《外文文献翻译----32kx16闪存16位语音微控制器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《外文文献翻译----32kx16闪存16位语音微控制器（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、32kx16 闪存 16 位语音微控制器1 总述 SPCE061A 是继 nSP(TM)系列产品 SPCE500A 等之后凌阳科技推出的又一个 16 位结构的微控制器。与 SPCE500A 不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，SPCE061A 里只内嵌 32K 字的闪存 FLASH ROM。较高的处理速度使 nSP(TM)能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。因此，与 SPCE500A 相同，以 nSP(TM)为核心的 SPCE061A 微控制器也适用在数字语音识别应用领域。 SPCE061A 在 3.0V-3.6V 工作电压范围内的工作速度范围为
2、0.32MHz-49.152MHz，较高的工作速度使其应用领域更加拓宽。2K 字 SRAM 和 32K 字闪存 ROM 仅占一页存储空间，32 位可编程的多功能 I/O 端口；两个 16 位定时器/计数器；32768Hz 实时时钟；低电压复位/监测功能；8 通道 10 位模-数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式；双通道 10 位 DAC 方式的音频输出功能 。2 性能 * 16 位 nSP(TM)微处理器 * CPU 时钟：0.32MHz-49.152MHz * 工作电压：3.0V - 3.6V * 内置 2K 字 SRAM* 内置 32K 闪存 ROM * 可编程音频处理
3、* 晶体振荡器* 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于 2A3.6V * 2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值) * 2 个 10 位 DAC(数-模转换)输出通道 * 32 位通用可编程输入/输出端口1* 14 个中断源可来自定时器 A / B，时基，2 个外部时钟源输入，键唤醒* 具备触键唤醒的功能* 使用凌阳音频编码 SACM_S200 方式(2.0K 位/秒) * 锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号 * 32768Hz 实时时钟 * 8 通道 10 位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器声音模-数转换器输入* 通道内置麦克风放大器和自
4、动增益控制(AGC)功能 * 具备串行设备接口* 低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能* 保护代码安全读与写的功能3 应用领域 * 语音识别类产品 * 智能语音交互式玩具 * 高级亦教亦乐类玩具 * 儿童电子故事书类产品 * 通用语音合成器类产品 * 需较长语音持续时间类产品 * 复读机相关产品4 功能描述 4.1 CPU SPCE061A 配备了凌阳科技开发的最新的 16 位微处理器 nSP(TM)。它内含有 8 个寄存器：4 个通用寄存器 R1-R4，1 个程序计数器 PC，1 个堆栈指针SP，1 个基址指针 BP 和 1 个段寄存器 SR。通用寄存器 R3 和 R4 结合形
5、成一个 32 位寄存器 MR，MR 可被用作乘法运算和内积运算的目标寄存器。此外，SPCE061A 有 3 个 FIQ 中断和 14 个 IRQ 中断，并且带有一个由指令 BREAK 控制2的软中断。nSP(TM)不仅可以进行加、减等基本算术运算和逻辑运算，还可以完成用于数字信号处理的乘法运算和内积运算。 4.2 存储器 4.2.1. RAM SPCE061A 拥有 2K 字的 SRAM(包括堆栈区)，其地址范围从#0000 到#07FF。 用两个时钟周期进行访问。4.2.2 闪存（Flash）ROM 闪存（Flash）ROM（-00FFFF）是一种以两个 CPU 时钟周期存取速度的高速内存。
