多功能復(fù)讀機(jī)畢業(yè)論文

1、摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)具有錄音、放音、計(jì)時(shí)、語(yǔ)音播報(bào)和數(shù)碼管顯示的多功能復(fù)讀機(jī)。設(shè)計(jì)階段主要完成了以下功能模塊：提示語(yǔ)音模塊：接通電源后自動(dòng)播放一段音樂(lè)和錄制的提示語(yǔ)音；倒計(jì)時(shí)模塊：按下錄音鍵，LED鍵盤模組的第6個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，依次顯示3、2、1，間隔為一秒鐘；錄音與計(jì)時(shí)模塊：倒計(jì)時(shí)完成（即1消失后），操作者可利用麥克風(fēng)進(jìn)行語(yǔ)音錄入，同時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)間為錄音的時(shí)長(zhǎng)；語(yǔ)音播報(bào)與顯示模塊：按下停止鍵，錄音停止，并語(yǔ)音播報(bào)錄音的時(shí)長(zhǎng)，并在數(shù)碼管上顯示錄音的時(shí)長(zhǎng)；放音模塊：按下回放鍵可以回放剛才的錄音。該復(fù)讀機(jī)在功能上有所更新，除了具備基本的錄音、放音功能外，還能播

2、放音樂(lè)和提示語(yǔ)音，計(jì)時(shí)器可記錄錄音的時(shí)長(zhǎng)，并利用外接的LED鍵盤模組進(jìn)行顯示，倒計(jì)時(shí)功能能夠提醒用戶適當(dāng)?shù)匿浺魰r(shí)刻，解決了一按錄音鍵就開(kāi)始錄音而導(dǎo)致聲音無(wú)法完全錄入的問(wèn)題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)，SPCE061A的語(yǔ)音處理功能是由凌陽(yáng)公司自行開(kāi)發(fā)的具有音頻編解碼及各種語(yǔ)音壓縮算法實(shí)現(xiàn)的。其CPU 內(nèi)核采用凌陽(yáng)推出的nSP（Microcontroller and Signal Processor）16 位微處理器芯片。凌陽(yáng)單片機(jī)可以做控制，也可以完成數(shù)據(jù)信息的處理，尤其是語(yǔ)音識(shí)別上，有自己的特色。各種算法相應(yīng)的程序模塊存放在語(yǔ)音算法庫(kù)SCAM-LIB中, 使用時(shí)只需調(diào)用相應(yīng)的

3、模塊就可方便地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音合成、語(yǔ)音播放、錄音、識(shí)別等功能。凌陽(yáng)單片機(jī)還采用了SOC 理念，一顆芯片就是一個(gè)系統(tǒng)，把傳統(tǒng)單片機(jī)學(xué)要擴(kuò)展的AD、DA、存儲(chǔ)器等器件都做到了芯片內(nèi)部，方便了單片機(jī)的學(xué)習(xí)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。關(guān)鍵字：凌陽(yáng)16位單片機(jī)、復(fù)讀機(jī)、計(jì)時(shí)、語(yǔ)音播報(bào)、數(shù)碼顯示。目錄摘要1目錄2第一章 引言3第二章 概要設(shè)計(jì)42.1設(shè)計(jì)要求42.2需求分析42.3可行性報(bào)告42.4凌陽(yáng)單片機(jī)簡(jiǎn)介52.5語(yǔ)音壓縮52.5.1 壓縮分類62.5.2 凌陽(yáng)常用的音頻形式和壓縮算法62.5.3 壓縮工具7第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)83.1硬件設(shè)計(jì)83.1.1 Protel 99SE簡(jiǎn)介83.1.2 電路原理圖設(shè)計(jì)83.2 PC

4、B布局布線規(guī)則133.3 印制電路板設(shè)計(jì)主要事項(xiàng)143.4 電路板焊接143.5 LED模組介紹163.6軟件設(shè)計(jì)183.6.1 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介183.6.2 凌陽(yáng)nSP匯編語(yǔ)言183.7 凌陽(yáng)unSPIDE184集成開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介193.8 程序設(shè)計(jì)213.8.1 主程序模塊213.8.2 語(yǔ)音提示223.8.3 倒計(jì)時(shí)253.8.4 錄音計(jì)時(shí)和時(shí)長(zhǎng)播報(bào)263.8.5 錄音時(shí)長(zhǎng)顯示273.8.6 附加功能283.8.7 程序下載28總結(jié)30致謝31參考文獻(xiàn)32附錄33第一章 引言單片微型計(jì)算機(jī)又稱單片微控制器，是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，其發(fā)展十分迅速。單片機(jī)由于具有高可靠性、集成度高、價(jià)格

