基于單片機(jī)的語音電子鐘設(shè)計

1、摘 要鐘是現(xiàn)代人類日常生活必不可少的工具，語音時鐘更是現(xiàn)在電子時鐘多功能化發(fā)展的一個方向。語音電子鐘具有突出的播報時間的功能，它被廣泛用在生活中的各種場合。本設(shè)計就是從日常生活中常見的事物入手，通過對語音電子鐘的設(shè)計，讓我認(rèn)識到單片機(jī)已經(jīng)深入到我們生活的每個領(lǐng)域。本文從語音電子鐘的設(shè)計原理、設(shè)計方案入手，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及調(diào)試。在語音電子鐘的設(shè)計中，要處理好以下幾個關(guān)鍵：D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換，語音識別，人機(jī)接口，程序設(shè)計。D/A（數(shù)/模）和語音識別技術(shù)關(guān)系到時間的正確播報，人機(jī)接口是播報時間和調(diào)整時間的關(guān)鍵。利用凌陽SPCE061A單片機(jī)在語音識別和處理方面的優(yōu)點，結(jié)合實踐，設(shè)

2、計出有特色的語音電子鐘。關(guān)鍵字： SPCE061A單片機(jī) SPLC501液晶顯示器 語音報時AbstractClock is an essential tool for daily life.In morden society develop direction of clock with electronic is having the fuction for broadcasting.It is good to broadcast time. This design dates from common life, from the experience of this design I r

3、ealize the truth that SCM hasing the depth to each area of our lives. The paper illustrate for the electronic voice clocks design principles, details of the system hardware, software design and debugging. In this voice design of electronic clock, we must properly handle the following key.Firstly D/A

4、 conversion,secondly speech recognition,then human-machine interfaces, lastly program design. D/A conversion and voice recognition technology related to the correct broadcast of time, human-computer interface is the key to broadcast and adjust the time. Therefore, the Sunplus 61A microcontroller has

5、 high advantage in speech recognition and processing .Combineing the practice, design a unique voice electronic clock. Keywords: SPCE061A SCM SPLC501 liquid crystal display Time of broadcast目 錄第一章 緒 論1第一節(jié) 選題的目的和意義1第二節(jié) 單片機(jī)的介紹1一、單片機(jī)的發(fā)展1二、單片機(jī)的組成及特點3三、單片機(jī)的應(yīng)用4四、單片機(jī)的現(xiàn)狀和未來5第三節(jié) 本設(shè)計的工作6第二章 語音電子鐘的原理和方案7第一節(jié) 設(shè)計

6、原理7一、時鐘功能7二、語音輸出功能7第二節(jié) 設(shè)計方案8第三章 語音電子鐘的硬件設(shè)計9第一節(jié) 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)9一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9二、按鍵的功能描述10第二節(jié) SPCE061A芯片11一、SPCE061A性能簡介12二、SPCE061A芯片的引腳12三、SPCE061A特性參數(shù)14四、SPCE061A內(nèi)核結(jié)構(gòu)15五、SPCE061A中斷系統(tǒng)20六、SPCE061A最小系統(tǒng)及開發(fā)方法24第三節(jié) 程序下載區(qū)25第四節(jié) 音頻模塊26第五節(jié) 語音輸出模塊27第六節(jié) 數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊28第七節(jié) 電源模塊28第八節(jié) SPLC501液晶顯示模組29一、SPLC501的組成29二、SPLC501驅(qū)動控制器芯片31三

7、、SPLC501的顯示RAM 區(qū)映射31四、SPLC501行和列地址32五、SPLC501操作時序32第四章 語音電子鐘的軟件設(shè)計33第一節(jié) IDE集成開發(fā)環(huán)境33一、IDE界面的三個窗口34二、IDE工程的操作35三、IDE在線仿真流程38四、IDE軟件仿真流程38第二節(jié) 程序設(shè)計39一、軟件結(jié)構(gòu)41二、主程序41三、中斷服務(wù)程序43第五章 測試和調(diào)試46第一節(jié) 硬件測試46第二節(jié) SPCE061A板的測試48第三節(jié) 程序調(diào)試49總 結(jié)54參考文獻(xiàn)55外文資料56中文譯文63致 謝68附錄 程序代碼69第一章 緒 論第一節(jié) 選題的目的和意義帶有語音功能的電子產(chǎn)品和電子設(shè)備近年來廣泛地出現(xiàn)在我

8、們的生活中。語音時鐘是現(xiàn)在電子時鐘多功能化發(fā)展的一個方向，將語音引入到時鐘中實現(xiàn)時間的語音播報。本設(shè)計是一個基于凌陽61A單片機(jī)的語音報時系統(tǒng)，利用凌陽61A板這樣一種本身就帶有語音識別和播放功能的單片機(jī)來進(jìn)行時間的播報。并且用SPLC501液晶顯示器顯示當(dāng)前的時間、日期、星期、農(nóng)歷、鬧鈴開關(guān)。單片機(jī)是實現(xiàn)各種控制策略和算法的載體。因其功耗低，超小型，低成本，功能完整，非常適用于便攜式儀表和就地式顯示控制儀表，在國內(nèi)越來越受到用戶的重視和廣泛的應(yīng)用。隨著單片機(jī)集成化程度的不斷提高，現(xiàn)代單片機(jī)已經(jīng)具備了數(shù)字信號處理功能，使語音信號處理用單片機(jī)實現(xiàn)成為可能。SPCE061A是以'nSP T

