2010年黑龍江電子設(shè)計(jì)大賽題解(水溫控制系統(tǒng))(共37頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上水溫控制系統(tǒng)文 摘 為了實(shí)現(xiàn)高精度的水溫控制，本文介紹了一種以SPCE061A單片機(jī)為控制核心、以PID算法控制以及PID參數(shù)整定相結(jié)合的控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的水溫控制系統(tǒng)。文章著重介紹核心器件的選擇、控制算法的確定、各部份電路及軟件的設(shè)計(jì)。SPCE061A單片機(jī)完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的性能和強(qiáng)大的中斷處理能力，決定了該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、程序簡(jiǎn)短、系統(tǒng)可靠性高等。本次設(shè)計(jì)還充分利用了SPCE061A單片機(jī)成熟的語(yǔ)音處理技術(shù)和PC機(jī)的圖形處理功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音播報(bào)溫度和打印溫度變化曲線的要求。關(guān)鍵詞 SPCE061A單片機(jī)；Pt1000；PID溫度、壓力，流量和液位

2、是四種最常見(jiàn)的過(guò)程變量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。溫度控制在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn),它對(duì)控制調(diào)節(jié)器要求較高。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。盡管溫度控制很重要，但是要控制好溫度常常會(huì)遇到意想不到的困難。隨著嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電子產(chǎn)品的小型化和智能化要求越來(lái)越高，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、價(jià)格低、可靠性高、適用范圍大以及本身的指令系統(tǒng)等諸多優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)

3、領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。本文主要介紹單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，其中涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件的選取和控制算法的選擇、程序的調(diào)試和系統(tǒng)參數(shù)的整定。在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)選取了凌陽(yáng)科技公司提供的一款新產(chǎn)品SPCE061A芯片作為該控制系統(tǒng)的核心。溫度信號(hào)由PT1000和電壓放大電路提供。通過(guò)PID算法實(shí)現(xiàn)對(duì)電爐功率和水溫控制。使用SSR固態(tài)繼電器作執(zhí)行部件。同時(shí)，具有溫度數(shù)字語(yǔ)音播報(bào)和顯示啊功能。 系統(tǒng)控制對(duì)象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變,具有較好的快速性與較小的超調(diào)。該系統(tǒng)為一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，要求系

4、統(tǒng)有控制能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要可變參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此系統(tǒng)控制部分程序設(shè)計(jì)在µnSPTM集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真的。使用軟件編程既減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，又提高了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的速度，使用軟件還可以提高所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了因個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足而產(chǎn)生過(guò)多的系統(tǒng)缺陷。1 系統(tǒng)方案1.1 水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求該系統(tǒng)為一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)水溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制對(duì)象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體要求： 溫度設(shè)定范圍為4090。 環(huán)境溫度降低時(shí)（例如用電風(fēng)扇降溫）

5、溫度控制的靜態(tài)誤差1。采用適當(dāng)?shù)目刂品椒ǎ?dāng)設(shè)定溫度突變（由40提高到60）時(shí)，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量。用十進(jìn)制數(shù)碼管顯示水的實(shí)際溫度。 在設(shè)定溫度發(fā)生突變（由40提高到60）時(shí)，自動(dòng)打印水溫隨時(shí)間變化的曲線。 1.2 水溫控制系統(tǒng)關(guān)鍵部分確定水溫控制系統(tǒng)是一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須明確它的組成部分。過(guò)程控制系統(tǒng)的組成部分有：控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象和測(cè)量變送單元，其框圖如圖1所示。圖1 過(guò)程控制組成框圖由圖可知，在這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)如圖幾個(gè)部分。除此之外，根據(jù)題目要求，還要選取合適的控制算法來(lái)達(dá)到系統(tǒng)參數(shù)的要求。對(duì)于執(zhí)行器件、測(cè)量變送元件將在部分電路設(shè)計(jì)中有說(shuō)明。在這

6、個(gè)部分我主要是對(duì)控制器的確定和控制算法的選擇作一個(gè)詳細(xì)的介紹。因?yàn)檫@兩部分是實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)控制目的的關(guān)鍵。它們選取的好壞將直接影響著整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)效果的優(yōu)劣，所以這是一項(xiàng)不容怱視的工作。1.2.1 CPU（Computer processing Unit）中央處理器 方案一：此方案采用SPCE061A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。SPCE061A單片機(jī)除具有體積小，集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)外，內(nèi)置8路ADC，2路DAC。在實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)中，采用SPCE061A為前端采集單元，具有較好的同步性和實(shí)時(shí)性。且內(nèi)嵌32K字閃存FLASH，處理速度高，集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，配有很多語(yǔ)音播報(bào)函數(shù)

7、，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)極為方便。另外，比較方便的是該芯片內(nèi)置在線仿真、編程接口，可以方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這大大加快了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與調(diào)試。 方案二：此方案采用89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，此單片機(jī)軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。但在數(shù)據(jù)采集時(shí)必須使用A/D（數(shù)/模轉(zhuǎn)換），且在選擇A/D時(shí)需考慮3個(gè)方面的內(nèi)容：一是如何針對(duì)系統(tǒng)的需求，選擇合適的A/D器件；二是如何根據(jù)所選的A/D器件設(shè)計(jì)外圍電路與單片機(jī)的接口電路；三是編寫(xiě)控制A/D器件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的單片機(jī)程序，這些大大加大了工作量。若要增加語(yǔ)音播報(bào)功能，還需要外接語(yǔ)音芯片及接口，加繁了外圍電路設(shè)備，大大增加了軟件實(shí)現(xiàn)難度。此外51單片機(jī)內(nèi)部無(wú)在