5、低廉和容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，因此在智能儀器儀表、醫(yī)療器械、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、智能終端、通信設(shè)備汽車和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。集成化性能的發(fā)展越來(lái)越明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也成為諸多商家眼中不可錯(cuò)失的商機(jī)。其中，凌陽(yáng)科技有限公司推出的凌陽(yáng)十六位單片機(jī)unSP以迅雷不及掩耳的速度占據(jù)了廣闊的市場(chǎng)。其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理及數(shù)字信號(hào)處理（DSP,Digital Signal Processing）等領(lǐng)域。該單片機(jī)采用現(xiàn)代電子技術(shù)片上系統(tǒng)SOC（system on a chip）技術(shù)設(shè)計(jì)而成，內(nèi)部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF、LCD DRIVER等電路。采用精簡(jiǎn)指

6、令集（RISC），指令周期均以CPU時(shí)鐘數(shù)為單位。此外內(nèi)置有16位硬件乘法器和加法器，并配有DSP擁有的特殊指令，大大的加快了各種演算法的運(yùn)行速度。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，我們選擇了凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)，它在語(yǔ)音播放和語(yǔ)音識(shí)別方面很有特色。它主要包括輸入/輸出端口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，數(shù)/模轉(zhuǎn)換，模/數(shù)轉(zhuǎn)換，串行設(shè)備輸入輸出，通用形串行接口，低電壓監(jiān)測(cè)和復(fù)位等部分，并且內(nèi)置在線仿真電路ICE接口，較高的處理速度其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)。而且它的體積小，采用電池供電，方便隨身攜帶。本論文主要介紹了如何用C語(yǔ)言、凌陽(yáng)匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)多功能復(fù)讀機(jī)以及在調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方案。第

7、二章 概要設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求（1）接通電源后自動(dòng)播放一段音樂(lè)和自己錄制的提示語(yǔ)音。（2）按下錄音鍵后，鍵盤模組的第6個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，依次顯示3、2、1間隔為一秒鐘。（3）倒計(jì)時(shí)完成后（即1消失后），可對(duì)準(zhǔn)麥克風(fēng)進(jìn)行錄音，按下停止鍵錄音停止，并語(yǔ)音播報(bào)錄音的時(shí)間。（4）按下回放鍵可回放剛才的錄音。2.2需求分析用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具備錄音、計(jì)時(shí)、放音功能的多功能復(fù)讀機(jī)?？赏ㄟ^(guò)硬件控制錄，放，也就是通過(guò)SPCE061A的四個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。在接通電源開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)播放一段語(yǔ)音和提示音，待系統(tǒng)進(jìn)入后通過(guò)按鍵控制，該單片機(jī)將在按鍵的作用下實(shí)現(xiàn)其錄音，放音的功能，外接硬件LED模塊可顯示其錄音時(shí)

8、長(zhǎng)。2.3可行性報(bào)告本次設(shè)計(jì)我們需要完成復(fù)讀機(jī)功能，經(jīng)過(guò)需求分析，我們選擇使用SPCE061A。它具有以下特點(diǎn)：（1）體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展；（2）具有較強(qiáng)的中斷處理能力；（3）高性能價(jià)格比；（4）功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)；（5）低功耗、低電壓；經(jīng)驗(yàn)證，SPCE061A具備8通道10位ADC 輸入功能,內(nèi)置的具有自動(dòng)增益控制的麥克風(fēng)輸入功能,雙通道10位DAC音頻輸出功能及A、B兩個(gè)I/O口輸入輸出功能。凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)功能對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需是完全滿足的，所以在技術(shù)上是完全可行的。2.4凌陽(yáng)單片機(jī)簡(jiǎn)介SPCE061A是凌陽(yáng)科技公司nSPTM (Microcontroll

9、er And Signal Processor) 系列產(chǎn)品中的16位微控制器芯片,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用SPCE061A單片機(jī)作為控制器，其具有較強(qiáng)的處理能力。在存儲(chǔ)器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，同時(shí)內(nèi)嵌32K字的閃存（FLSAH），擁有較高的處理速度.SPCE061A單片機(jī)還具有體積小、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)，特別適應(yīng)于數(shù)字語(yǔ)音錄放和語(yǔ)音識(shí)別等數(shù)字應(yīng)用領(lǐng)域。因此SPCE061A非常適用于本次設(shè)計(jì)的模擬語(yǔ)音電話當(dāng)中，是一種高效經(jīng)濟(jì)的選擇。SPCE061A的性能及特點(diǎn)特性參數(shù)SPCE061A工作電壓2. 6V3.6V最大工作速率

10、49.152MHzCPU16位nSPSRAM容量2K字ROM容量(字)32K閃存ROM并行I/O端口AIOA150并行I/O端口BIOB150音頻輸出方式DAC2中斷源1)TimerA/B、2)時(shí)基信號(hào)發(fā)生器 3)外部中斷 4)觸鍵喚醒喚醒源IOA70 其它中斷源定時(shí)器/計(jì)數(shù)器雙16位加計(jì)數(shù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ，雙通道PWM輸出UART 具備ADC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(ADC)串行SRAM接口具備(凌陽(yáng)格式)晶振具備低電壓復(fù)位具備低電壓監(jiān)測(cè)具備內(nèi)置ICE接口具備上電復(fù)位具備麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制單通道中斷控制功能具備觸鍵喚醒功能具備表 2-12.5語(yǔ)音壓