9、M16位微控制器及信號處理器芯片為內(nèi)核的16位單片機(jī)，采用模塊式集成結(jié)構(gòu)，片內(nèi)集成了2KB RAM、32KB Flash、ADC、DAC、并行I/O等。第二節(jié) 單片機(jī)的介紹單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單片微型計算機(jī)。它是把中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、輸入/輸出端口(I/O)等主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。一、單片機(jī)的發(fā)展如果將8位單片機(jī)的推出作為起點，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可分為以下幾個階段。1.第一階段（1976-1978）：單片機(jī)的控索階段。以Intel公司的MCS48為代表。MCS48的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控

10、索的公司還有Motorola 、Zilog等，都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單機(jī)片”一詞即由此而來。 2.第二階段（1978-1982）單片機(jī)的完善階段。Intel公司在MCS48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。 1）完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。 2）CPU外圍功能單元的集中管理模式。 3）體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。 4）指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。3.第三

11、階段（1982-1990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS96系列單片機(jī)，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。隨著MCS51系列的廣泛應(yīng)用，許多電氣廠商競相使用80C51為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路的功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。4.第四階段（1990現(xiàn)在）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運算能力的8位/1

12、6位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價的專用型單片機(jī)。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展。將進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。單片機(jī)的主要發(fā)展趨勢。1.CMOS化。近年，由于CHMOS技術(shù)的進(jìn)步，大地促進(jìn)了單片機(jī)的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機(jī)可以工作在功耗精細(xì)管理狀態(tài)。單片機(jī)芯片多數(shù)是采用CMOS（金屬柵氧化物）半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。CMOS電路的特點是低功耗、高密度、低速度、低價格。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的TTL電路速度快，但功耗和芯片面積較大。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了HMOS（高密

13、度、高速度MOS）和CHMOS工藝。目前生產(chǎn)的CHMOS電路已達(dá)到LSTTL的速度，傳輸延遲時間小于2ns。因而，在單片機(jī)領(lǐng)域CMOS正在逐漸取代TTL電路。2.低功耗化。單片機(jī)的功耗已從Ma級，甚至1uA以下；使用電壓在3V-6V之間，完全適應(yīng)電池工作。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化。3.低電壓化。幾乎所有的單片機(jī)都有WAIT、STOP等省電運行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在3V-6V范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá)1-2V。目前0.8V供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。4.低噪聲與高可靠性。為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能

14、適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片廠家在單片機(jī)內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施。5.大容量化。以往單片機(jī)內(nèi)的ROM為1KB-4KB，RAM為64B-128B。但在需要復(fù)雜控制的場合，該存儲容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，需運用新的工藝，使片內(nèi)存儲器大容量化。目前，單片機(jī)內(nèi)ROM最大可達(dá)64KB，RAM最大為2KB。6.高性能化。主要是指進(jìn)一步改進(jìn)CPU的性能，加快指令運算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。采用精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運行速度?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá)100MIPS（Million Instruction Pe

15、r Seconds，即兆指令每秒），并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時控制功能。這類單片機(jī)的運算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出10倍以上。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其I/O功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念。7.小容量、低價格化。以4位、8位機(jī)為中心的小容量、低價格化也是發(fā)展動向之一。這類單片機(jī)的用途是把以往用數(shù)字邏輯集成電路組成的控制電路單片化，可廣泛用于家電產(chǎn)品。8.外圍電路內(nèi)裝化。這也是單片機(jī)發(fā)展的主要方向。隨著集成度的不斷提高，有可能把眾多的各種處圍功能器件集成在片內(nèi)。除了一般必須具有的CPU、ROM、RAM、定時器/計數(shù)器等以外，片內(nèi)集成的部件還有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、DMA控制器、

16、聲音發(fā)生器、監(jiān)視定時器、液晶顯示驅(qū)動器、彩色電視機(jī)和錄像機(jī)用的鎖相電路等。二、單片機(jī)的組成及特點單片機(jī)是微型機(jī)的一個主要分支，在結(jié)構(gòu)上的最大特點是把CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺計算機(jī)。1.單片機(jī)的組成它通過內(nèi)部總線把計算機(jī)的各主要部件接為一體，其內(nèi)部總線包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。其中，地址總線的作用是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時提供地址，CPU通過它們將地址輸出到存儲器或I/O接口；數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲器或I/O接口之間，或存儲器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總線包括CPU發(fā)出的控制信號線和外部送入C

17、PU的應(yīng)答信號線等。2.單片機(jī)的特點 由于單片機(jī)的這種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點，因而在各個領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)展。單片機(jī)主要有如下特點： 1）有優(yōu)異的性能價格比。 2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 3）控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機(jī)。 4）低功

18、耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。 5）外部總線增加了IC（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)。 6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。三、單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)作為計算機(jī)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。根據(jù)目前發(fā)展情況，從不同角度單片機(jī)大致可以分為通用型/專用型、總線型/非總線型及工控型/家電型。由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用單片機(jī)廣

19、泛地用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化，并可以提高測量的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。2.單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點，可大大提高機(jī)器的自動化、智能化程度。3.單片機(jī)在實時控制中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛地用于各種實時控制系統(tǒng)中。單片機(jī)的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能，可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4.單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式

