便携式无线数据采集终端的设计毕业设计(编辑修改稿)

便携式无线数据采集终端的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

原理 凌阳单片机简介 8 位单 片机 凌阳 8位单片机的 CPU内核均为 6502兼容型。 凌阳 8位单片机分为四种： SPC系列、SPL系列、 SPF系列以及其他系列。 SPC系列则是带有双声道发声功能的单片机； SPL系列基本上都带有 LCD驱动，并且有些 SPL系列还带有发声功能； SPF系列是凌阳研制出的带有到声道发声功能的单片机。 本文所采用的是凌阳 16位 SPCE061A型单片机。 16 位单片机 随着单片机集成的发展，其应用领域不断扩展。 凌阳的 16位单片机为适应这种发展趋势，推出了它的带有数据处理功能的 181。 39。 nSP™16位微处理器芯片。 与凌阳 8位机功能相比， 16位 181。 39。 nSP™系列单片机可以在交款的电源电压范围（ ～ ）及系统时钟频率范围（ ～ ）内工作，除了数据总线被增至 16位而提高了工作速率外，181。 39。 nSP™系列 16位单片机内集成了更多的系统外围资源。 其中有大容量 ROM及静态RAM、红外通信接口、 RS232通用异步全双工串行接口、 10位 A/D及 D/A转换、内置式带自动增益控制的扩音器输入通道、 32768Hz实时时钟以及低电压复位 /低电压监测系统。 另外， 181。 39。 nSP™家族中有些系列嵌入了 LCD控制驱动和 DTMF发生 器功能等。 SPCE061A是继 181。 39。 nSP™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 32KB 的闪存（ Falsh）。 较高的处理速度使 181。 39。 nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。 因此，与 SPCE500A 相比，以 181。 39。 nSP™为核心的 SPCE061A 微控制器是适合用于数据传输和识别应用领域产品的一种最好的选择。 其整体性能如下： 16 位 u39。 nSP™微处理器；工 作电压 ： VDD 为 ～ ， VDDH 为 VDD～ （ I/O）； CPU 时钟： ～ ；内置 2KB SRAM；内置 32KB FLASH；可编程音频处理；晶体振荡器。 系统处于备用状态下 (时钟处于停止状 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； 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_S240 方式 ()，能容纳 210 秒的语音数据；锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号； 32768Hz实时时钟； 7 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动增益控制 (AGC)功能；具备串行设备接口；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 ICE（ Incircuit emulator）接口；具有保密能力；安徽理工大学毕业设计 5 具有 WatchDog 功能 (由具体型号决定 )。 SPCE061A 内核的硬件结构 SPCE061A 是继 181。 39。 nSP™系列产品 SPCE500A等 之后凌阳科技推出的又一款 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 32KB 的闪存（ FLASH）。 较高的处理速度使 181。 39。 nSP™能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。 因此，与 SPCE500A 相比，以 181。 39。 nSP™为核心的 SPCE061A 微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的一种最经济的选择，也可以作控制核心使用。 围绕 SPCE 所形成的 16 位 181。 39。 nSP™系列单片机采用的是模块是集成结构，共有 84个引脚，封装形式 位 PLCC84，它的管脚排列如图 21 所示。 在 84 个引脚中有 15 个空脚，其余管脚功能说明如表 所示。 SPCE061A 的结构如图 22 所示。 图 21 SPCE061A 单片机 PLCC84 引脚 7 47 37 2 7 17 06 96 86 76 66 56 46 36 26 16 05 95 85 75 65 55 41 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52 62 72 82 93 03 13 211109 8 7 6 5 4 3 2 184838281807978777675333435363738394041424344454647484950515253MICPVCMVRTPADVDDVMICVSSIOA0IOA1IOA2IOA3IOA4IOA5IOA6IOA7IOA8IOB0IOB1IOB2IOB3IOB4IOB5IOB6IOB8IOB7IOB9IOB10NCNCNCNCNCNCVSSVSSVDDHVDDHVSSVCPVDDXRESBVDDHNCN CN CN CN CN CP V P PN CN CN CP F U S EM I C NM I C O U TO P IA G CV S SV R E F 2D A C 2D A C 1P V I NV S SX I C E C L KX I C E