11、縮凌陽(yáng)的音頻格式有許多種，比較常用的有如下幾種模塊名稱語(yǔ)音壓縮編碼率類型資料采樣率SACM_A200016Kbit/s，20 Kbit/s，24 Kbit/s16KHzSACM_S480/S7204.8 Kbit/s，7.2 Kbit/s16KHzSACM_MS01音樂(lè)合成（16Kbits/s，20 Kbits/s，24 Kbits/s）16KHzSACM_DVR（A2000）16 Kbit/s的資料率，8 K的采樣率，用于ADC信道錄音功能16KHzSACM_S2402.4 Kbit/s24KHz表2-2凌陽(yáng)音頻壓縮及算法信號(hào)類型頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位）電話話音2003

12、40088寬帶音頻（AM質(zhì)量）5070001616調(diào)頻廣播 （FM質(zhì)量）2015k37.816高質(zhì)量音頻 （CD質(zhì)量）2020k44.116表 2-3 編碼標(biāo)準(zhǔn)2.5.1 壓縮分類壓縮分無(wú)損壓縮和有損壓縮。 無(wú)損壓縮一般指：磁盤文件，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： 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)排序：A2000S480S240 2.5.2 凌陽(yáng)常用的音頻形式和壓縮算

13、法 （1）波形編碼：sub-band即SACM-A2000 特點(diǎn)：高質(zhì)量、高碼率適于高保真語(yǔ)音音樂(lè)。（2）參數(shù)編碼：聲碼器（vocoder）模型表達(dá)，抽取參數(shù)與激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行編碼。如：SACM-S240。 特點(diǎn)：壓縮比大，計(jì)算量大，音質(zhì)不高，廉價(jià)。（3）混合編碼：CELP即SACM-S480 特點(diǎn)：綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點(diǎn)。 除此之外,還具有FM音樂(lè)合成方式即SACM-MS01,所以為了得到高保真的音質(zhì),這里選用A2000的壓縮算法。2.5.3 壓縮工具因?yàn)橐褂昧桕?yáng)的專用音頻才能在SPCE061A板上被播放出來(lái)，所以需要用凌陽(yáng)專用的音頻壓縮軟件才能完成此項(xiàng)。圖 2-1 凌陽(yáng)音頻壓縮軟件添加wa

14、v音頻第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1硬件設(shè)計(jì)3.1.1 Protel 99SE簡(jiǎn)介使用電腦設(shè)計(jì)電路原理圖和電路板圖是把電子技術(shù)從理論應(yīng)用到實(shí)際的第一步，只有會(huì)設(shè)計(jì)電路原理圖和電路板圖才能進(jìn)行電子產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)。Protel 99SE是ProklTechnology公司開(kāi)發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，易學(xué)易用，仍然是我們專業(yè)必學(xué)課程，同時(shí)也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計(jì)工具。3.1.2 電路原理圖設(shè)計(jì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)繪制電路原理圖與印制電路板圖是現(xiàn)代電子工程技術(shù)人員必備的技能。本設(shè)計(jì)的電原理圖和印制電路板圖均使用Protel 99se完成

15、。設(shè)計(jì)步驟：（1）新建Schematic Library Document,建立所需元件 ,元件規(guī)格設(shè)置,相關(guān)參數(shù)設(shè)置.（2）新建Sheet1.Sch圖,裝載元件庫(kù),查找并選取所要添加的庫(kù)；設(shè)置電路圖大?。喊磮D紙要求選STANDARD項(xiàng)的設(shè)置A4紙張；放置元器件,節(jié)點(diǎn)和連接線路。（3）查原理圖：使用Protel 99 SE的電氣規(guī)則檢查功能檢查原理圖的連接是否合理與正確，給出檢查報(bào)告。保存與打印。按照前述過(guò)程，完成了61A電路版的原理圖設(shè)計(jì),下面分模塊介紹61板原理圖及其功能。（總原理圖見(jiàn)附錄4）1晶振模塊性能特點(diǎn)：石英晶體的主要特征是它具有壓電效應(yīng)，既在晶體的兩個(gè)電極上加交流電壓時(shí)，晶體就會(huì)

16、產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，而這種機(jī)械振動(dòng)反過(guò)來(lái)又會(huì)產(chǎn)生交流電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生交流電場(chǎng)，在電極上出現(xiàn)交流電壓。如果外加交流電壓的頻率與晶片本身的固有振動(dòng)頻率相等，則機(jī)械振動(dòng)的振幅和它產(chǎn)生的交流電壓的幅值都會(huì)顯著增大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，稱該晶體為石英晶體振蕩器，或簡(jiǎn)稱晶振。目前市場(chǎng)晶體都是標(biāo)準(zhǔn)的頻率，如：32768Hz、6MHz、3MHz等等，這里采用的是32768 Hz，其中的諧振電容分別是C14（20P）、C15（20P），在這里OSC部分的作用就是作為CPU時(shí)鐘的振源，具體的過(guò)程如圖3-3所示。 圖3-1 晶體震蕩組成 圖 3-2 鎖相環(huán)組成 圖 3-3 鎖相環(huán)電路框圖2音頻輸出部分：下圖是音頻輸出