20、多機(jī)系統(tǒng)。多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點上，對現(xiàn)場信息進(jìn)行實時的測量和控制。單片機(jī)的高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，使它可以置于惡劣環(huán)境的前端工作。5.單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用 自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛。單片機(jī)將使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩。 單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法。以前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能

21、用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。四、單片機(jī)的現(xiàn)狀和未來單片機(jī)自70年代問世以來得到蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善。單片機(jī)集成越來越多資源，內(nèi)部存儲資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡單，產(chǎn)品小巧美觀，同時系統(tǒng)也更加穩(wěn)定。單片機(jī)抗干擾能力加強(qiáng)，使它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場前景。單片機(jī)提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時間。在線編程目前有ISP和IAP兩種。具備ISP的單片機(jī)內(nèi)部集成FLASH存儲器，用戶可以通過下載線以特定的硬件時序在線編程，但用戶程序自身

22、不可以對內(nèi)部存儲器做修改。隨著單片機(jī)的發(fā)展，人們對事物的要求越來越高，單片機(jī)的應(yīng)用軟件技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化，從最初的匯編語言，開始演變到C語言開發(fā)，不但增加了語言的可讀性，結(jié)構(gòu)性，而且對于跨平臺的移植也提供了方便，另外一些復(fù)雜的系統(tǒng)開始在單片機(jī)上采用操作系統(tǒng)。目前低端定位的單片機(jī)仍然走俏，但高端的單片機(jī)(微處理器)卻是風(fēng)起云涌，SOC技術(shù)的發(fā)展。自1997年以來，電子技術(shù)應(yīng)用又增加了一個新的層次片上系統(tǒng)(SOC)層次。SOC技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志著現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入了SOC階段。從各個發(fā)展階段看，自HW+SW階段開始，電子技術(shù)應(yīng)用就與單片機(jī)緊密地聯(lián)系在一起。在FW階段，作為固件系統(tǒng)的重要核心技術(shù)

23、，單片機(jī)又以嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)，再次成為現(xiàn)代電子應(yīng)用技術(shù)的核心技術(shù)之一，并為SOC應(yīng)用技術(shù)提供了基礎(chǔ)。 SOC為各種應(yīng)用提供了一個新的實現(xiàn)技術(shù)。這種新的電子系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)促使工業(yè)界在近3年中發(fā)生了巨大的變化，為信息技術(shù)的應(yīng)用提供堅實的基礎(chǔ)，因此，完全可以稱之為SOC革命。同時，SOC也為單片機(jī)技術(shù)提供了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，使單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。隨著單片機(jī)MCU功能集成化的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸由傳統(tǒng)的控制擴(kuò)展到控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理(DigitalSignalProcessing,DSP)等領(lǐng)域。第三節(jié) 本設(shè)計的工作本設(shè)計是以凌陽單片機(jī)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)的設(shè)計基于單片機(jī)的語音電子

24、鐘。本設(shè)計利用凌陽16位單片機(jī)處理速度快、具備語音功能、方便的集成開發(fā)環(huán)境等優(yōu)點，結(jié)合SPLC501強(qiáng)大的顯示功能，設(shè)計出多功能、高精度的語音電子鐘。本設(shè)計的安排如下：第一章簡明扼要的闡述本設(shè)計的目的和要求。介紹單片機(jī)的發(fā)展、特點以及目前在國內(nèi)外的應(yīng)用和前景。同時對本設(shè)計的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了安排。第二章根據(jù)設(shè)計要求結(jié)合單片機(jī)原理提出設(shè)計原理和方案。第三章按照設(shè)計方案詳細(xì)規(guī)劃語音電子鐘的硬件設(shè)計，利用Protell99繪制各個模塊的電路原理圖。第四章在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過深入研究語音電子鐘的功能。畫出各個部分的程序流程圖，然后根據(jù)流程圖編寫源程序。第五章進(jìn)行硬件的測試和軟件的調(diào)試。通過集成開發(fā)環(huán)境ID

25、E對編寫的源程序進(jìn)行調(diào)試。第六章對全文進(jìn)行總結(jié)，并寫出設(shè)計的體會和本設(shè)計的不足。簡單的敘述對本設(shè)計的前景和展望。第二章 語音電子鐘的原理和方案第一節(jié) 設(shè)計原理根據(jù)設(shè)計要求，語音電子鐘要具備的功能：1.可以語音播報日期和時間。2.可以在SPLC501液晶模組上面顯示時間、日期、農(nóng)歷、星期、鬧鐘。3.整點報時功能。 4.具備鬧鐘功能。5.鬧鐘的鈴聲可以選擇。 6.具備秒表功能。一、時鐘功能時鐘功能是利用SPCE061A芯片的時鐘頻率和定時/計數(shù)器設(shè)計。SPCE061A芯片為語音電子鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Hz方波信號，此外還有一校正電容可以對溫度進(jìn)行補(bǔ)償，以提高頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，可保證

26、語音電子鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。整個系統(tǒng)工作時，秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進(jìn)制計數(shù)。每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”也采用60進(jìn)制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用24進(jìn)制計時器，可實現(xiàn)對一天24小時的累計, 每累計24小時，發(fā)出一個“星期脈沖”信號，該信號將被送到“星期計數(shù)器”，“星期計數(shù)器” 采用7進(jìn)制計時器，可實現(xiàn)對一周7天的累計。每累計24小時發(fā)出一個“天脈沖”信號。該信號將作為“年計數(shù)器”的時鐘脈

