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1、凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living电子竞赛电子竞赛之之波形发生器波形发生器凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living功能规格产生数字式的正弦波、方波、斜波等幅值可调的信号。 信号频率，可通过键盘输入，并显示。 将其频率和波形参数用LED显示出来 将其频率和波形参数播报出来凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living摘要：单片机是实现各种控制策略和算法的载体。由凌阳公司生产的SPCE系列单片机，因其功耗低，超小型，低成本，功能完整
2、，非常适用于便携式仪表和就地式显示控制仪表，在国内越来越受到用户的重视和广泛的应用。 SPCE061A单片机功能强大,其片内含有八路十位A/D转换器和两路D/A转换器,这使得用此款单片机设计波形发生器成为可能凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy LivingSPCE061ASPCE061A8080引脚的引脚的LQFP80LQFP80贴片封装贴片封装可编程音频处理；可编程音频处理；3232位通用可编程输入位通用可编程输入/ /输出端口输出端口CPUCPU ；2 2个个1010位位DAC(DAC(数数- -模转换模转换) )输出通道；输出通道；凌阳大学
3、计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living系统设计系统设计方案一方案一： 本方案直接采用凌阳SPCE061A作为波形发生器。波形的具体产生是通过两路DAC来产生，凌阳SPCE061A在这方面的设计为我们提供了极大的方便，用它实现的好处在于，外围电路极其简单，另外在DAC的编程方面又提供及其便利的编程环境。凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living方案二：方案二： 采用功能很强的大规模数字频率合成器MC145151和多波形宽频率范围信号发生器MAX038 等器件产生波形和频率，控制与管理电路部分使
4、用SPCE061A单片机以及键盘显示电路。MAX038是一个精密高频波形产生器。它能产生频率高达20MHz的正弦波、三角波、方波等脉冲信号，其压控振荡器的频率分粗调和细调两层控制。系系方案二方案二统设计统设计凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living 第一种方案设计外围电路简单，基本能满足电子大赛设计的要求，这里考虑到短时间内设计既要成型，采用第一种方案。第二种方案的设计比较完善，由于用到专门的波形发生芯片，产生的波形比较完美，但外围电路复杂，适合于作波形发生器的产品设计方案。 方案比较：方案比较：凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLU
5、STechnology for Easy Living电路方框图电路方框图 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living滤波及其电流到电压的转换滤波及其电流到电压的转换电路电路二阶压控电压源低通滤波器：电压增益就是低通滤波器的通带电压增益，即：A0=Avf=1+Rf/R1二阶压控电压源低通滤波器.doc凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living键盘控制电路键盘控制电路 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living显示电路显示电路 凌阳大学
6、计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy LivingLEDLED小常识小常识 LED显示器中每个发光二极管要通过5mA20mA电流才能达到正常亮度，SPCE061A的输入电流可达到12mA，输出可达5mA，实际上不用驱动电路即可达到正常亮度，为了可靠性设计可采用晶体管构成驱动电路。整个显示过程中采用动态显示，即六位显示器逐一轮流显示，每位持续1ms，10ms或20ms之内循环一遍，当然可以适当进行更改，但刷新速度不要小于每秒三十桢。这样，由于视觉暂留现象，我们看到的便是6只显示器同时在显示。凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology f
7、or Easy Living语音播报电路语音播报电路 SPCE061ASPCE061A单片机自带双通道单片机自带双通道DACDAC音频输出，音频输出， DAC1DAC1、DAC2DAC2转换转换输出的模拟量电流信号分别通过输出的模拟量电流信号分别通过AUD1AUD1和和AUD2AUD2管脚输出，管脚输出， DACDAC输出为电流型输出，所以输出为电流型输出，所以DACDAC输出经过输出经过SPY0030SPY0030音频放大，以音频放大，以驱动喇叭放音驱动喇叭放音 。凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living语音处理流程语音处理流程麦麦克克
8、风风A/DA/D转转换换编码编码解码解码D/AD/A转转换换喇叭喇叭存储存储凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living软件流程图及设计思路软件流程图及设计思路 4 4x4x4键键盘盘进进行行 波波 形形 选选择和编辑择和编辑波形输出波形输出外外部部中中断断一一来来实实现现同同步步的频率调节的频率调节外外 部部 中中 断断二二 来来 中中 断断所所 显显 示示 波波形形凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living四乘四键盘流程图四乘四键盘流程图 采用矩阵式键盘接口采用矩阵式键盘接口 占用占用
9、IOIO资源为资源为IOA0-7IOA0-7 程序说明程序说明流程图流程图凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living 在这个程序中按键不是通过逐行扫描来确定的，先把四根线作为扫描线，并都送高电平，另外四根作为接收线，并从接收线取得一个数据keyfirst，然后把刚才的接收线作为扫描线，并都送高电平，把刚才的扫描线作为接收线，并从接收线取得一个数据keylast，通过对这两个数据的处理即可的初始哪个键按下，并把这个值送给uiValue，传给数码管进行显示。 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy L
10、iving凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living正弦波形的形成正弦波形的形成 函数来计算输出波形函数来计算输出波形 查表来进行输出查表来进行输出 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Livingmx=mz*PI/2;/弧度my=sinf(mx);/计算sin值vv=(int)32736*my;/换算/D/A0xFFC0/2=32736outdac(vv);/输出D/A值delay10ms(DelTime);/延时凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Ea