17、部分的原理圖，輸出的聲音經(jīng)SPY0030音頻放大后通過(guò)喇叭輸出。SPY0030的輸入電壓的范圍是2.4V6.0V，在這個(gè)電路中采用的電壓是3.3V。 圖 3-4 音頻輸出電路圖3電源：61板采用3節(jié)5號(hào)電池進(jìn)行供電，由J10接入，如原理圖所示。其中的前后兩組電容用來(lái)去耦濾波，使其供給芯片的電源更加干凈平滑。為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的3.3V電壓，在板子上加入SPY0029三端穩(wěn)壓器。兩個(gè)二極管，是為防止誤將電源接反造成不必要損失而設(shè)置的，在操作過(guò)程中千萬(wàn)不要將電源接反，因?yàn)榉聪螂妷撼^(guò)一定的值，二極管將會(huì)被損壞，達(dá)不到保護(hù)的目的。后面的零電阻及其電源、地分成不同的幾路是為減少電磁干擾設(shè)置的。 圖3-5 電

18、源部分電路圖4音頻輸入部分:如下圖所示電路， MICP和MICN將隨著MIC產(chǎn)生的波形變化，并在兩個(gè)端口處形成兩路反相的波形，再經(jīng)過(guò)兩級(jí)運(yùn)放放大，把放大的語(yǔ)音信號(hào)交給ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這個(gè)時(shí)候我們就可以通過(guò)單片機(jī)編程對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如說(shuō)語(yǔ)音數(shù)據(jù)壓縮、語(yǔ)音識(shí)別樣本處理。 圖 3-6 音頻輸出部分電路圖5程序下載區(qū)： ICE 基本運(yùn)作方式是通過(guò)控制 clock 及通過(guò) ICE 喂入指令方式，來(lái)控制CPU 的運(yùn)行及緩存器資料和內(nèi)存資料的存取，因此必須透過(guò)控制緩存器值的設(shè)定來(lái)控制目前 CPU 的動(dòng)作。 每個(gè)相連接的不同ICE模塊都擁有自己獨(dú)特的3-bit ID，當(dāng)PC在傳送control信號(hào)時(shí)

19、都會(huì)先傳送該 3-bit ID，只有ICE本身的ID和control信號(hào)的ID 相同時(shí)才會(huì)執(zhí)行該命令或回傳資料。61板上的74HC244主要在我們選用下載線的時(shí)候起作用，主要起緩存的作用和完成SDA是作為數(shù)據(jù)回送還是數(shù)據(jù)下傳的選擇。 圖 3-7 下載區(qū)電路圖6按鍵模塊部分：按鍵是通過(guò)斷控制來(lái)實(shí)現(xiàn)它的功能，61板上的按鍵在沒(méi)按下時(shí)，它的1、3腳是斷開(kāi)的，當(dāng)按下時(shí)這兩個(gè)腳是接通的。如此時(shí)我們?cè)?腳接一個(gè)高電平，把第三腳連到一個(gè)I/O口上，這就形成了一個(gè)人機(jī)操作界面，通過(guò)編程對(duì)I/O掃描，單片機(jī)就能識(shí)別到我們的按鍵命令。 圖 3-8 按鍵電路圖7D/A部分：D/A的作用就是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的部分

20、，第五章中的5.2.2小節(jié)的音頻輸出就是這個(gè)過(guò)程，把人講話的聲音波形通過(guò)SPCE061A芯片中的A/D采集后，處理后又通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換還原后，通過(guò)功率放大電路播出聲音。SPCE061A提供了兩路的D/A轉(zhuǎn)換通道，分別是DAC1、DAC2。在實(shí)際的應(yīng)用中我們也可以采集其他的模擬信號(hào)，如電壓信號(hào)。 圖 3-9 D/A部分電路圖8復(fù)位功能模塊：按下復(fù)位鍵，使整個(gè)61板復(fù)位。 圖 3-10 圖 3-119端口部分如圖3-12所示：數(shù)據(jù)的輸入與輸出 圖 3-12 端口部分電路圖3.2 PCB布局布線規(guī)則根據(jù)電路的功能模塊，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：（1）按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單

21、元位置使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致方向。（2）以每個(gè)功能電路的核心器件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局，元件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB板上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。（3）在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)，一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列，這樣不但美觀，而且裝焊容易。（4）雙面印制板中在同一層中不允許有交叉電路，對(duì)于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決,對(duì)于實(shí)在無(wú)法通過(guò)的引線采用過(guò)孔在另一層布線（過(guò)孔應(yīng)越少越好），同一級(jí)的電路接點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，并且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上。（印制板布局和布線應(yīng)在講究功能的同時(shí)與美觀程度相互達(dá)到