8、線仿真、編程接口，就需要用仿真器來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件調(diào)試，較為繁瑣。將兩個(gè)方案一比較便可得出一個(gè)結(jié)論，采用凌陽(yáng)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)本題目，不管是從結(jié)構(gòu)上，還是從工作量上都占有很大的優(yōu)勢(shì)，所以最后決定用SPCE061A作為該控制系統(tǒng)的核心。1.2.2 常用溫度控制系統(tǒng)分析溫度是一個(gè)普通而又重要的物理量，在許多領(lǐng)域里人們需對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)溫度控制器進(jìn)行了廣泛深入的研究，產(chǎn)生了大批溫度控制器，如性能成熟應(yīng)用廣泛的PID調(diào)節(jié)器、智能控制PID調(diào)節(jié)器、自適應(yīng)控制等。此處主要對(duì)一些控制器特性進(jìn)行分析以便選擇適合的控制方法應(yīng)用于改造。 常規(guī)PIDPID在溫度控制中已使用數(shù)十年，是一種成熟的技

9、術(shù)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于理解和實(shí)現(xiàn)，且一些高級(jí)控制都是以PID為基礎(chǔ)改進(jìn)的。在工業(yè)過(guò)程控制中90%以上的控制系統(tǒng)回路具有PID結(jié)構(gòu)，在目前的溫度控制領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，即使在科技發(fā)達(dá)的日本，PID在其溫度控制應(yīng)用中仍然占80%的比例。其主要構(gòu)成如圖2所。由圖可知PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器是將設(shè)定值w與實(shí)際輸出值y進(jìn)行比較構(gòu)成偏差圖2 模擬PID控制并將其比例、積分、微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量。其動(dòng)態(tài)方程為： （1）其中-為調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)-為積分時(shí)間常數(shù)-為微分時(shí)間常數(shù)PID調(diào)節(jié)器的離散化表達(dá)式為其增量表達(dá)形式為： 其中T為采樣周期?？梢?jiàn)溫度PID調(diào)節(jié)器有三個(gè)可設(shè)定參數(shù)，即比例

10、放大系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)。比例調(diào)節(jié)的作用是使調(diào)節(jié)過(guò)程趨于穩(wěn)定，但會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差;積分作用可消除被調(diào)量的穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會(huì)使系統(tǒng)振蕩甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定；微分作用能有效的減小動(dòng)態(tài)偏差。在實(shí)際使用中,在滿足生產(chǎn)過(guò)程需要的前提下,應(yīng)盡量選擇簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)器,這樣,既節(jié)省投資,又便于維護(hù). 常規(guī)PID控制調(diào)節(jié)器是一種應(yīng)用廣泛技術(shù)成熟的控制方法，它能滿足一般工業(yè)控制的要求，其優(yōu)點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、使用方便、適應(yīng)性廣。采用PID控制，控制效果的好壞很大程度上取決于PID三個(gè)控制參數(shù)的確定。對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)而言， 只要參數(shù)選擇適當(dāng),都能取得較好的控制效果。 自動(dòng)控制方式為了實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，必須要組成一定的系

11、統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖3，該控制系統(tǒng)是把輸出量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定量進(jìn)行比較（綜合），并利用控制器形成的控制信號(hào)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)SSR對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，減小輸出量的誤差，達(dá)到控制目的。在此控制系統(tǒng)中單片機(jī)就相當(dāng)于常規(guī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)算器控制器，它對(duì)過(guò)程變量的實(shí)測(cè)值和設(shè)定位之間的誤差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算然后給出控制信息。單片機(jī)的運(yùn)算規(guī)則稱為控制法則或控制算法。圖3 自動(dòng)控制框圖常用的控制算法有以下幾種 經(jīng)典的比例積分微分控制算法。 根據(jù)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化理論得到的自適應(yīng)控制和最優(yōu)控制方法。 根據(jù)模糊集合理論得到模糊控制算法。自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制方法以及模糊控

12、制算法是建立在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的，在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中，由于控制對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型難于建立，系統(tǒng)參數(shù)經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用控制理論進(jìn)行綜合分析要花很大代價(jià)，主要是時(shí)間。同時(shí)由于所得到的數(shù)學(xué)模型過(guò)于復(fù)雜難于實(shí)現(xiàn)。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中要求信號(hào)的控制信號(hào)的給出要及時(shí)，所以在目前的過(guò)程控制系統(tǒng)中較少采用自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制方法和模糊控制算法。目前在過(guò)程控制中應(yīng)用較多的還是PI控制算法、PD控制算法和PID控制算法。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)框圖及說(shuō)明本系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)測(cè)量和控制，本系統(tǒng)采用了SPCE061A單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制中心，由數(shù)據(jù)采集模塊檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳入單片