27、沖信號。由中斷程序控制“年計數(shù)器”采用365或366進(jìn)制計數(shù)，實現(xiàn)對年的累計。顯示電路將“時”、“分”、“秒”、“星期”、“年”計數(shù)器的輸出狀態(tài)送到SPLC501液晶顯示器顯示出來。二、語音輸出功能語音輸出功能利用SPY0030A芯片和外接喇叭進(jìn)行音頻輸出。SPY0030A是凌陽公司開發(fā)的專門用于語音信號放大的芯片。J3是語音輸出接口，一個2pin的插針外接喇叭，由DAC 輸出引腳21 或22經(jīng)語音集成放大器SPYOO30A放大，然后輸出。SPY0030A相當(dāng)于LM386，但是比386 音質(zhì)好，它可以工作在2.4-6.0V 范圍內(nèi)，最大輸出功率可達(dá)700mW。第二節(jié) 設(shè)計方案通過對設(shè)計要求和設(shè)

28、計原理的仔細(xì)分析，本次設(shè)計采用模塊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。語音電子鐘主要由系統(tǒng)初始化模塊、輸入按鍵信息模塊、語音輸入與A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換模塊、壓縮編碼模塊和D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換模塊、SPLC501液晶模組組成。實現(xiàn)單獨播報年、月、日和時、分，實現(xiàn)定時功能，并且能夠?qū)λ鼈兎謩e進(jìn)行調(diào)整。設(shè)計復(fù)位鍵對設(shè)定值進(jìn)行清零操作。組成電路板各模塊應(yīng)具有如下功能: 1.系統(tǒng)初始化模塊: 輸入一些變量與子小模塊,進(jìn)行賦初值等處理，輸出變量和模塊的初始狀態(tài)。2.輸入按鍵信息模塊:輸入鍵值,等待系統(tǒng)中斷并進(jìn)行相應(yīng)的中斷處理，輸出為調(diào)用相應(yīng)的鍵處理程序。 3.語音輸入與A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換模塊:輸入語音信號,進(jìn)行A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)

29、換，輸出語音的數(shù)字信號。 4.壓縮編碼模塊:輸入語音的數(shù)字信號,經(jīng)過語音壓縮函數(shù)的處理，輸出語音的壓縮編碼。 5.D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換模塊:輸入語音的數(shù)字信號,進(jìn)行D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換輸出語音的模擬信號。6.SPLC501液晶顯示器：顯示當(dāng)前的時間、日期、農(nóng)歷、星期、鬧鐘。 第三章 語音電子鐘的硬件設(shè)計第一節(jié) 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)語音電子鐘的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.1，61板作為整個系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)控制鍵盤掃描；年、月、日、星期以及時間的計算； SPLC501A 液晶顯示的驅(qū)動；并根據(jù)按鍵值播報當(dāng)前的日期或者時間。SPLC501A 液晶顯示模組主要用來顯示當(dāng)前的時間，日期，以及顯示功能選擇

30、菜單和時間日期調(diào)整菜單。圖3.1 語音電子鐘的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖硬件功能模塊連接：用61板控制語音電子鐘系統(tǒng)，使用IOA 口的高八位、IOB 的4、5、6 共11 個I/O 口連接SPLC501A液晶模組，另外使用了61板的語音輸出模塊；以及61 板上的三個按鍵。硬件連接如圖3.2 所示：圖3.2 語音電子鐘的電路連接圖語音電子鐘的連接示意圖見圖3.2，IOA 的高八位接到液晶模組的八個數(shù)據(jù)端，同時也連接了液晶模組的電源，即直接用一根10pin 的排線連接61 板“+”、IOA8-15、“-”與SPLC501A 液晶顯示模組的“+”、DB0-7、“-”，主要用來向液晶模組傳送命令和數(shù)據(jù)；IOB6 接E

31、P，IOB5 接R/W，IOB4接AO，用來控制液晶的顯示和工作方式。二、按鍵的功能描述語音電子鐘的各個按鍵功能如圖3.3所示,按KEY1鍵：進(jìn)入功能選擇界面。按KEY2 鍵：播報當(dāng)前的時間。按KEY3鍵：播報當(dāng)前的日期。KEY2、KEY3 鍵同時按下：控制鬧鐘的開與關(guān)。 在時間顯示界面上按KEY1鍵會進(jìn)入功能選擇菜單，功能菜單界面上有4個選項。分別是時間日期調(diào)整、鬧鐘設(shè)置、秒表功能、返回。功能選擇菜單界面里KEY1為確定鍵，KEY2為下翻鍵，KEY3為上翻鍵?？梢噪S意選擇所要實現(xiàn)的操作。時間日期調(diào)整界面里KEY1為確定鍵，KEY2為加一鍵，KEY3為減一鍵，SPLC501液晶顯示器上閃爍的部