22、和諧）3.3 印制電路板設(shè)計(jì)主要事項(xiàng) （1）元件封裝-元件的封裝圖最好根據(jù)實(shí)際的元件自制，以免出錯(cuò)。（2）焊盤大小-特別注意的是元件焊盤大小的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)元件大小設(shè)計(jì)合適的焊盤大小，勿過(guò)大或者過(guò)小。（3）工作層-KeepOut Layer禁止布線層，元件布局和走線都應(yīng)該與印制板邊沿保持大約1mm的間隙，所以應(yīng)該選取一個(gè)機(jī)械層繪制印制板輪廓，而適當(dāng)“縮小”，用禁止布線層繪制真實(shí)的布線限制范圍。另外，在布線時(shí)，注意層的正確選擇。（4）走線-電源線和接地的走線應(yīng)比元件之間的走線要寬一些，應(yīng)做到走線寬窄有度。設(shè)計(jì)電路原理圖和PCB時(shí)，所有的元件標(biāo)示要清晰準(zhǔn)確，器件的型號(hào)也要清楚，然后要求美觀。 (PC

23、B電路圖見(jiàn)附錄5)3.4 電路板焊接（1）安全-盡量避免烙鐵與電源線相接觸，更要避免燙傷自己。切記在進(jìn)行焊接時(shí)不要甩動(dòng)烙鐵以免融化的焊錫傷到其他同學(xué)?。?）電路板擺放-焊接時(shí)電路板要處理的一面向上放平，另一面與桌面相隔一定的距離,利于底面的散熱，可以先把四個(gè)支腳接上,這樣就可以方便焊接。（3）元件焊接-可以先在要焊接元件的焊盤上預(yù)熱幾秒種,這樣有助于焊錫的融化和焊接的牢固.在焊接完一個(gè)元件時(shí)烙鐵頭與焊接水平面成45快速?gòu)暮更c(diǎn)上抽掉。焊點(diǎn)表面要光亮圓滑，焊錫不要過(guò)多過(guò)少，一般保證焊錫表面不上凸略下凹即可。在發(fā)現(xiàn)焊接元件困難時(shí)，可用適量的松香來(lái)助焊以讓元件更好的與板結(jié)合，在焊接前可以在元件的引腳上

24、和電路板的焊盤上涂抹適量的松香，這樣會(huì)使焊接更加成功（4）拆除焊接不理想的元件-準(zhǔn)備好吸錫器或焊錫槍,在焊錫被融化的時(shí)候用吸錫器 吸走焊錫,取下元件重新焊接.（5）清潔烙鐵頭-如果烙鐵頭氧化不易上錫，要用專用的濕泡沫塑料或濕的餐巾紙擦凈，不要用刀刮或用銼刀銼，也不要將烙鐵頭直接放進(jìn)焊油盒接觸焊油。（6）焊接流程圖如圖3-13所示：SPY0029A電阻二極管晶振獨(dú)石電容電解電容瓷片電容電源整體初檢焊接所有電容焊接按鍵,電位器發(fā)光二極管電源座第二次電源測(cè)試單排插針五針座麥克風(fēng)芯片座焊接管腳修整 圖 3-13 61板焊接流程I/O部分程序下載成功?按鍵部分電源部分測(cè)試晶振部音頻輸入部分音頻輸出部分7

25、2HC244部分D/A部分PWM部分NA/D部分2.硬件調(diào)試:1) 測(cè)試61板是否有短路：將J5的2,3腳短接,用萬(wàn)用表測(cè)試J10的電阻是否為0.若為0則可能短路了，非0則正常測(cè)試61板電源部分是否正常接上電池,打開(kāi)電源,查看發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮，點(diǎn)亮說(shuō)明正常,否則可能部分器件有問(wèn)題。2）語(yǔ)音輸入部分測(cè)試：接上喇叭，用排線將IOA的低八位和IOB的低八位相連，IOA的高八位和IOB的高八位相連，按下RESET復(fù)位鍵，key4。把J2的左邊兩腳短接，聽(tīng)到“I/O測(cè)試成功”后，按鍵key3（聽(tīng)見(jiàn)喇叭有很大噪音是正?，F(xiàn)象）現(xiàn)象一：無(wú)波形 結(jié)論:音頻輸入部分有問(wèn)題；現(xiàn)象二：有不規(guī)則波形出現(xiàn)； 結(jié)論：正常