13、機(jī)，并根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和控制運(yùn)算，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存，以便與下一次采樣值進(jìn)行比較，通過(guò)軟件對(duì)所測(cè)電壓進(jìn)行數(shù)字非線性校正，同時(shí)由顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。根據(jù)系統(tǒng)程序控制，進(jìn)行PID運(yùn)算以及輸出控制，最終由CPU控制加熱回路SSR的通斷，達(dá)到調(diào)功的目的。系統(tǒng)還提供了鍵盤(pán)設(shè)定模塊及打印機(jī)接口，便于用戶與系統(tǒng)之間的對(duì)話。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，由若干個(gè)功能模塊組成。具體結(jié)構(gòu)圖及說(shuō)明如下，圖4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖鍵盤(pán)設(shè)定：用于溫度設(shè)定，共三個(gè)按鍵。 數(shù)據(jù)采樣：將由傳感器及相關(guān)電路采集到的溫度轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，送入SPCE061A相應(yīng)接口中，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后，換算成溫度值，用于播報(bào)和顯示。 數(shù)據(jù)顯示：采用了共陰極數(shù)碼管L

14、ED5641A進(jìn)行顯示設(shè)置溫度與測(cè)量溫度。 串行口傳輸：將采樣溫度值，上傳至PC機(jī)，以利用PC的圖形處理功能來(lái)描繪曲線并打印。 繼電器/熱電爐：通過(guò)三極管控制繼電器的開(kāi)關(guān)來(lái)完成對(duì)熱電爐的功率控制。語(yǔ)音播放：語(yǔ)音播放水溫設(shè)置溫度，并播報(bào)整數(shù)溫度變化。2.2 部分外部電路設(shè)計(jì)由總體框圖可以看到，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都離不開(kāi)SPCE061A的輸入/輸出接口。在單片機(jī)中，I/O口就是單片機(jī)與外設(shè)交換信息的主要通道。輸入端口從外界接收檢測(cè)的輸入信號(hào)、鍵盤(pán)信號(hào)等各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)；輸出端口向外部輸出處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動(dòng)信號(hào)等。SPCE061A內(nèi)部有并行和串行兩種方式的I/O口。兩個(gè)16位通用的并行I/

15、O端口即A口和B口，這兩個(gè)口的每一位都可通過(guò)編程單獨(dú)定義為輸入或輸出口，通常對(duì)某一位的設(shè)定包括三個(gè)基本項(xiàng)：數(shù)據(jù)向量Data、屬性向量Attribution和方向控制向量Direction，三個(gè)向量的每個(gè)對(duì)應(yīng)位組合在一起形成一個(gè)控制字，用來(lái)定義相應(yīng)I/O口位的輸入、輸出狀態(tài)和工作方式。A口的IOA0IOA7用作輸入口時(shí)具有喚醒功能，常用于鍵盤(pán)輸入。B口除常規(guī)的輸入輸出功能外，還具有特殊功能。比如后面串行通信用到的IOB7口和IOB10口，它們?cè)诖穗娐分芯统洚?dāng)?shù)氖谴袛?shù)據(jù)的接收和發(fā)送端口。具體的用法將在后面的電路設(shè)計(jì)中用到。2.2.1 鍵盤(pán)設(shè)置電路IOA0接KEY1,IOA1接KEY2,IOA2接

16、KEY3。KEY1: 設(shè)置溫度的十位數(shù)；09 KEY2: 設(shè)置溫度的個(gè)位數(shù)；09KEY3: 工作模式選擇鍵，共有三種工作模式：正常工作狀態(tài)、溫度重新設(shè)置、語(yǔ)音播報(bào)設(shè)置。圖5 鍵盤(pán)電路系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管全部顯示為零，根據(jù)按KEY1次數(shù),十位的數(shù)碼管順序增加。同樣KEY2,也如此。按KEY3后，系統(tǒng)開(kāi)始測(cè)溫，并與采集的溫度進(jìn)行比較，通過(guò)軟件來(lái)控制電爐的開(kāi)關(guān)。同時(shí)語(yǔ)音播報(bào)變化的整數(shù)值溫度。2.2.2 測(cè)溫部分電路如圖6所示，運(yùn)放采用HT9274集成芯片，溫度傳感器使用Pt電阻。HT9274是微功率運(yùn)算放大器，利用標(biāo)準(zhǔn) CMOS 制成，提供與 LM324 、TL274 及 WT274 等相似產(chǎn)品完全兼

17、容的接腳。其低操作電壓及穩(wěn)定的品質(zhì)特性，提供了完美的輸出驅(qū)動(dòng)能力。HT9274 適用于低功率操作的應(yīng)用，如電話局線界面、傳感器放大器及一些電池操作的攜帶式電子產(chǎn)品。采用溫度傳感器鉑電阻Pt1000，是因?yàn)殂K電阻的物理和化學(xué)性能在高溫和氧化介質(zhì)中很穩(wěn)定、價(jià)格又便宜，常用作工業(yè)測(cè)量元件，以鉑電阻溫度計(jì)作基準(zhǔn)器。此元件線性較好，在0100攝氏度時(shí)，最大非線性偏差小于0.5攝氏度。鉑熱電阻與溫度關(guān)系式，其中：溫度為t攝氏度時(shí)的電阻；溫度為0攝氏度時(shí)的電阻；A、B溫度系數(shù) A=3.94*102/ B=-5.84*10-7/T任意溫度因?yàn)镻t電阻在0攝氏度時(shí)，阻值為1千歐姆，在100攝氏度時(shí)，阻值為138