11、sy Living判判键键0 0波波型型初初始化始化查查 表表输出输出判判外外部部中断中断2 2退出退出判判 外外部部 中中断断1 1频频 率率改变改变.twSUNPLUSTechnology for Easy Living凌阳大学计划凌阳大学计划三角波、锯齿波的形成三角波、锯齿波的形成 三角波、锯齿波形成的原理同正弦波查表形成的原理大致相同 .twSUNPLUSTechnology for Easy Living凌阳大学计划凌阳大学计划方波的形成和实现方波的形成和实现 PWMPWM调制调制 瞬变信号波形瞬变信号波形凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Ea
12、sy LivingR1=0x0100；/将IOB8设置成同相输出端口P_IOB_Dir=R1；P_IOB_Attrib=R1；R1=0x0000；P_IOB_Data=R1；/设置TimerA的APWMO信号的周期Tapwmo，设/置信号的占空比APWMO/Tduty=(3/16)*Tapwmo。R1=0x00F0；/选择计数频率与占空比P_TimerA_Ctrl=R1；R1=0xFDFF；/设置TimerA的计数初值P_TimerA_Data=R1；凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living 设计方案是采用不停的输出和停止输出某一幅度的值
13、，在一个序列周期我们总共提供八位可变数值，因为在数据传输过程中一般是八位为一帧进行传输。通过键盘的编辑可以达到我们的需求。 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living显示程序设计显示程序设计当收到三次辨识循环，小车停止，进行路程和时间的显示，路程的显示采用动态显示，显示路程，采用四位显示单位为厘米，终点时将显示时间，四位数码管的前两位显示分，后两位显示秒 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living显示流程图显示流程图凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for
14、 Easy LivingF_SingleLed F_SingleLed 函数说明函数说明F_SingleLed(位选,显示的数据);函数的调用，传入参数第一个为要显示的哪一位，第二个为要在这一位显示的数据。 函数中实现一位的显示和这一位显示的时间。要显示多位就是对这个函数进行循环调用，并对参数进行更新，注意效果不好时请配置uiDelay变量，可以收到良好的效果 Address表中前十个数十点有小数点的显示段选，后十个是不带小数点的显示段选。Dig:表中是段选，当要改变IO口时清对此表进行相关配置。 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living
15、凌阳音频凌阳音频凌阳音频压缩算法根据不同的压缩比分为以下几种 ：SACM-A2000：SACM-S480： SACM-S240： 按音质排序：A2000S480S240 用凌阳Compress Tool事先把所需要的语音信号录制好，本系统共包括十多个语音资源，整个语音信号经凌阳SACM_S480K存储空间，SPCE061A即可满足要求 。凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy LivingSACM_S480SACM_S480 voidPlayRespond(intResult)SACM_S480_Initial(1);/初始化SACM_S480_Pl
16、ay(Result,3,3);/播放while(SACM_S480_Status()&0x0001)!=0)SACM_S480_ServiceLoop();/获取语音资料，填入译码队列ClearWatchDog();SACM_S480_Stop();/停止播放凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy LivingSACM_S480_PlaySACM_S480_Play函数说明函数说明intSACM_S480_Play(intSpeech_Index,intChannel,intRamp_Set)；ASM：R1=Speech_Index，R2=Chann
17、el，R3=Ramp_SetCallSACM_S480_Play【功能说明】播放资源中SACM_S480语音或乐曲。【参数】Speech_Index表示语音索引号。Channel：1.通过DAC1通道播放；2.通过DAC2通道播放；3.通过DAC1和DAC2双通道播放。Ramp_Set：0.禁止音量增/减调节；1.仅允许音量增调节；2.仅允许音量减调节；3.允许音量增/减调节。 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy LivingSACM_S480SACM_S480自动方式流程自动方式流程 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnolo
18、gy for Easy Living系统测试与注意事项系统测试与注意事项 能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波几种周期性波形，并且可通过调节变形成其它相关波形。用键盘输入编辑可生成正弦波由基波及其谐波线性组合的波形，以及各次谐波单独的波形。输出波形的频率范围为100mHz100kHz；可以通过键盘输入粗调频率，通过外部中断一可同步调节频率，具有在低频部分调节步进小，在高频部分大的特点。输出波形幅度范围为05V（峰-峰值），可通过可变电阻任意调整调整。 具有显示输出波形的类型、及其粗调频率和幅度的功能。 具备语音提示波形和粗调频率的功能。 凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnol
19、ogy for Easy Living 谢谢大家谢谢大家凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living：不编码解码会怎么样？不编码解码会怎么样？：会占大量存储空间：会占大量存储空间凌阳大学计划凌阳大学计划.twSUNPLUSTechnology for Easy Living16位nSP微处理器；工作电压：VDDV(cpu),VDDHV(I/O)；CPU时钟：32768Hz49.152MHz；内置2K字SRAM、内置32KFLASH；可编程音频处理；32位通用可编程输入/输出端口；32768Hz实时时钟，锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；2个
20、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；7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道语音模-数转换器；声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能；系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于2A3.6V；14个中断源：定时器A/B，2个外部时钟源输入，时基，键唤醒等；具备触键唤醒的功能；使用凌阳音频编码SACM_S240K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；具备异步、同步串行设备接口；具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；内置在线仿真电路接口ICE（In-CircuitEmulator）；具有保密能力；具有WatchDog功能（由具体型号决定）