26、3）語(yǔ)音輸出部分測(cè)試：按照音頻輸入部分的條件進(jìn)行測(cè)試，用示波器查看波形現(xiàn)象一：無(wú)波形 結(jié)論：音頻輸出部分不正?，F(xiàn)象二：有波形 結(jié)論：正常 圖 3-14 61板測(cè)試流程圖4）下載61板自檢程序測(cè)試，聽(tīng)語(yǔ)音測(cè)試報(bào)告。當(dāng)其不能測(cè)試時(shí),先檢查SPY0029是否焊接好,大多數(shù)沒(méi)有通過(guò)的都是在這里出現(xiàn)問(wèn)題,如果仍然沒(méi)有通過(guò),檢查是否有元件焊錯(cuò)位置，尤其是獨(dú)石電容,另外檢查二極管是否焊接倒置，再檢查電解電容有沒(méi)有焊錯(cuò)位置。3.5 LED模組介紹1.模組資源：（1）8個(gè)按鍵，可以組成18 按鍵，也可以組成24 按鍵；（2）8個(gè)發(fā)光二極管；（3）6 位8 段LED 數(shù)碼管；（4）一個(gè)電位器，提供05V 的模擬電

27、壓信號(hào)。2.LED 鍵盤模組接口說(shuō)明圖如下圖3-15所示： 圖3-15 LED 模組接口說(shuō)明圖3.接口說(shuō)明：LED 模組使用十分簡(jiǎn)單，直接用排線與61板I/O 接口相連即可。（1）KEYTEPE 選擇接口此接口是選擇2*4KEY 還是1*8KEY，具體選擇方式如下：從左至右看，將第1 至4 短接塊連接，選擇了2*4KEY；只將第5個(gè)短接塊短接，選擇1*8KEY。選擇2*4KEY 接口連接示意圖如圖3-16所示： 圖3-16 選擇2*4KEY 時(shí)KEYTEPE 接口連接示意圖選擇1*8KEY 接口連接示意圖如圖3-17所示： 圖 3-17 選擇1*8KEY 接口連接示意圖 （2）2*4KEY 接

28、口2*4KEY 的第1 組行定義為ROW1，第2 組行定義為ROW2，4 列定義為COL1COL4。使用時(shí)COL1 是K1 和K5 的輸入，COL2 是K2 和K6 的輸入，COL3 是K3 和K7的輸入，COL4是K4 和K8 的輸入。用戶可自行選擇ROW1 與ROW2 接至VDD 還是GND，但同一時(shí)間只能使用一組。AV 是模擬電壓輸出端，通過(guò)調(diào)整R20 可以改變AV 的值，AV 的最大輸出值與VDD 相同。D_DP 是第4 位數(shù)碼管后時(shí)鐘冒號(hào)的位信號(hào)控制端。圖3-18 2*4KEY 接口圖及使用示意圖（3）1*8KEY 接口1*8KEY 的8 列分別定義為COL1COL8，1 行定義為R

29、OW1。 圖 3-19 1*8KEY 接口圖及使用示意圖（4）DIG 接口6 位數(shù)碼管的段發(fā)光管陽(yáng)極和8 個(gè)LED 指示燈的陽(yáng)極并聯(lián)，并且8 個(gè)LED 指示燈采用共陰極方式。6 位數(shù)碼管的陰極和8 個(gè)LED 的共陰極分別用DIG 接口的DIG1DIG7 控制，第4 位數(shù)碼管后時(shí)鐘冒號(hào)的位信號(hào)用DIG8 控制，位信號(hào)均為高有效。 圖 3-20 DIG接口示意圖（5）SEG 接口AG、DP 是6 位數(shù)碼管的段信號(hào)和8 個(gè)LED 指示燈的陽(yáng)極控制信號(hào)輸入端。控制信號(hào)為高有效與61 板配套使用時(shí)，2、3、4 接口可用排線直接連至61 板的IOA 或IOB 接口。 圖 3-21 SEG接口示意圖3.6軟

30、件設(shè)計(jì)3.6.1 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介C語(yǔ)言具有語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活，運(yùn)算符豐富，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語(yǔ)言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句（如if.else語(yǔ)句、whi1e語(yǔ)句、dowhi1e語(yǔ)句、for語(yǔ)句）。語(yǔ)法限制不大嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大；語(yǔ)言允許直接訪問(wèn)物理地址；生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，而且用語(yǔ)言編寫的程序可移植性好。3.6.2 凌陽(yáng)nSP匯編語(yǔ)言nSP的匯編指令只有單字和雙字兩種，其結(jié)構(gòu)緊湊，且最大限度地考慮了對(duì)高級(jí)語(yǔ)言中C語(yǔ)言的支持。另外，在需要尋址的各類指令中的每一個(gè)指令都可通過(guò)與6種尋址方式的組合而形成一個(gè)指令子集，目的是為增強(qiáng)指令應(yīng)用的靈活性和實(shí)用

31、性。而算術(shù)邏輯運(yùn)算類指令中的16位16位的乘法運(yùn)算指令（Mul）和內(nèi)積運(yùn)算指令（Muls），又提供了對(duì)數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用的支持。此外，復(fù)合式的移位算術(shù)邏輯操作指令允許操作數(shù)在經(jīng)過(guò)ALU的算邏操作前可先由移位器進(jìn)行各種移位處理，然后再經(jīng)ALU的算邏運(yùn)算操作。靈活、高效是nSP指令系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)。 代碼流動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-22所示： 圖 3-22 代碼流動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖3.7 凌陽(yáng)unSPIDE184集成開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 nSP IDE 是由凌陽(yáng)科技提供的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試和仿真等功能為一體。具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問(wèn)命令列表等，使程序設(shè)計(jì)工作更加方便、