18、0歐姆，則表示阻值變換從0380歐姆，電壓從0V-3.3V。 采用差動(dòng)運(yùn)放，通過(guò)可調(diào)分壓電阻可以滿足零點(diǎn)調(diào)節(jié)。因?yàn)镻t電阻中電流基本為12mA,則Pt電阻電壓就在0380mV波動(dòng)。因此采用10倍電壓放大?；緷M足SPCE061A數(shù)模轉(zhuǎn)換。圖6 測(cè)溫電路2.2.3 控制電路此部份用于在閉環(huán)控制系統(tǒng)中對(duì)被控對(duì)象實(shí)施控制，此處被控對(duì)象為電爐絲，采用對(duì)加在電爐絲兩端的電壓進(jìn)行通斷的方法進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水加熱功率的調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)水溫控制的目的。對(duì)電爐絲通斷的控制采用SSR固態(tài)繼電器，SSR是半導(dǎo)體繼電器，所以較小的驅(qū)動(dòng)功率即可使SSR工作。它的使用非常簡(jiǎn)單，只要在控制臺(tái)端加上一TTL、CMOS電平或

19、一晶體管，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的開(kāi)關(guān)。圖7 熱電爐控制電路圖8 過(guò)零控制方式SSR工作波形圖7為通過(guò)三極管NPN8050來(lái)控制繼電器的開(kāi)關(guān)的，繼電器采用的是帶光電隔離的過(guò)零型雙向可控硅AC-SSR常開(kāi)式（常閉式）固態(tài)繼電器，為使其實(shí)現(xiàn)過(guò)零控制，就是要實(shí)現(xiàn)工頻電壓的過(guò)零檢測(cè)，并給出脈沖信號(hào)，由單片機(jī)控制雙向可控硅過(guò)零脈沖數(shù)目。當(dāng)在其輸入端加入（撤離）控制信號(hào)時(shí)，輸出端接通（斷開(kāi)），從而控制電爐與電源的通斷，來(lái)達(dá)到加熱或冷卻爐絲的目的，最終實(shí)現(xiàn)使碗中水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。2.2.4 音頻輸出電路SPCE061A提供了雙通道音頻輸出方式。數(shù)字量分別寫(xiě)入P_DAC1和P_DAC2單元。DAC1、DAC2轉(zhuǎn)

20、換輸出的模擬量為電流信號(hào)，分別通過(guò)DAC1和DAC2管腳輸出。圖9 音頻輸出電路SPCE061A內(nèi)置兩路10位DAC，只需要外接功放電路即可完成語(yǔ)音的播放.音頻部分的原理圖9所示，在圖中可以看到兩個(gè)跳線，其作用在于可以測(cè)量DAC的輸出波形；另外拔掉跳線，可以斷開(kāi)DAC到喇叭放大的通路，使得DAC通道處于開(kāi)路狀態(tài)。這樣便于用DAC做其他用途，用戶可以用過(guò)這個(gè)跳線來(lái)加入自己的外圍電路。 SPY0030是凌陽(yáng)的芯片，相當(dāng)于LM386，但是比386音質(zhì)好，它可以工作在2.46.0V范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá)700mW（386必須工作在4V以上，而且功率只有100mW）。用凌陽(yáng)Compress Tool事

21、先把所需要的語(yǔ)音信號(hào)錄制好，本系統(tǒng)共包括十多個(gè)語(yǔ)音資源，整個(gè)語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)凌陽(yáng)SACM_S480壓縮算法壓縮只占有13.2K存儲(chǔ)空間，SPCE061A單片機(jī)具有32k閃存，使用內(nèi)部flash即可滿足要求。凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)自帶雙通道DAC音頻輸出， DAC1、DAC2轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號(hào)分別通過(guò)AUD1和AUD2管腳輸出， DAC輸出為電流型輸出，所以DAC輸出經(jīng)過(guò)SPY0030音頻放大，以驅(qū)動(dòng)喇叭放音，放大電路如圖所示，可以接喇叭，也可以接耳機(jī)，這為單片機(jī)的音頻設(shè)計(jì)提供了極大方便。音頻的具體功能主要通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.2.5 數(shù)碼顯示電路圖10 顯示電路本圖采用了共陰極數(shù)碼管LED5

22、641A進(jìn)行顯示，LED5641A具有四位數(shù)碼管，這四個(gè)數(shù)碼管的段選a、b、c、d、e、f、g分別接在一起，每一個(gè)都擁有一個(gè)共陰的位選端。IOB0IOB2口分別接三極管的p端，通過(guò)三極管來(lái)控制LED的片選。IOA8IOA15口傳輸要顯示的數(shù)據(jù)，利用其串/并轉(zhuǎn)換功能，送入數(shù)碼管顯示。在此外接了兩個(gè)電阻R-PACK4來(lái)保護(hù)LED。數(shù)據(jù)線也可直接接凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的I/O口，因?yàn)镮/O口輸出電流很小，一般不會(huì)對(duì)LED造成很大的損壞，而它的電壓值卻足以驅(qū)動(dòng)LED，這不像別的單片機(jī)還要外接驅(qū)動(dòng)電路和電阻。采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)，將大大減化了設(shè)計(jì)過(guò)程和硬件電路.2.2.6 串行通訊部分電

23、路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求控制系統(tǒng)能同PC聯(lián)機(jī)通信，以利用PC圖形處理能力打印顯示溫度曲線，故使用了SPCE061A的異步串行端口UART實(shí)現(xiàn)與PC通信。由于SPCE061A串行口電平和PC不一致，（SPCE061A的I/O為T(mén)TL電平，PC串行口為RS232電平），使用一片MAX232為進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)。通信速率為9600波特率。數(shù)據(jù)5秒傳輸一次。電路圖如圖11所示，MAX232的RXD1和TXD1分別接SPXEO61A的IOB10（TX）和IOB7（RX）。圖11 串行通訊電路UART模塊提供了一個(gè)全雙工標(biāo)準(zhǔn)通信口，用于完成SPCE061A與外設(shè)之間的串行通信。根據(jù)RS-232的標(biāo)準(zhǔn)，SPCE061A