32、分表示當(dāng)前正在調(diào)整的選項，當(dāng)設(shè)置完成后，按KEY1會自動退出設(shè)置界面。鬧鐘設(shè)置界面里KEY1為確定鍵，KEY2為下翻鍵，KEY3為上翻鍵。鬧鐘設(shè)置界面里有鬧鐘時間設(shè)置和鬧鐘鈴聲選擇兩個選項。鬧鐘時間設(shè)置界面KEY1為確定鍵，KEY2為加一鍵，KEY3為減一鍵，SPLC501液晶顯示器上閃爍的部分表示當(dāng)前正在調(diào)整的選項，當(dāng)設(shè)置完成后，按KEY1會自動退出設(shè)置界面。.鬧鐘鈴聲設(shè)置界面里KEY1為確定鍵，KEY2為選擇鍵，KEY3為播放當(dāng)前選擇的鈴聲鍵。當(dāng)鬧鐘響時，按下三個鍵中的任何一個都可以關(guān)閉鬧鐘。 秒表功能界面里KEY1為退出鍵，KEY2為開始/暫停鍵，KEY3為清零鍵，只有當(dāng)秒表停止運行時K

33、EY3 才有效。 返回功能里KEY1為確認(rèn)鍵，按下后，系統(tǒng)會回到顯示界面。圖3.3 語音電子鐘的按鍵功能結(jié)構(gòu)圖硬件設(shè)計按照SPCE061A、程序下載區(qū)、音頻輸出、語音輸入、數(shù)模轉(zhuǎn)換、電源分模塊設(shè)計。利用Protel 99來繪制各個部分的電路原理圖。第二節(jié) SPCE061A芯片SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了ICE (在線實時仿真/除錯器)、FLASH (閃存)、SRAM (靜態(tài)內(nèi)存)、通用I/O 端口、定時器/計數(shù)器、中斷控制、CPU 時鐘鎖相環(huán)(PLL)、ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)、DAC (數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出、UART (同步串行輸入輸出接口)、SIO (串行輸入輸出接口)、低電壓監(jiān)測/

34、低電壓復(fù)位模塊。µnSP的核心由總線、ALU算術(shù)邏輯運算單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成。一、SPCE061A性能簡介1.16位nSP 微處理器 。2.工作電壓（CPU）VDD為3.0-3.6V，（I/O）VDDH為3.0-5.5V。 3.CPU時鐘：0.32-49.152MHz。 4.內(nèi)置2K字SRAM 。5.內(nèi)置32K字FLASH 。6.可編程音頻處理。 7.晶體振蕩器。 8.系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下（時鐘處于停止?fàn)顟B(tài)），耗電僅為2uA/3.6V 。9.2個16位可編程定時器/計數(shù)器（可自動預(yù)置初始計數(shù)值）。 10.2個10位DAC（數(shù)/模轉(zhuǎn)換）輸出通道。 11.32位通用可編

35、程輸入/輸出通道。 12.14個中斷源可來自定時器A/B、時基、2個外部時鐘源輸入和鍵喚醒。 13.具備觸鍵喚醒的功能。 14.用凌陽音頻編碼SACM_S480可以播放壓縮的語音資源。 15.鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號。 16、32768Hz實時時鐘。17.7通道10位電壓模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和單通道聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。 18.聲音模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器，并具有自動增益控制（AGC）功能。 19.具備串行設(shè)備接口。 20.具備低電壓復(fù)位功能和低電壓檢測功能。 21.內(nèi)置在線仿真電路接口。22.具有WatchDog功能。二、SPCE061A芯片的引腳SPCE061A實物如圖

36、3.4所示。 圖3.4 SPCE061A實物排列圖SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖3.5所示：圖3.5 SPCE061A的PLCC84封裝引腳SPCE061A的PLCC84封裝管腳說明如表3.1所示。引腳說明IOA0-IOA15(41-48、53、54-60)I/O口A，共16個IOB0-IOB15(5-1、81-76、68-64)I/O口B，共16個OSCI（13腳）32768Hz 晶振輸入管腳OSCO（12腳）32768Hz 晶振輸出管腳RES_B(6腳)復(fù)位輸入XICE（16腳）ICE使能端，接PROBE的使能腳ICE_ENXICECLK（17腳）ICE時鐘端，接PROBE的時鐘腳ICE_SC

37、KXICESDA（18腳）ICE數(shù)據(jù)端，接PROBE的數(shù)據(jù)腳ICE_SDAPVIN（20腳）程序保密設(shè)定腳PFUSE（29腳）程序保密設(shè)定腳DAC1（21腳）音頻輸出通道1DAC2（22腳）音頻輸出通道2VREF2（23腳）2V參考電壓輸出腳AGC（25腳）語音輸入自動增益控制引腳OPI（26腳）Microphone的第二運放輸入腳MICOUT（27腳）Microphone的第一運放輸出腳MICN（28腳）Microphone的負(fù)向輸入腳MICP（33腳）Microphone的正向輸入腳VRT（35腳）A/D轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳VCM（34腳）ADC參考電壓輸出腳VMIC（37腳）Micro

38、phone的電源XSLEEP（63腳）睡眠狀態(tài)指示腳VCP（8腳）鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入XROMT、PVPP、XTEXST（61、69、14）出廠測試引腳，懸空即可VDDH（51、52、75腳）I/O電平參考。VDD（7腳）PLL鎖相環(huán)電源VSS（9腳）鎖相環(huán)地VSS（19、24腳）模擬地VSS（38、49、50、62腳）數(shù)字地VDD（15、36腳）數(shù)字電源注：在PLCC84封裝中，有15個空余腳，使用時這15個空余腳懸浮?？蓪FUSE接5V, PVIN接GND并維持1s以上即可將內(nèi)部保險絲熔化，此后就無法讀取和向閃存加載數(shù)據(jù)。 表3.1 SPCE061A的PLCC84封裝管腳說明三、S