32、高效。此外它的軟件仿真功能可以不連接仿真板模，擬硬件的部分功能來(lái)調(diào)試程序。（1）編程工具：凌陽(yáng)unSPIDE184如圖3-23所示。 圖3-23 IDE184界面（2）程序建立:建立項(xiàng)目：安裝unSPIDE184,啟動(dòng)unSPIDE184編程工具,進(jìn)入界面后用鼠標(biāo)左鍵單擊File下拉菜單New 彈出New 對(duì)話框，如下圖所示;在該窗口中選中Project 標(biāo)簽并在File 的文本框中鍵入項(xiàng)目的名稱；用鼠標(biāo)左鍵單擊New 對(duì)話框里的OK 按鈕,則項(xiàng)目建立完成。圖 3-24 新建項(xiàng)目、文件對(duì)話框（3）在SPJ文件下建立MAIN.C 主程序、ISR.ASM中斷程序,KEY.ASM中斷程序，F(xiàn)LASH

33、.ASM（4）添加設(shè)計(jì)所需要的庫(kù)文件，資源文件,語(yǔ)音文件。這里連接sacmv26e庫(kù)文件。（5）添加程序所需頭文件：選擇PROJECT-AND TO PROJECT-FILES添加所頭頻文件。（6）添加程序音頻文件: 選擇PROJECT-AND TO PROJECT-RESOURRCE選取所需音頻文件。 圖3-25 Link屬性圖3.8 程序設(shè)計(jì)3.8.1 主程序模塊實(shí)現(xiàn)功能: （1）通過(guò)調(diào)用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的語(yǔ)音函數(shù)SACM_A2000和_ SACM_S480_分別實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)播放音樂(lè)和人工提示音。（2）調(diào)用凌陽(yáng)SACM_DVR錄音函數(shù)實(shí)現(xiàn)錄音、放音功能.（3）通過(guò)調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)F_

34、Key_Scan 和鍵值獲取函數(shù)Key = SP_GetCh()接收鍵值， 經(jīng)CASE語(yǔ)句選擇分支語(yǔ)句。（4）調(diào)用凌陽(yáng)Time Count 、TimeReport、LedDispDig（1，i）、LedLights(x);函數(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí),報(bào)時(shí)功能以及時(shí)長(zhǎng)顯示功能和點(diǎn)亮外接Led模組中的二極管。 開(kāi)機(jī)播放提示音判斷按鍵？Key2?Key1?？開(kāi)始錄音，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)判斷按鍵？Key3?Key3？Key1？Key2？停止錄音，計(jì)時(shí)，報(bào)告錄音時(shí)長(zhǎng)，顯示錄音時(shí)長(zhǎng)，點(diǎn)亮二極管。Key3?播放錄音結(jié)束退出 主程序流程圖（代碼見(jiàn)附錄1）3.8.2 語(yǔ)音提示 此次設(shè)計(jì)充分利用了凌陽(yáng)SEPC061SA單片機(jī)的語(yǔ)音播

35、報(bào)功能，在設(shè)計(jì)中使用S480在錄音前自動(dòng)播報(bào)提示語(yǔ)音，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的作品更具有新意性。（1）語(yǔ)音壓縮:此過(guò)程主要是將Wave文件轉(zhuǎn)成凌陽(yáng)音頻格式文件。第一步:利用PC機(jī)自帶的錄音機(jī)錄制一段音樂(lè),要注意語(yǔ)音文件的屬性，最好選擇為8Khz, 16位，單聲道的語(yǔ)音文件,并將其保存。第二步:利用壓縮工具將錄制的語(yǔ)音文件進(jìn)行壓縮,壓縮時(shí)注意壓縮算法及編碼率的選擇,壓縮完成后將其保存以便語(yǔ)音資源文件的添加。（2）壓縮過(guò)程： 第一步： 圖 3-26 用戶可以選擇壓縮多個(gè)文件和單個(gè)文件，默認(rèn)是單個(gè)文件；第二步： 圖 3-27通過(guò)瀏覽按鈕選擇選擇錄制wave文件，點(diǎn)擊下一步；第三步： 圖 3-28選擇結(jié)束后（此

36、次設(shè)計(jì)選用S480），點(diǎn)擊“壓縮”，壓縮結(jié)束后，點(diǎn)擊“下一步”。 圖 3-27雙擊壓縮前后的文件名稱會(huì)有該文件的聲音播放，用戶對(duì)比壓縮前后語(yǔ)音音質(zhì)的變化。值得注意的是,記得要將壓縮好的文件添加到語(yǔ)音資源庫(kù)，同時(shí)也要在RESOURCE里面手工添加語(yǔ)音文件。調(diào)試出錯(cuò)情況及解決方法：1.現(xiàn)象：下載后運(yùn)行,沒(méi)有聲音修改部分：仔細(xì)檢查程序后,修改(含有下劃線部分為修改處);int main() System_Initial(); PlayRespond(13);（添加在語(yǔ)音列表中要播放的語(yǔ)音）Play_S480(0); SACM_DVR_Initial(Manual); Status = Stop;2.