24、單片機(jī)也是按照字節(jié)傳輸數(shù)據(jù)的。利用IOB口的特殊功能和UART IRQ中斷，可以同時(shí)完成UART接口數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。此外，UART還可以帶緩沖接收數(shù)據(jù)，即可以在讀取緩存器數(shù)據(jù)之前接收新的數(shù)據(jù)。但是，如果新的數(shù)據(jù)被接收到緩存器之前一直未從中讀取，先前的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失。P_UART_Data（7023H）單元用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的緩存，向該單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)，將發(fā)送的數(shù)據(jù)送入緩存器；讀該單元取數(shù)據(jù)，可以從緩存器讀出接收到的單字節(jié)數(shù)據(jù)。UART模塊的接收管腳Rx和發(fā)送管腳Tx分別與IOB7和IOB10共用。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 程序結(jié)構(gòu)說(shuō)明任何一個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)都離不開(kāi)硬件電路的連接，所以本課題硬件

25、設(shè)計(jì)的高度模塊化決定了軟件設(shè)計(jì)的模塊化。硬件接口連接如下：IOA0-IOA2-KEY1-KEY3IOA3-ADC IOA4-RelayIOA8-15-LEDa-dp.IOB0-IOB2-LEDcs1-cs3IOB7 IOB10-UART由此可知其程序結(jié)構(gòu)應(yīng)包括：主控程序模塊、鍵盤(pán)掃描及處理子程序、采樣數(shù)據(jù)處理子程序、PID算法子程序、語(yǔ)音播報(bào)及顯示等子程序幾個(gè)部分。結(jié)構(gòu)框圖如圖12。圖12 程序結(jié)構(gòu)圖主控程序模塊在整個(gè)結(jié)構(gòu)中充當(dāng)管理者，管理所有子程序的調(diào)用，就相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)。它主要負(fù)責(zé)初始化各個(gè)I/O口，等待鍵盤(pán)事件的發(fā)生，并作出相應(yīng)的處理。并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用數(shù)據(jù)采樣程序，并將采樣

26、到的數(shù)據(jù)與鍵盤(pán)設(shè)定值比較。再通過(guò)PID計(jì)算后用以控制繼電器的開(kāi)斷，從而控制電爐的輸出功率，來(lái)達(dá)到水溫的調(diào)整，并調(diào)用語(yǔ)音播報(bào)程序，播放水的溫度。3.2 程序流程圖及部分程序3.2.1 主程序程序按照模塊化設(shè)計(jì)，所有功能都可通過(guò)調(diào)用子程序完成，主程序較簡(jiǎn)單，流程圖如圖13所示。SPCE061A單片機(jī)A口的IOA0IOA7用作輸入口時(shí)具有喚醒功能，即具有輸入電平變化中斷功能（當(dāng)輸入的電平發(fā)生變化，電平由高變低或由低變高時(shí)），喚醒處于睡眠狀態(tài)的CPU。對(duì)于用電池供電的追求低能耗的應(yīng)用場(chǎng)合，可以通過(guò)軟件設(shè)置應(yīng)用CPU的睡眠模式以降低功耗，需要時(shí)用按鍵來(lái)喚醒CPU使其進(jìn)入工作狀態(tài)。圖13 主程序流程圖在程

27、序編寫(xiě)過(guò)程中，首先還有一系列的準(zhǔn)備工作。在這個(gè)程序中涉及到了許多的庫(kù)和組成文件，主要有：main.c 、isr.asm、 key.asm、hardware.asm、 led.asm、system.asm 、sacm_user_a2000.h。由于篇幅原因，在這篇文章中只給出了部分程序。/=/函數(shù): 主程序/語(yǔ)法：int main(void)/描述：語(yǔ)音播報(bào)、鍵盤(pán)掃描、溫度控制/參數(shù)：無(wú)/返回：無(wú)/=int main(void) int iKeyValue; status = system_temperature_set; guifgSpeechPlay = 0;System_Initial()

28、;PIDinit();while(1) System_ServiceLoop(); /鍵盤(pán)掃描、去抖動(dòng)處理 iKeyValue = SP_GetCh(); /取鍵值 key_value_process(iKeyValue); /鍵值處理 if(guifgSpeechPlay) temperature_speech_play( ); /語(yǔ)音播放 if(status = system_temperature_control) display_speech_ADC_temperature(); /測(cè)量溫度顯示、溫度播報(bào)、PID計(jì)算 Clear_WatchDog(); /清看門(mén)狗 System_Ser

29、viceLoop(); /鍵盤(pán)掃描 if(fOut<=0) turn_off_timerB(); 從主程序中可以看出，在進(jìn)行一系列程序調(diào)用之前對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后再對(duì)鍵盤(pán)程序有所反應(yīng)。進(jìn)而判斷是否有溫度采集到，有就進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和PID計(jì)算，將其結(jié)果用來(lái)控制繼電器。SPCE061A內(nèi)置的看門(mén)狗監(jiān)視器，其作用就是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。它實(shí)際上是一個(gè)計(jì)數(shù)器，它每隔一段時(shí)間必須被人為清除（SPCE061A提供的清除周期為0.75s），否則，將產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出，使系統(tǒng)運(yùn)行異常，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位且重新開(kāi)始執(zhí)行程序?？撮T(mén)狗監(jiān)視器可以通過(guò)指令設(shè)置或屏蔽?？撮T(mén)狗清除寄存器P_Watchdog_Clear在SP