39、PCE061A特性參數(shù)SPCE061A系統(tǒng)的特性參數(shù)如表3.2所示：特性參數(shù)SPCE061A工作電壓2.6V-3.6V最大工作速率49.152MHzCPU16 位SRAM 容量2K字ROM容量(字)32K閃存并行I/O端口AIOA15-0并行I/O端口BIOB15-0音頻輸出DAC×2中斷源TimerA/B 時基信號發(fā)生器 外部中斷 觸鍵喚醒喚醒源IOA7-0其它中斷定時器/計數(shù)器雙16位加計數(shù)定時器/計數(shù)器雙通道PWM輸出UART7通道10位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)串行SRAM接口具備晶振具備低電壓復(fù)位具備低電壓監(jiān)測具備內(nèi)置ICE接口具備上電復(fù)位具

40、備麥克風(fēng)放大器和自動增益控單通道節(jié)電功能具備中斷控制功能具備觸鍵喚醒功能具備表3.2 系統(tǒng)特性參數(shù)四、SPCE061A內(nèi)核結(jié)構(gòu)SPCE061A的內(nèi)核由總線、算術(shù)邏輯運算單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成。算術(shù)邏輯運算單元ALU：SPCE061A的ALU在運算能力上很有特色，它不僅能做16位基本的算術(shù)邏輯運算，也能做帶移位操作的16位算術(shù)邏輯運算，同時還能做用于數(shù)字信號處理的16位×16位的乘法運算和內(nèi)積運算。1.算術(shù)邏輯運算器SPCE061A的ALU前面串接有一個移位器SHIFTER，也就是說，操作數(shù)在經(jīng)過ALU的算數(shù)邏輯操作前可先進(jìn)行移位處理，然后再經(jīng)ALU完成算邏運算操作。

41、移位包括：算術(shù)右移、邏輯左移、邏輯右移、循環(huán)左移以及循環(huán)右移。所以，SPCE061A的指令系統(tǒng)里專有一組復(fù)合式的移位算術(shù)邏輯操作指令；此一條指令完成移位和算術(shù)邏輯操作兩項功能。 SPCE061A的CPU寄存器組里有8個16位寄存器，可分為通用型寄存器和專用型寄存器兩大類別。通用型寄存器包括：R1-R4，作為算術(shù)邏輯運算的源及目標(biāo)寄存器。專用型寄存器包括SP、BP、SR、PC，是與CPU特定用途相關(guān)的寄存器。2.SPCE061A片內(nèi)存儲器結(jié)構(gòu)SPCE061A單片機(jī)的存儲器有2K字的SRAM（包括堆棧區(qū)）和32K字閃存（FLASH）。SPCE061A有2K字的SRAM(包括堆棧區(qū))，其地址范圍從0

42、x0000到0x07FF。前64個字，即0x0000-0x003F地址范圍內(nèi)可采用6位地址直接地址尋址方法，尋訪速度為2個CPU時鐘周期；其余0x0040-0x07FF地址范圍內(nèi)存儲器的尋訪速度則為3個CPU時鐘周期。堆棧是在內(nèi)存RAM區(qū)專門開辟出來的按照“先進(jìn)后出”原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的一種工作方式，主要用于子程序調(diào)用及返回和中斷處理斷點的保護(hù)及返回。堆棧的最大容量范圍限制在2K字RAM內(nèi)，即其地址范圍從0X07FF到0X0000的存儲器范圍中。值得注意的是堆棧的生長方向，SPCE061A系統(tǒng)復(fù)位后，SP初始化為0x07FF,每執(zhí)行PUSH指令一次，SP指針減一。SPCE061A是一個用閃存替代

43、掩膜ROM的MTP(多次編程)芯片，具有32K字閃存容量。用戶可用閃存來存儲用戶程序。為了安全起見，不對用戶開放整體擦除功能。用戶必須通過向P_Flash_Ctrl (寫) ($7555H)單元寫入0xAAAA來激活閃存的存取功能，從而訪問閃存。然后，向P_Flash_Ctrl (寫) ($7555H)單元寫入0x5511，來擦除頁的內(nèi)容。寫入0x5533，對閃存編程。這些指令不能被任何其他的操作包括中斷、ICE的單步跟蹤動作打斷。這是因為閃存控制器必須保證閃存處于編程狀態(tài)。如果一些其它的進(jìn)程插入到當(dāng)前的執(zhí)行隊列里，閃存的狀態(tài)將發(fā)生改變，擦除頁和編程的操作不能再繼續(xù)進(jìn)行。此外，為保證程序的正確

44、編寫，用戶必須在編程之前擦除頁的內(nèi)容。頁大小為0x100。第一頁地址范圍：0x8000-0x80FF，最后一頁的地址范圍：0xFF00-0xFFFF。0xFC00-0xFFFF范圍內(nèi)的地址由系統(tǒng)保留，用戶最好不要用本范圍內(nèi)的地址。32K字的內(nèi)嵌式閃存被劃分為128個頁，它們在CPU正常運行狀態(tài)下均可通過程序擦除或?qū)懭搿Ｈ?2K字閃存均可在ICE工作方式下被編程寫入或被擦除。在芯片上電以后，芯片就處于讀存儲單元狀態(tài)，讀存儲單元的操作與SRAM相同。3.SPCE061A輸入/輸出接口輸入/輸出接口是單片機(jī)與外設(shè)交換信息的通道。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。輸出端口負(fù)責(zé)