6、闪存擦写功能必须使用 IDE 工具。4.3 时钟（锁相环振荡器，系统时钟，实时时钟） 4.3.1 锁相环(PLL，Phase Lock Loop)振荡器 PLL 的作用是为系统提供一个实时时钟的基频(32768Hz)，然后将基频进行倍频，调整至 49.152MHz、40.96MHz、32.768MHz、24.576MHz 或 20.480MHz。系统默认的 PLL 自激振荡频率为 24.576MHz。 4.3.2 时钟 (1)系统时钟 一般来说，系统时钟的信号源为 PLL 振荡器。系统时钟频率(Fosc)和 CPU 时钟频率 (CPUCLK) 可通过对 P_SystemClock(写)(#70
7、13H)单元编程来控制。默认的 Fosc、CPUCLK 分别为 24.576MHz 和 Fosc/8。用户可以通过对 P_SystemClock 单元编程完成对系统时钟和 CPU 时钟频率的定义。当系统被唤醒后最初时刻的 CPUCLK 频率亦为 Fosc/8，随后逐渐被调整到用户设定的 CPUCLK 频率。这样，可避免系统在唤醒初始时刻读 ROM 出现错误。 (2)实时时钟（32768Hz） 32768Hz 实时时钟通常用于钟表、实时时钟延时以及其它与时间相关类产品。SPCE061A 通过对 32768Hz 实时时钟源分频而提供了多种实时时钟中断源。例如，用作唤醒源的中断源 IRQ5_2Hz，
8、表示系统每隔 0.5 秒被唤醒一次，由此可作为精确的计时基准。 ” 。此外， SPCE061A 支持 32768Hz 振3荡器在正常模式和自动省电模式。在正常模式下，32768Hz 振荡器始终运行在最高的功率消耗。自动省电模式，但是，在正常模式下运行的第一个 7.5 秒变化回到省电模式以降低功耗。 4.4 节电模式 SPCE061A 可设置节电的备用模式以达到节能的目的。要进入待命工作模式，首先应将所需的键唤醒口 IOA7-0设为输入端口。在进入待命工作模式前，通过读P_IOA_Latch 单元来激活 IOA7-0口的唤醒功能，或者允许作为唤醒源的中断源中断请求的响应；然后通过写入 P_Sys
9、temClock 单元一个 CPUClk STOP 控制字（CPU 睡眠信号） ，以停止 CPUClk 工作，进入睡眠状态。P_SystemClock 单元还可用来编程设置在 CPU 进入睡眠时是禁止/允许 32768Hz 实时时钟的工作。在待命模式下，RAM 和 I/O 端口的状态都将维持进入睡眠前的各个状态，直到产生唤醒信号。SPCE061A 的唤醒源包括键唤醒 IOA7-0端口以及各中断源（IRQ0 - IRQ6） 。当 SPCE061A 的 CPU 被唤醒后，会继续执行程序指令。 程序员也可以启用或禁用 32768Hz 振荡时的 CPU 是否在待机模式。4.5 低电压监测和低电压复位4
10、.5.1 低电压监测有两个 LVD 可以被选定：2.9V 和3.3V。这两个级别可以通过 Port_LVD_Ctrl 编程（W） 。例如，假设 LVD 给予的2.9V。当电压降到2.9V 以下 ，B15的Port_LVD_Ctrl 读出的是为高。在这样的状态，可以设计程序对这一条件作出反应。4.5.2 低电压复位 除了 LVD，该 SPCE061A 的另一个重要功能，低电压复位（ LVR ） 。与LVR 功能，复位信号产生时重置系统的工作电压低于2.3V 连续10 CPU 时钟周期.如果没有 LVR ，中央处理器变得不稳定和发生故障时，工作电压低于2.3V 。当电压低于2.3V ，该 LVR
11、将重置所有功能到初始操作状态（稳定） 。44.6 中断SPCE061A 具有两种中断方式：快速中断请求 FIQ(快速中断请求)中断和中断请求 IRQ(中断请求)中断。中断控制器可处理3种 FIQ 中断和14种 IRQ 中断，以及一个由指令 BREAK 控制的软中断。 相比之下，FIQ 中断的优先级较高而 IRQ 中断的优先级较低。也就是说，FIQ 中断可以中断 IRQ 中断服务子程序的执行，而CPU 执行相应的 FIQ 中断服务子程序的过程不能被任何中断源的中断请求中断。4.7 输入/输出端口 两个 I/O 端口是建立在 SPCE061A，端口 A 和端口 B。端口 A 是一个普通的I/O ，