30、CE061A系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，只要每隔小于0.75s 向P_Watchdog_Clea單元寫(xiě)入XXXX XXXX XXXX XX01B即可清除看門(mén)狗計(jì)數(shù)器，這樣便不會(huì)發(fā)生看門(mén)狗計(jì)數(shù)溢出，在正常運(yùn)行時(shí)就不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)被復(fù)位了。本程序中使用了Clear_WatchDog()函數(shù)，其目的就是屏蔽它的定時(shí)復(fù)位，而造成重新從開(kāi)始執(zhí)行程序。3.2.2 系統(tǒng)初始化系統(tǒng)的初始化主要包括I/O口的初始化、鍵盤(pán)初始化、A/D初始化等。對(duì)端口的初始化，就是對(duì)端口寄存器的相應(yīng)位進(jìn)行設(shè)置。在前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，要定義相應(yīng)I/O口位的輸入、輸出狀態(tài)和工作方式，就要對(duì)三個(gè)基本項(xiàng)設(shè)置：數(shù)據(jù)向量Data、屬性向量Attribution和

31、方向控制向量Direction。其控制組合如表1所示。表1 I/O端口控制器設(shè)置DirAttribData功能喚醒功能功能描述000下拉是帶下拉電阻的輸入管腳001上拉是帶上拉電阻的輸入管腳010懸浮是懸浮式輸入管腳011懸浮否懸浮式輸入管腳10反相輸出否Data數(shù)據(jù)位反相輸出11同相輸出否Data數(shù)據(jù)位同相輸出根據(jù)本系統(tǒng)端口A、B的不同運(yùn)用，A口的高八位都是作為高電平輸出與顯示部分的數(shù)據(jù)端相連，低八位的IOA0IOA3用于鍵盤(pán)輸入端，IOA4為輸出端。B口只用到了低幾位作為L(zhǎng)ED的片選輸入端。由此可以得出下列設(shè)置： IOA15-IOA12 IOA11-IOA8 IOA7-IOA4 IOA3-

32、IOA0Dir: 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 FF10Attr: 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 FF10data : 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 FF00 IOA15-IOA12 IOA11-IOA8 IOA7-IOA4 IOA3-IOA0Dir: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 000FAttr: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 000Fdata : 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 000F由

33、此有以下I/O口初始化程序：/=/函數(shù): L_User_Init_IO/語(yǔ)法：L_User_Init_IO()/描述：初始化A口低八位為下拉電阻輸入,高八位為同相高電平輸出/ 初始化B口低四位為同相高電平輸出，/參數(shù)：無(wú)/返回：無(wú)/=.PUBLIC L_User_Init_IO; L_User_Init_IO: .PROC r1 = 0xff10; P_IOA_Attrib = r1; P_IOA_Dir = r1; r1 = 0xff00; P_IOA_Data = r1; r1 = 0x000F; P_IOB_Attrib = r1; P_IOB_Dir = r1; P_IOB_Data

34、= r1; RETF.ENDP;3.2.3 鍵盤(pán)程序 鍵盤(pán)掃描由于機(jī)械觸點(diǎn)有彈性，在按下或彈起按鍵時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，從最初按下到接觸穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒的彈跳時(shí)間，如圖所示。為了保證探險(xiǎn)鍵識(shí)別的準(zhǔn)確性，必須消除抖動(dòng)。消抖處理有硬件和軟件兩種方法：硬件消抖是利用加支抖動(dòng)電路濾避免產(chǎn)生抖動(dòng)信號(hào)；軟件消抖是利用數(shù)字濾波技術(shù)來(lái)消除抖動(dòng)。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時(shí)，則說(shuō)明是某鍵按下。圖14 鍵按下的過(guò)程SPCE061A提供了豐富的鍵盤(pán)API函數(shù)，在程序編寫(xiě)的過(guò)程中，我們可以直接調(diào)用這些函數(shù)來(lái)完成鍵盤(pán)的初始化、掃描、防拌動(dòng)處理和獲取鍵值。常用的鍵盤(pán)API函數(shù)如下：C

35、allF_Key_Scan_initial /鍵初始化CallF_Key_Scan_ServiceLoopl /鍵盤(pán)掃描CallF_Key_DebounceCnt_Down/鍵盤(pán)防抖動(dòng)處理CallF_SP_GetCh()/獲取鍵值由于SPCE06A單片機(jī)提供了一個(gè)系統(tǒng)資源模塊，這是建立在上述諸多模塊之上的一個(gè)模塊，其中許多子程序都調(diào)用了在它之下模塊中的子程序，為了讓上一級(jí)的程序調(diào)用本模塊System.asm文件中的子程序，設(shè)有一個(gè)接口文件System.inc ,一般只需要三條調(diào)用語(yǔ)句。具體實(shí)現(xiàn)可參考圖15。圖15 System.asm模塊框圖/=/ 函數(shù)： System_ServiceLoop