45、向外界輸送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等。nSP內(nèi)有并行和串行兩種方式的I/O口。并行口線路成本較高，但是傳輸速率也很高；與并行口相比，串行口的傳輸速率較低但可以節(jié)省大量的線路成本。SPCE061A有兩個16位通用的并行I/O口：A口和B口。這兩個口的每一位都可通過編程單獨定義成輸入或輸出口。A口的IOA0-IOA7用作輸入口時具有喚醒功能，即具有輸入電平變化引起CPU中斷功能。在那些用電池供電、追求低能耗的應(yīng)用場合，可以應(yīng)用CPU的睡眠模式（通過軟件設(shè)置）以降低功耗，需要時以按鍵來喚醒CPU，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。I/O 端口結(jié)構(gòu)如圖3.6所示，SPCE061A提供了位

46、控制結(jié)構(gòu)的I/O端口，每一位都可以被單獨定義用于輸入或輸出數(shù)據(jù)。通常，對某一位的設(shè)定包括以下3個基本項：數(shù)據(jù)向量Data、屬性向量Attribution和方向控制向量Direction。I/O端口組合控制設(shè)置如表3.3所列。3個端口內(nèi)每個對應(yīng)的位組合在一起，形成一個控制字，用來定義相應(yīng)I/O口位的輸入輸出狀態(tài)和方式。與其它的單片機(jī)相比，除了每個I/O端口可以單獨定義其狀態(tài)外，每個對應(yīng)狀態(tài)下的I/O端口性質(zhì)電路都是內(nèi)置的，在實際的電路中不需要再次外接。 P_IOA/B_Buffer (讀)P_IOA/B_Date (寫)P_IOA/B_Buffer (寫)P_IOA/B_Dir(讀/寫)P_IO

47、A/B_Attrib(讀/寫)P_IOA/B_Date (讀)數(shù)據(jù)寄存器和邏輯控制上拉下拉I/O管腳圖3.6 I/O 端口結(jié)構(gòu)方向?qū)傩詳?shù)據(jù)功能是否帶有喚醒功能功能描述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*100高電平輸出否帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出101低電平輸出否帶數(shù)據(jù)反相器的低電平輸出110低電平輸出否帶數(shù)據(jù)緩存器的低電平輸出111高電平輸出否帶數(shù)據(jù)緩存器的高電平輸出注： *：口位默認(rèn)為帶下拉電阻的輸入管腳； *：只有當(dāng)IOA 7-0內(nèi)位的控制字為000，001和010時， 相應(yīng)位才具有喚醒的功能；*：此

48、種懸浮輸入作為ADC IOA6-0 的輸入。表3.3 I/O端口的組合控制設(shè)置P_IOA_Data(讀/寫)(7000H)A口的數(shù)據(jù)單元，用于向A口寫入或從A口讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)A口處于輸入狀態(tài)時，讀出是讀A口管腳電平狀態(tài)；寫入是將數(shù)據(jù)寫入A口的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)A口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到A口的數(shù)據(jù)寄存器。P_IOA_Buffer (讀/寫) (7001H)A口的數(shù)據(jù)向量單元，用于向數(shù)據(jù)向量寄存器寫入或從該寄存器讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)A口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將A口的數(shù)據(jù)向量寫入A口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從A口數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)讀其數(shù)值。當(dāng)A口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到A口的數(shù)據(jù)寄存器。P_IOB_Data

49、(讀/寫)(7005H)B口的數(shù)據(jù)單元，用于向B口寫入或從B口讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)B口處于輸入狀態(tài)時，讀出是讀B口管腳電平狀態(tài)； 寫入是將數(shù)據(jù)寫入B口的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)B口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到B口的數(shù)據(jù)寄存器。P_IOB_Buffer(讀/寫)(7006H)B口的數(shù)據(jù)向量單元，用于向數(shù)據(jù)寄存器寫入或從該寄存器內(nèi)讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)B口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將數(shù)據(jù)寫入B口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從B口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。當(dāng)B口處于輸出狀態(tài)時，寫入數(shù)據(jù)到B口的數(shù)據(jù)寄存器。4.SPCE061A時鐘電路SPCE061A 的系統(tǒng)時鐘由時鐘發(fā)生器（32768Hz晶振）、鎖相環(huán)（PLL）和時間基準(zhǔn)信號（RTC）組成

50、。SPCE061A時鐘電路的接線圖如圖3.7所示：1.32768Hz的實時時鐘經(jīng)過PLL倍頻電路產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘頻率(Fosc)，F(xiàn)osc再經(jīng)過分頻得到CPU時鐘頻率(CPUCLK)可通過對P_SystemClock(寫)(7013H)單元編程來控制。默認(rèn)的Fosc、CPUCLK分別為24.576MHz和Fosc/8。用戶可以通過對P_SystemClock單元編程完成對系統(tǒng)時鐘和CPU時鐘頻率的定義。圖3.7 SPCE061A時鐘電路的接線圖32768Hz RTC振蕩器有兩種工作方式：強(qiáng)振模式和自動弱振模式。處于強(qiáng)振模式時，RTC振蕩器始終運行在高耗能的狀態(tài)下。處于自動弱振模式時，系統(tǒng)在上電復(fù)位