12、有编程唤醒功能。除了定期的 IO 功能，端口 B 还可以在某些引脚执行一些特殊的功能。假设正在运行的工作电压在3.6V（电源）和 VDDIO （I / O 电源的 ）之间 ，从3.6V 之间（电源）至5.5V 。在这种条件下，在 I / O 垫能够从0V 通过VDDIO 。虽然 IOB13和 IOB14建议在=3.6V 之间 的待机模式下操作，然而这两个端口间依然有电流泄漏。下面的图表是一个 I / O 示意图。虽然数据能经过数据端口和端口缓冲器被写入相同的寄存器, 但是，他们能从不同的地方、缓冲(R)和数据 (R)被读取。端口A7:0 是主要的唤醒端口。为了要激活主要的唤醒功能, 在 POR
13、T_IOA_Latch 上的数据,而且使主要 唤醒 功能能够。当端口A在不同于其它端口状态时被唤醒。除了作为一个平常的输入输出功能之外,端口B还具有一些特别的功能。 564.8 定时器/计数器SPCE061A提供了两个16位的定时器/计数器：TimerA和TimerB 。 为通用计数器； 为多功能计数器。TimerA TimerB的时钟源由时钟源 和时钟源 进行“与”操作而TimerB的时钟源仅为时钟源A。定时器发生溢出后会产生一个溢出信号(TAOUT/TBOUT)。一方面，它会作为定时器中断信号传输给CPU中断系统；另一方面，它又会作为4位计数器计数的时钟源信号，输出一个具有 4 位可调的脉
14、宽调制占空比输出信号 或 分别从 和APWMO BPWMO( IOB8 IOB9 输出)，用来控制马达或其它一些设备的速度。此外，定时器溢出信号还可以用于触发 输入的自动转换过程ADC和DAC输出的数据锁存。 向定时器的读写单元或P_TimerA_Data(#700AH)P_TimerB_Data(读/写)(#700CH)单元写入一个计数值N后，选择一个合适的时钟源，定时器/计数器将在所选的时钟频率下开始以递增方式计数N，N+1，N+2，0xFFFE，0xFFFF。当计数达到0xFFFF后，定时器/计数器溢出，产生中断请求信号，被CPU 响应后送入中断控制器进行处理。同时，N 值将被重新载入定
15、时器/计数器并重新开始计数。 在TimerA内，时钟源A是一个高频时钟源，时钟源B是一个低频时钟源。时钟源 A和时钟源 B 的组合，为TimerA 提供出多种计数速度。若以ClkA作为门控信号， 1表示允许时钟源B信号通过，而0则表示禁止时钟源B信号通过而停止TimerA的计数。例如，如果时钟源A 为“1” ，TimerA时钟频率将取决于时钟源B；如果时钟源A为“0” ，将停止TimerA的计数。EXT1和EXT2为外部时钟源。多种时钟期间能产生并且从 IOB8(APWMO) 和 IOB9(BPWMO) 输出。 下图为一个3/16的脉宽调制占空比输出信号产生过程的时序。APWMO波形是通过写入
16、P_TimeA_Ctrl 单元的B9-B6选择一个脉宽数（以计数溢出周期数定义）产生出来的，即每16个计数溢出周期将产生一个由上述单元定义的脉宽。此类PWM信号可以用于控制马达及其它设备的速度。一般来说，时钟源A为高速时钟源，时钟源B来自实时时钟32678Hz 系统。因此，时钟源B能用于一个精确的时间计数器。例如，2Hz 时钟信号可用于实时时间计数。 一般来说，时钟源 A 和 C 是快速的时钟来源，而且源 B 来自 RTC 系统 7(32768个赫兹) 。因此，时钟源 B能用于一个精确的时间计数器.举例来说，2Hz 时钟信号可用于实时时间计数。4.8.1 时基 时间基准信号，简称时基信号，来自于32768Hz实时时钟，通过频率选择组合而成。时基信号发生器的2个选频逻辑TMB1和TMB2为TimerA的时钟源B提供各种频率选择信号并为中断系统提供中断源(IRQ6)信号。此外，时基信号发生器还可以直接生成2Hz、4Hz、10