36、();/ 語(yǔ)法： System_ServiceLoop();/ 描述： 程序掃描鍵盤(pán)、按鍵去抖調(diào)度/ 參數(shù)： 無(wú)/ 返回： 無(wú)/=.PUBLIC _System_ServiceLoop;_System_ServiceLoop:.PROCcall F_Key_Scan_ServiceLoop; /掃描鍵盤(pán) call F_Key_DebounceCnt_Down; /按鍵去抖 RETF; .ENDP 鍵值處理圖16 鍵值處理3.2.4 A/D轉(zhuǎn)換值處理如圖17可知，當(dāng)有溫度數(shù)據(jù)采樣到時(shí)，調(diào)用溫度均值處理程序，以防在采樣過(guò)程中外界干擾而造成采樣數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。然后確定溫度系數(shù)，使采樣轉(zhuǎn)換得到的電壓信號(hào)

37、轉(zhuǎn)換成溫度值，并進(jìn)行十進(jìn)制轉(zhuǎn)換，用于顯示、語(yǔ)音播報(bào)和PID計(jì)算。其中均值處理是一個(gè)比較重要的過(guò)程，是A/D轉(zhuǎn)換前必須進(jìn)行的工作。下面是A/D處理子程序。/=/函數(shù):void display_speech_ADC_temperature(void)/語(yǔ)法：void display_speech_ADC_temperature(void)/描述：整理溫度顯示值、語(yǔ)音播放資源、PID控制/參數(shù)：無(wú)/返回：無(wú)/=void display_speech_ADC_temperature(void) float fT,K; 圖17 A/D轉(zhuǎn)換流程圖 int adc_data; static int siTl

38、ast = 0;if(G_ADC_flag) /判斷是否有溫度采樣 1，有 0，無(wú) G_ADC_flag = 0; adc_data = adc_data_cmp(); adc_data /= SET_ADC_TIME; /計(jì)算溫度平均值if(adc_data >0x0255) K = 0.079; /確定溫度系數(shù) else K = 0.076; fT = adc_data * K; /換算成溫度值 /將溫度值轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制用于LED顯示guiLED_Value0 = (int)fT/10; guiLED_Value1 = (int)fT%10; guiLED_Value2 = (int)

39、(fT*10)%10; if(int)fT != siTlast) /判斷溫度的整數(shù)值是否變化 temperature_speech_index(guiLED_Value); /溫度整數(shù)值語(yǔ)音播放排序 SACM_A2000_Initial(0); /非自動(dòng)方式播放的初始化 SACM_A2000_InitDecoder(DAC2); /開(kāi)始對(duì)A2000的語(yǔ)音數(shù)據(jù)以非自動(dòng)方式解碼 SP_INT_IRQ6(); iAddrSpeech = speech_start_address(iaSpeech_index0);/語(yǔ)音播放始地址 guifgSpeechPlay = 1; /設(shè)置語(yǔ)音為播放狀態(tài) si

40、Tlast = (int)fT; stPID.Proportion = 1; / 設(shè)置PID比例值 stPID.Integral = 0.5; / 設(shè)置PID積分值 stPID.Derivative = 0.0; / 設(shè)置PID微分值 fOut = 100*PIDCalc ( &stPID,(int)(fT*10) ); / PID計(jì)算 active(); 下圖是數(shù)據(jù)采樣的中斷服務(wù)程序，此中斷程序采用的是2Hz中斷定時(shí)0.5秒鐘采樣一次。圖18 數(shù)據(jù)采樣的中斷程序/=/函數(shù)： int adc_data_cmp()/語(yǔ)法： int adc_data_cmp()/描述： ADC采樣數(shù)據(jù)的均

41、值處理，抗干擾作用/參數(shù)： 無(wú)/返回： 無(wú)/= int adc_data_cmp() int max; int min; int Sum; int i; max = giADC_DataSave0; for(i=0;i<10;i+) if(giADC_DataSavei>max) max = giADC_DataSavei; /取出最大值 min = giADC_DataSavei; for(i=0;i<10;i+) if(giADC_DataSavei<min) min = giADC_DataSavei; /取出最小值 for(i=0;i<10;i+) Sum

42、 += giADC_DataSavei; /累計(jì)值 Sum = Sum - max-min; /排除最大最小值 return(Sum);3.2.5 數(shù)字PID計(jì)算由于單片機(jī)控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值計(jì)算控制量，因此式（1）中的積分和微分項(xiàng)不能直接準(zhǔn)確計(jì)算，只能用數(shù)值計(jì)算的方法逼近。在采樣時(shí)刻t=iT(T為采樣周期)。式（1）所示的PID調(diào)節(jié)規(guī)律可通過(guò)數(shù)值公式（2）近似計(jì)算。 （2）由式（2）可以得到： （3）由（2）-（3）可得增量式算法公式： 這個(gè)計(jì)算的過(guò)程可用一個(gè)簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。/=/函數(shù): void PIDinit(void)/語(yǔ)法：void PIDinit(voi

43、d)/描述：PID初始化/參數(shù)：無(wú)/返回：無(wú)/=void PIDinit(void)stPID.LastError = 0;stPID.PrevError = 0; stPID.SumError = 0; /=/函數(shù):float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint )/語(yǔ)法：float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint )/描述：PID計(jì)算/參數(shù)：1、PID數(shù)值2、采樣溫度值/返回：PID輸出值/=float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint ) int dError, Error; Error = pp-

