 max262 地址單元 DATA BIT ADDRESS LOCATION D0 D1 A3 A2 A1 A0 M0 M1 0 0 0 0 0 F0 F1 0 0 0 1 1 F2 F3 0 0 1 0 2 F4 F5 0 0 1 1 3 Q0 Q1 0 1 0 0 4 Q2 Q3 0 1 0 1 5 Q4 Q5 0 1 1 0 6 Q6 0 1 1 1 7 程序中送地址操作通過 P_262=(P_262amp。0x0f)|(add4)。 來實現(xiàn)。這個程序?qū)崿F(xiàn)了對 P0 高 4 位，即 A3,A2,A1,A0 的 賦值。程序中對數(shù)據(jù)的賦值操作是對, 的 值 進(jìn) 行 數(shù)據(jù) 更 新即 可 達(dá) 到數(shù) 據(jù) 賦 值的 目 的 ，程 序 為 ：P_262=(P_262amp。0xf3)|((dat2bit2)amp。0x0c)。 圖 15 MAX262寫入時序圖 第 13 頁 共 30 頁 送 地 址開 始結(jié) 束送 數(shù) 據(jù) 值Wr= 0；WR=1。 圖 16 數(shù)據(jù)寫入操作流程 截止頻率 Fc 設(shè)置 表 3 頻率設(shè)置計算公式 方式 4 2/)64(/ 0 ?Nff c lk ?? 方式 2 2/)64(/ 0 ?Nff c lk ?? 。 通過函數(shù) Set_AF(CopFn(mod,f0))。實現(xiàn)截止頻率的設(shè)置。其中 f0 就是要的截止頻率。這里有點要注意，不同的工作方式頻率設(shè)置都有不同。 調(diào)用 3次wr ite 函數(shù)寫入 N 值開始結(jié)束將 Fc 帶入公式求 N 圖 17 寫入 Fc值軟件流程圖 在本系統(tǒng)中，低通是通過方式 1實現(xiàn)的，高通是通過方式 3實現(xiàn)的。 MAX262外部晶振采用的是 2M 的晶振。通過方式 4 公式算出的 Fc 能夠設(shè)置的范圍是 到 。能很好的達(dá)到設(shè)計要求。 程序?qū)崿F(xiàn)方式為： Set_AF(CopFn(uchar mod, float f0))；寫入 N 值，達(dá)到 截止頻率設(shè)置的目的。由于 fc 的設(shè)置參數(shù)多達(dá) 6 個，所以需要送 3 次數(shù)據(jù)才行。 品質(zhì)因數(shù) Q 值設(shè)置 本系統(tǒng)對 Q 值的大小沒有明確的要求，但是通過表 6 知 Q 值會影響帶通在F0 處的增益， 為方便計算， 統(tǒng)一將 Q 設(shè)置為 1。 第 14 頁 共 30 頁 表 4 設(shè)置值 N與 Q的關(guān)系公式 方式 4 )128/(64 NQ ?? 方式 2 )12 8/( NQ ?? 本系統(tǒng)用到的方式為 3 所以只用第一個公式，表 4 中要設(shè)置的 N 值有 7個所以要調(diào)用 4 次才能設(shè)置完成。 實現(xiàn)程序 流程 如下： 調(diào) 用 4次write函 數(shù)寫 入 N值開 始結(jié) 束將 Q帶 入公 式 求 N 圖 18 寫入 Q值流程圖 查 表 5 或帶入公式 可知 要將 Q 設(shè)置為 1， N 的值為 64 表 5 Q值設(shè)置表 部分 PROGRAMMED Q PROGRAM CODE MODE 1,3,4 MODE 2 N Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 64 1 0 0 0 0 0 0 65 1 0 0 0 0 0 1 66 1 0 0 0 0 1 0 67 1 0 0 0 0 1 1 濾波模式 設(shè)置 表 6 中 M1,M0 有 4 種組合分別對應(yīng)了 4 種工作方式，官方資料表明不同的濾波要求不同的工作 方式，用戶根據(jù)自己濾波器的要求不同自己選擇合適的工作方式。 第 15 頁 共 30 頁 表 6 濾波模式設(shè)置表 MODE M1， M0 Filter Functions F0 Q Fn Holp Hobp Hon1 Hon2 OTHER 1 0,0 LP,BP,N 表 3 表 4 F0 1 Q 1 1 2 0,1 LP,BP,N 20F Q 2/ 1 3 1,0 LP,BP,HP LHRR0f 1 Q +LGRR +HGRR Hohp=1 3A 1,0 LP,BP,HP,N 1 Q Hohp=1 4 1,1 LP,BP,AP 2 2Q Hoap=1 Fz=F0,Qz=Q 這 4 種方式的特點如下： 方式 1 在實現(xiàn)全極點低通和帶通濾波器，如巴特沃思、切比雪夫等時很有用，同時能 用于二階的限波濾波器。 方式 2 與方式 1 類似，不同點在于方式 2 能獲得更高的 Q 和較低的輸出噪聲。 方式 3是實現(xiàn)高通的唯一方式，最大時鐘頻率稍低于方式 1。 方式 3A 利用獨立的一個運(yùn)算放大器對方式 3 的高通和低通輸出求和，從而產(chǎn)生限波輸出，效果比方式 1 的效果好的多。 