37、出現(xiàn)亂音。修改部分：經(jīng)檢查,寫地址與程序地址重復(fù),經(jīng)修改起始寫地址后排除。#define C_flashSize 0xfb00/FLASH可使用最大地址為：FBFFH。#define sector 0xed00/定義FLASH寫的起始地址3.8.3 倒計(jì)時(shí)利用外接的LED鍵盤模組進(jìn)行顯示，倒計(jì)時(shí)功能能夠提醒用戶適當(dāng)?shù)匿浺魰r(shí)刻，解決了一按Key1鍵就開(kāi)始錄音而導(dǎo)致聲音無(wú)法完全錄入的問(wèn)題。（LedDispDig函數(shù)流程見(jiàn)3.8.5部分錄音時(shí)長(zhǎng)顯示）開(kāi)始調(diào)用LedDispDig(Pos,i)函數(shù)顯示倒計(jì)時(shí)設(shè)置A口與B口，并將數(shù)據(jù)送到A口調(diào)用Delay()函數(shù)結(jié)束倒計(jì)時(shí)流程圖調(diào)試出錯(cuò)情況及解決方法：1

38、.程序編譯沒(méi)錯(cuò)誤，下載到61A板上數(shù)碼管無(wú)顯示且錄音功能破壞。出錯(cuò)原因：調(diào)用LedDispDig(Pos,i)程序位置出錯(cuò)。解決方法：改變LedDispDig(Pos,i)調(diào)用位置。2.倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)字時(shí)中間間隔時(shí)間大于預(yù)期（1秒）時(shí)間。出錯(cuò)原因：延時(shí)for語(yǔ)句位置放置出錯(cuò)。解決方法：改變延時(shí)for語(yǔ)句的位置。3.倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)字時(shí)中間間隔時(shí)間小于預(yù)期（1秒）時(shí)間，不能很好的顯示321數(shù)字。 出錯(cuò)原因：延時(shí)for語(yǔ)句中的延時(shí)值（j）過(guò)小。 解決方法：改變j的值，使它在1秒左右。4.LED顯示倒計(jì)時(shí)后的1不能消失影響后面的錄音計(jì)時(shí)。 出錯(cuò)原因：LedDispDig(Pos,i)程序內(nèi)的Dig值沒(méi)有清

39、零。 解決方法：編寫一條清零語(yǔ)句或調(diào)用Delay（）函數(shù)。3.8.4 錄音計(jì)時(shí)和時(shí)長(zhǎng)播報(bào)該功能模塊采用2HZ系統(tǒng)中斷來(lái)計(jì)算錄音時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)按下錄音鍵3秒倒記時(shí)結(jié)束后記時(shí)開(kāi)始，按下停止鍵計(jì)時(shí)結(jié)束，并通過(guò)A2000播報(bào)出錄音時(shí)長(zhǎng)。計(jì)時(shí)程序見(jiàn)附錄1中的system.asm。開(kāi)始調(diào)用函數(shù)TimeReport();先調(diào)用函數(shù)ReadRealSecond()；再調(diào)用函數(shù)PlaySpeakSecond()；調(diào)用函數(shù)PlayRespond ();（PlayRespond();結(jié)束開(kāi)始調(diào)用函Timer_Initial()；先調(diào)用函數(shù)Timer_Clear()；調(diào)用函數(shù)Calendar_Counter()；（Play

40、Respond();結(jié)束 中斷調(diào)用流程，在main()函數(shù)中 播報(bào)錄音時(shí)長(zhǎng)調(diào)用流程調(diào)試出錯(cuò)情況及解決方法：1.中斷程序有可能沒(méi)有調(diào)用?，F(xiàn)象：計(jì)數(shù)值不會(huì)改變。解決方法：改變函數(shù)的調(diào)用位置，使之被調(diào)用到。2.中斷程序有可能沒(méi)有被執(zhí)行?，F(xiàn)象：計(jì)數(shù)值不會(huì)改變。解決方法：詳細(xì)觀看程序的流程。3.程序中的變量未被定義?，F(xiàn)象： error A0007: Per500msSet undefined解決方法：使用 .VAR。4.沒(méi)用宏定義變量?，F(xiàn)象：Error L0080: The external symbol Per500msSet has not a public definition.解決方法：使用 .PUBLIC。5.現(xiàn)象：不能計(jì)時(shí)。沒(méi)有添加計(jì)時(shí)單元，2HZ中斷計(jì)時(shí)程序沒(méi)有被調(diào)用。修改部分：（1）定義計(jì)