44、>SetPoint*10 - NextPoint; / 偏差 pp->SumError += Error; / 積分 dError = pp->LastError - pp->PrevError; / 當(dāng)前微分 pp->PrevError = pp->LastError; pp->LastError = Error; return (pp->Proportion * Error / 比例項(xiàng) + pp->Integral * pp->SumError / 積分項(xiàng) + pp->Derivative * dError / 微分項(xiàng) );

45、3.2.6 繼電器控制繼電器是和SPCEO61A單片機(jī)的IOA4口相連的，它的開(kāi)斷完全取決于IOA4口的輸出，即PID計(jì)算的結(jié)果。當(dāng)輸出小于零說(shuō)明設(shè)定值小于實(shí)際輸出值，這是就要關(guān)閉電爐，同時(shí)關(guān)閉定時(shí)器B的計(jì)時(shí)。否則如果輸出值大于設(shè)定值2攝氏度時(shí)就可以開(kāi)電爐對(duì)水開(kāi)始加熱。如果設(shè)定值與實(shí)際輸出值差值在2攝氏度以內(nèi)時(shí)，我們就調(diào)用中斷程序定時(shí)加熱。/=/函數(shù): void active()/語(yǔ)法：void active()/描述：PID輸出值的處理/參數(shù)：無(wú)/返回：無(wú)/=void active()if(fOut<=0) turn_off_relay(); /溫度高于設(shè)定值，關(guān)閉電爐 turn_of

46、f_timerB(); /停止計(jì)時(shí) else if(fOut>30*stPID.Proportion) /溫度低于設(shè)定值2攝氏度 turn_on_relay(); /開(kāi)電爐加熱 else turn_on_relay();SP_INT_TIMEB() ;/初始化定時(shí)器，開(kāi)始定時(shí)加熱 圖19是控制程序的中斷服務(wù)程序，用來(lái)對(duì)繼電器定時(shí)加熱。它利用中斷定時(shí)器10ms確定加熱時(shí)間，當(dāng)加熱時(shí)間未到時(shí)，繼續(xù)時(shí)間累積，若加熱時(shí)間到時(shí)，就調(diào)用關(guān)定時(shí)器子程序，停止計(jì)時(shí)。圖19 控制程序中斷程序3.2.7 語(yǔ)音播放 凌陽(yáng)音頻簡(jiǎn)介A 音頻信號(hào)我們所說(shuō)的音頻是指頻率在20Hz20KHz的聲音信號(hào)，分為波形聲音信號(hào)

47、、語(yǔ)音信號(hào)和音樂(lè)信號(hào)三種。其中波形聲音就是自然界是的聲音，是聲音數(shù)字化的基礎(chǔ)。語(yǔ)音也可以表示為波形聲音，但波形聲音表示不出語(yǔ)言語(yǔ)音學(xué)的內(nèi)涵，語(yǔ)音是對(duì)講話聲音的一種抽象，是語(yǔ)言的載體，是人類(lèi)社會(huì)特有的一種信息交流系統(tǒng)，是社會(huì)交際工具的符號(hào)。音樂(lè)與語(yǔ)音相比更規(guī)范一些，是符號(hào)化了的聲音。但音樂(lè)不能對(duì)所 的聲音進(jìn)行符號(hào)化，樂(lè)譜是符號(hào)化聲音的符號(hào)組，表示比單個(gè)符號(hào)更復(fù)雜的聲音信息。B 音頻信號(hào)的抽樣和量化要將音頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，就必須將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)數(shù)字化有多種方法，目前采用最多的是信號(hào)波形的A/D變換法（波形編碼）。它直接將時(shí)域信號(hào) 波形變換為數(shù)字序列，接收恢復(fù)的信號(hào)質(zhì)量高。

48、此外，還 參量編碼等。常用的波形編碼方法有脈沖編碼調(diào)制（PCM調(diào)制）和增量調(diào)制（DM）.數(shù)字音頻信號(hào)的質(zhì)量取決于采樣頻率和量化位數(shù)這兩個(gè)重要參數(shù)。此外，聲道的數(shù)目、相應(yīng)的音頻設(shè)備質(zhì)量也會(huì)影響音頻質(zhì)量。C 凌陽(yáng)音頻壓縮算法的編碼標(biāo)準(zhǔn)下表是不同音頻質(zhì)量等級(jí)的編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)頻率。凌陽(yáng)音頻壓縮算法處理的語(yǔ)音信號(hào)的范圍是200Hz3.4KHz的電話話音。表2 編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頻響信號(hào)類(lèi)型 頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位）電話話音 2003400 8 8 寬帶音頻 （AM質(zhì)量） 507000 16 16 調(diào)頻廣播 （FM質(zhì)量） 2015k 37.8 16 高質(zhì)量音頻 （CD質(zhì)量） 2020k 44.1 16 D 壓縮分類(lèi) 壓縮分無(wú)損壓縮和有損壓縮。無(wú)損壓縮一般指：磁盤(pán)文件，壓縮比低：2:14:1。而有損壓縮則是指：音視頻文件，壓縮比可高達(dá)100:1。 凌陽(yáng)音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種 (具體可參見(jiàn)語(yǔ)音壓縮工具一節(jié)內(nèi)容)： SACM-A2000：壓縮比為8:，8:1.25，8:1.5 SACM-S480： 壓縮比為80:3，80:4.5 SACM-S240： 壓縮比為80:1.5 按音質(zhì)排