方式 4 是實現(xiàn)全通輸出的唯一方式。 由于實現(xiàn)高通的工作方式只能是方式 3，低通功能其它方式都能實現(xiàn)，從截止頻率的實現(xiàn)，增益等方面考慮（具體參見 截止頻率 Fc 設(shè)置 ）系統(tǒng)采用方式 1 來實現(xiàn)低通濾波。 系統(tǒng)要設(shè)置低通，高通兩種模式只需通過調(diào)用函數(shù) Set_AM(unsigned char mod)；實現(xiàn)濾波模式的選擇，其中 mod 為 0 則低通，為 2 則為高通，其 它數(shù)字無效。 第 16 頁 共 30 頁 開 始結(jié) 束高 通 ?打 開 高 通通 道 模 擬開 關(guān)調(diào) 用 w r i t e函 數(shù) 選 擇方 式 3調(diào) 用 w r i t e函 數(shù) 選 擇方 式 1打 開 低 通通 道 模 擬開 關(guān)YN 圖 19 模式設(shè)置流程 顯示模塊 軟件 設(shè)計 為了減少單片機(jī)的負(fù)擔(dān)和讓顯示效果更好，本系統(tǒng)的顯示使用FYD128640402B 液晶，行列式按鍵的鍵值判斷通過 ZLG7290 芯片來 實現(xiàn) 。單片機(jī)與 ZLG7290 之間的通信是采用的 I2C 通信協(xié)議。 行列式按鍵 程序的實現(xiàn)過程為圖 20 所示，按鍵按下后， 經(jīng)過 ZLG7290 處 理會產(chǎn)生中斷信號給單片機(jī)外部中斷 2，保證按鍵檢測的靈敏度和實時性。在中斷服務(wù)函數(shù)里調(diào)用函數(shù) ZLG7290_ReadMessage(SubKey,amp。K)。取回鍵值。在這個函數(shù)中subkey 是 0x01 即鍵值寄存器的地址。 K 即返回的鍵值。單片機(jī)與 ZLG7290 通過 I2C 協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。 該系統(tǒng)中， 按鍵鍵值判斷是通過 ZLG7290 芯片實現(xiàn)的，因此，本文只對ZLG7290 的鍵值判斷所涉及到的內(nèi)容作介紹。 按鍵中斷觸發(fā) 按鍵檢測有兩種方式，一種是將 ZLG7290 的 INT 引腳（ 14 腳）接入單片機(jī)外部中斷口 ， 另一種是通過 I2C 協(xié)議不斷的讀取芯片系統(tǒng)寄存器的第 0 位。 中斷方式如下： 當(dāng)按下某個鍵時 ZLG7290B 的 INT 引腳（ 14 腳）會產(chǎn)生，一個低電平的中斷請求信號。當(dāng)讀走鍵值后，中斷信號就會自動撤銷。正常情況下，微控制器只需要判斷 INT 引腳就可以了。 第 17 頁 共 30 頁 Z l g 7 2 9 0 消 抖 ， 判 斷 處理 并 產(chǎn) 生 中 斷 信 號單 片 機(jī) 中 斷 處 理 通 過I 2 C 協(xié) 議 讀 取L Z G 7 2 9 0 鍵 值 寄 存 器的 值按 鍵 按 下產(chǎn) 生中 斷信 號I 2 C 通 信讀 取 鍵值 圖 20 按鍵處理 過程 查詢方式如下： SystemReg 寄存器的 第 0 位 KeyAvi 可以 反映 是否有按鍵按下， 0－沒有按鍵被按下， 1－有某個按鍵被按下。 通過不斷查詢 KeyAvi 位也能判斷是否有鍵 按下， 這樣就可以節(jié)省微控制器的一根 I/O 口線，但是代價是 I2C 總線處于頻繁的活動狀態(tài)，多消耗電流并且不利于抗干擾。 通過比較系統(tǒng)最終決定采用中斷的方式檢測按鍵。 確定 鍵值 按鍵的確定是通過 ZLG7290 的鍵值寄存器來確定的。 如果某個普通鍵被按下，則微控制器可以從鍵值寄存器 Key 中讀取相應(yīng)的鍵值 1～ 56。如果微控制器發(fā)現(xiàn) ZLG7290B 的 INT 引腳產(chǎn)生了中斷請求，而從 Key 中讀到的鍵值是 0，則表示按下的可能是功能鍵。鍵值寄存器 Key 的值在被讀走后自動變成 0。 對本系 統(tǒng)而言前面的普通按鍵即可滿足按鍵需求了。 鍵值的讀取 按鍵被按下后，這個操作的檢測，鍵值確定都是通過 ZLG7290 即可完成。單片機(jī)通過函數(shù) ZLG7290_ReadMessage(SubKey,amp。K)。就能對會這個鍵值，完成后續(xù)操作。這個過程中采用的是 I2C 總線協(xié)議。 I2C總線是由數(shù)據(jù)線 SDA和時鐘 SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在 CPU 與被控 IC 之間、 IC 與 IC 之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率 100kbps。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，每個電路和模塊都有唯一的地址，在信 第