51、后的前7.5s內(nèi)處于強(qiáng)振模式，然后自動切換到弱振模式以降低功耗。CPU被喚醒后默認(rèn)的時鐘頻率為Fosc/8，用戶可以根據(jù)需要調(diào)整該值。CPU被喚醒后經(jīng)過32個時鐘周期的緩沖時間后再進(jìn)行其它的操作，這樣可以避免在系統(tǒng)被喚醒后造成ROM讀取錯誤。3.時間基準(zhǔn)信號，簡稱時基信號，來自于32768Hz實時時鐘，通過頻率選擇組合而成。時基信號發(fā)生器的選頻邏輯TMB1為TimerA的時鐘源B提供各種頻率選擇信號并為中斷系統(tǒng)提供中斷源(IRQ6)信號。此外，時基信號發(fā)生器還可以通過分頻產(chǎn)生2Hz、4Hz、1024Hz、2048Hz以及4096Hz的時基信號，為中斷系統(tǒng)提供各種實時中斷源(IRQ4、IRQ5)

52、信號。5.SPCE061A定時器/計數(shù)器SPCE061A提供了兩個16位的定時/計數(shù)器：TimerA和TimerB。TimerA為通用計數(shù)器；TimerB為多功能計數(shù)器。TimerA的時鐘源由時鐘源A和時鐘源B進(jìn)行“與”操作而形成；TimerB的時鐘源僅為時鐘源A。定時器發(fā)生溢出后會產(chǎn)生一個溢出信號(TAOUT/TBOUT)。一方面，它會作為定時器中斷信號傳輸給CPU中斷系統(tǒng)；另一方面，它又會作為4位計數(shù)器計數(shù)的時鐘源信號，輸出一個具有4位可調(diào)的脈寬調(diào)制占空比輸出信號APWMO或BPWMO(分別從IOB8 和IOB9輸出)，可用來控制馬達(dá)或其它一些設(shè)備的速度。此外，定時器溢出信號還可以用于觸發(fā)

53、ADC輸入的自動轉(zhuǎn)換過程和DAC輸出的數(shù)據(jù)鎖存。向定時器的P_TimerA_Data(讀/寫)(700AH)單元或P_TimerB_Data(讀/寫)(700C H)單元寫入一個計數(shù)值N后，選擇一個合適的時鐘源，定時器/計數(shù)器將在所選的時鐘頻率下開始以遞增方式計數(shù)N，N+1，N+2，0xFFFE，0xFFFF。當(dāng)計數(shù)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。同時，N值將被重新載入定時器/計數(shù)器并重新開始計數(shù)。通過寫入P_TimerA_Ctrl(700BH)單元的第6-9位，可選擇設(shè)置APWMO輸出波形的脈寬占空比；同理，寫入P_TimerB

54、_Ctrl(700DH)單元的第6-9位，便可選擇設(shè)置BPWMO輸出波形的脈寬占空比。時鐘源A是高頻時鐘源，來自帶鎖相環(huán)的晶體振蕩器輸出Fosc；時鐘源B的頻率來自32768Hz實時時鐘系統(tǒng)，也就是說，時鐘源B可以作為精確的計時器。例如，2Hz定時器可以作為實時時鐘的時鐘源。五、SPCE061A中斷系統(tǒng)SPCE061A系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)是單片機(jī)中中斷功能較強(qiáng)的一種，它可以提供14個中斷源，具有兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套功能。用戶可以用關(guān)中斷指令（或復(fù)位）屏蔽所有的中斷請求，也可以用開中斷指令使CPU接受中斷申請。每一個中斷源可以用軟件獨立控制為開或關(guān)中斷狀態(tài)；但中斷級別不可用軟件設(shè)置。

55、 SPCE061A的中斷類型SPCE061A的結(jié)構(gòu)給出了三種類型的中斷：軟件中斷、異常中斷和事件中斷。1.軟件中斷軟件中斷是由軟件指令break產(chǎn)生的中斷。軟件中斷的向量地址為FFF5H2.異常中斷異常中斷表示為非常重要的事件，一旦發(fā)生，CPU必須立即進(jìn)行處理。目前SPCE061A定義的異常中斷只有復(fù)位一種。通常，SPCE061A系統(tǒng)復(fù)位可以由以下三種情況引起：上電、看門狗計數(shù)器溢出以及系統(tǒng)電源低于電壓低限。不論什么情況引起復(fù)位，都會使復(fù)位引腳的電位變低，進(jìn)而使程序指針PC指向由一個復(fù)位向量（FFF7H）所指的系統(tǒng)復(fù)位程序入口地址。3.事件中斷事件中斷一般產(chǎn)生于片內(nèi)設(shè)部件或由外設(shè)中斷輸入引腳引入的某個事件。這種中斷的開通/禁止，由相應(yīng)獨立使能和相應(yīng)的IRQ或FIQ總使能控制。SPCE061A的事件中斷可采用兩種方式：快速中斷請求即FIQ中斷和中斷請求即IRQ中斷。這兩種中斷都有相應(yīng)的總使能。SPCE061A共有9個中斷向量即FIQ、IRQ0-IRQ6及UART IRQ。這9個中斷向量共可安置14個中斷源供使用，其中有