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1、第8章单片机应用及开发技术 317第 8章 片机应用及开发技术 本章将介绍 列单片机的应用领域，具体讲述 片机 在通讯、语音领域里的应用，并详细给出了有关系统的电路原理图、程序流程图以及程序代码，供读者参考。 应用领域 族产品具有电源电压范围和工作速率范围较宽、集成度高、性能价格比高以及功耗低等特点，故其有非常广泛的应用领域。 族系列产品，涵盖了非常广泛的应用。包括：发音与语音识别的微控制器（通信来电辩识应用的微控制器（列）、以 及通用型微控制器等等，主要体现在以下几个方面： 于数字信号处理 于开发研制便携式移动终端 于开发嵌入式计算机应用系统 于数字信号处理 1 数字滤波器 (数字滤波器是一
2、种计算处理或算法。借助于此，可以将输入的一种数字信号或序列变换为另一种序列输出。数字滤波器已被广泛地应用于数字语音、数字图像处理以及模式识别和频谱分析。 数字信号处理器（的作用是通过一系列数字来表示信号及其信息，并借助数字计算方法变换和处理这些信号。为了构成 须有一种部件能够快速地完成两个数值的乘法运算并将乘积累加于寄存器。“快速”意味着乘和累加（ 较高的运算速度。若以 16位数值进行乘和累加，其结果应为 32位。 显然， 硬件结构与其指令系统的结合足以构成而很适用于一些 2 数字信号的压缩编码与解码 通常，用于存储语音、图像等多种媒体信息的数字信号量非常巨大。这无论对于存储还是对于传输都是很
3、不利的。为了节省存储空间或增强传输效率，自然使人想到：第8章 片机应用及开发技术 318将那些暂不 运行的数字 信号文件用 某种算法进 行压缩编码 ，待要运行 时再释放还 原，即解码。 3 数字语音( 音乐) 信号处理 数字语音( 音 乐 )信号处 理 是建立在 件基础 上。通常 运算的 复杂程 度分为定点 和 浮点两类 ， 其根本区 别 在于数值 的 格式。定点 用整 数运算， 对 于 大容量、低 功 耗的应用 场 合较合适 ； 浮 点 于实数运 算 ，最适宜 于 高性能且 复杂 场合的运算 。 用 于定点 且其 成本较低 ， 在语音处 理 这样的应 用 场 合最能发挥 出 其特长。 譬 如
4、 像数字语 音 （ 音乐） 信号 处 理中的频 移 处理算法 就 可 用 现。 于开发研制便携移动式终端 随着无线电 通信及芯片 技术的迅速 发展以及电 子商务的需 求，使得便 携移动式 终端越来越 朝 着强实用 性 、 个性化且 时尚化的 方 向发展。 个 人数字助 理 （ 是符合这种时尚潮流的便携移动式终端。 若以 族产品 为主，据 作速率 、存储容 量 和负荷能 力 ，添加必 要的外围电 路 并配合相 应 的一些外 设 ，便可方 便 地设计出 实 用性强、 可 靠性高的 品。 图 框图， 该 框 图 是 全方位 的 一 个设计方案。 针对不同的 要求，可对 其外围电路 作适当删减 修改，
5、而设 计出不同功 能和不同价位的各款 液晶显示器无线通信模块 于 族产品的 件构成 图 以设计规划如下一些功能： 置微型实时操作系统（ 音识别输入或触摸屏输入 线移动式语音通信 线寻呼机、对讲机 机或多机通信 第8章单片机应用及开发技术 319载升级软件 动定位导航及位置信息服务 电遥控器 人资料数据库（名片册、医疗档案及家庭理财等） 包工具（字典、计算器、游戏机、学习机、万年历及钟表等） 于开发嵌入式计算机应用系统 嵌入式计算机系统（ 指 专门用于某一应用系统或设备并隐藏于其中的起关键支配作用的计算机应用系统。通用计算机系统相比有以下一些特征：专用性、可封装性、外来性、实时性及可靠性。所谓外
6、来性一般是指 目标系统的其它子系统保持一定的独立性。 在不同的应用领域中对 如： (1) 小型应用系统，一般不需大量的数据处理，只需较强的实时控制功能，且要求体积小、功耗低等。这类系统如计算机智能化仪表、家电产品的自动控制等。 (2) 简单的工业控制系统，要求有相当强的实时数据处理能力和控制能力。如步进电机的驱动控制、数据采集、智能测量、汽车工业等。 (3) 比较复 杂的系统中若采用分布式多机系统，在某些节点要配置智能 I/O 处理机对现场信息进行实时测量和控制。由于现场情况复杂，环境恶劣，故要求高可靠性和抗干扰能力等。如航空航天、尖端武器以及机器人系统等。 对于上述应用领域，第一类通常用 8
7、 位机，如凌阳公司的 列微处理器即可满足要求。而对于第二类则用具有定点 列的 16位微处理器实现较为合适。至于第三类则可根据需要选用若干个 8位机或若干个 8位机与 列的 16位机组合形成分布式多机系统。 特点决定其能很好地胜任于从简单到复杂的嵌入计算机系统。具体地可在如下一些应用领域里进行开发： 业控制 厂自动化系统（锅炉、化工、电力等） 能化仪器仪表 车控制（防撞系统、减震系统、静噪系统、燃油喷射系统、通信与音响等） 器人控制 费、娱乐 字机顶盒 戏机、智能玩具、学习机 用电器 信 字留言机 字语音信箱 字免提电话 事 第8章单片机应用及开发技术 320达与声纳信号处理 航、制导 密通信
8、球定位、搜索跟踪 片机的应用举例 单片机的应用非常广泛，为了帮助读者尽快将 的得心应手，下面举几个 片机在不同领域中的应用实例,通过这些例子，读者可以对 列产品的应用窥见一斑。 片机报时及作息时间控制 原理说明 本例所设计的是一个具有报时功能及作息时间控制钟。 它利用 片机的2行年历计算，并用 语音功能将它报出来；在进行时间计算，分每加 1 时，都与规定的作息时间比较，如果相等则进行相应的控制或动作。本例中假定某高校的作息时间如下所示： 08：000 第一节课 09：000 第二节课 09：525 课间操 10：100 第三节课 01：100 第四节课 12：000 午间休息 13：300 第
9、五节课 14：300 第六节课 15：210 播放歌曲 硬件电路 硬件电路由键盘、声音输出模块和指示灯三部分组成，如图 系统扩展三个按键用于报时及校正时间。 电流型输出，经负载电阻 极管 8050驱动扬声器 音，选用 4或 8 扬声器。一个 规定的作息时间用 用者可根据具体需要来控制电铃、播放提示语等。凌阳芯片的工作电压为 图 ， 我们给出了获得工作电压两种方法。 （1）通过两个二极管连续降压使 5v 的电压降至 近 芯片使用，这种方法比较简单，但电压值不是很精确。 （2）通过 获得准确的 压。 第8章 片机应用及开发技术 3211110u 16V+v 1 212349件连接图 程序说明 整个程序分 为主程序、 键盘扫描子 程序、万年 历计算子程 序、校时子 程序、播 放语音子程序几部分。 第8章 片机应用及开发技术 322a) 主程序 程序按照结 构化程序设 计，所有功 能都可通过 调用子程序 完成，主程 序较简单 ，流程见图 8.3。