S D AX I C EV D DX T E S TO S C 3 2 IO S C 3 2 OS P C E 0 6 1 AI O A 9I O A 1 0I O A 1 1I O A 1 2I O A 1 3I O A 1 4I O A 1 5I O B 1 1I O B 1 2I O B 1 3I O B 1 4I O B 1 5V S SX R O M TX S L E E P安徽理工大学毕业设计 6 表 21 管脚功能表 IOA0IOA15（ 41～ 48,53,54～ 60 脚） IO 口 A，共 16 个 IOB0IOB15（ 5～ 1,81～ 76,68～ 64 脚） IO 口 B，共 16 个 OSCI（ 13 脚） 石英晶振振荡器输入 OSCO（ 12 脚） 石英晶振振荡器输出 RES_B（ 6 脚） 复位输入，低电平有效 ICE_EN（ 16 脚） ICE 使能端 ICE_SCK（ 17 脚） ICE 时钟脚 ICE_SDA（ 18 脚） ICE 数据脚 PVIN（ 20 脚） 程序保密设定脚 PFUSE（ 29 脚） 程序保密设定脚 DAC1（ 21 脚） 音频输出通道 1 DAC2（ 22 脚） 音频输出通道 2 VREF2 （ 23 脚） 2V 参考电压输出脚 AGC（ 25 脚） 语音输入自动增益控制引脚 OPI（ 26 脚） Microphone 的第二运放输入脚 MICOUT（ 27 脚） Microphone 的第一运放输入脚 MICN（ 28 脚 ） Microphone 的负向输入脚 MICP（ 33 脚） Microphone 的正向输入脚 VRT （ 35 脚） A/D 转换外部参考电压输入脚 VCM （ 34 脚） ADC 参考电压输出脚 VMIC （ 37 脚） Microphone 电源 SLEEP（ 63 脚） 睡眠状态指示脚，高电平显示 VCP （ 8 脚） 锁相环压控振荡器的阻容输入 XROMT PVPP XTEST（ 61， 69， 14 脚） 出厂测试引脚，悬空 VDDH （ 51， 52， 75 脚） I/O 参考电平： 5V 电压 VDD （ 7 脚） PLL 锁相 环电源 VSS （ 9 脚） 锁相环地 VSS （ 19， 24 脚） 模拟地 VSS （ 38， 49， 50， 62 脚） 数字地 VDD （ 15， 36 脚） 数字电源 安徽理工大学毕业设计 7 图 22 SPCE061A 的内部结构 181。 39。 nSP™的内核主要是由 CPU 掌管和操作，其基本上由总线、算术运算逻辑单元、寄存器组、中断系统和堆栈等部分组成。 寄存器组 181。 39。 nSP™的 CPU寄存器组里有 8个 16位寄存器，可分为通用型寄存器和专用型寄存器两大类别。 通用型寄存器包括 R1～ R4，作为算术逻辑运算的源及目标寄存器。 专用型寄存器 包括 SP、 BP、 SR、 PC，是与 CPU特定用途相关的寄存器。 SP是堆栈指针寄存器，在 CPU执行压栈 /出栈指令（ push/pop）、子程序调用 /返回指令（ call/retf）以及进入中断服务子程序（ interrupt service routine， ISR）或从 ISR返回指令时制动减少（压栈）或增加（弹栈），以示堆栈指针的移动。 堆栈的最大容量范围限制在 2KB的 RAM内，即地址位 0x000000～ 0x0007FF的存储器范围中。 BP是基址指针寄存器，用于变址寻址方式[BP+IM6]。 SR是段寄存器，有多种功能， 算术逻辑运算结果的各标志位 N,Z,S,C亦储存在其中。 PC是程序计数器，作为程序的地址指针来控制程序走向的专用寄存器。 双 1 6 位 定 时 器 /计 数 器 时 基中 断 控 制7 通 道 1 0 位A D C 单 通 道A D C + A G C双 通 道 1 0 位D A C低 电 压 监 测 / 低 电 压 复 位串 行 输 入 输 出接 口3 2 管 脚 通 用 输 入 输 出 端 口1 6 位 数 控制 器 + I C EF l a s hR A M锁 相 环 振 荡 器C P U 时 钟实 时 时 钟I C E _ E NI C E _ S C KI C E _ S D AM I C _ I NA U D 1A U D 2I O B 0 ( S C K ) I O B 1 ( S D A )I O B 1 5 _ 0I O A 1 5 _ 0V c pX I / RX O安徽理工大学毕业设计 8 数据总线和地址总线 181。 39。 nSP™是 16位单片机，它具有 16位数据线和 22位地址线， 22位地址线最多可以寻访 4MB的存储容量。 地址线中的高 6位 A16～ A21来自段寄存器 SR中的 6位代码段（ code segment， CS）和 6位数据段（ data segment， DS）选择字段，低 16位 A0～ A15则来自内部寄存器。 通常，地址线高 6位称为页码（ page）；而低 16位则称为存储器地址的 偏移量（ offset）。 因而，通过 segment和 offset的配合即可产生 22位地址线。 算术逻辑运算单元 ALU 181。 39。 nSP™的 ALU在运算能力上很有特色，它不仅能做 16位基本的算术逻辑运算，也能做带移位操作的 16位算术逻辑运算，同时还能做用于数字信号处理 16位 16位的乘法运算和内积运算。 堆栈 RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一种工作方式，如图23所示，主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护及返回。 堆栈的最大容量范围限制在 2KB RAM内，即 其地址范围是 0x07FF～ 0x0000的存储器中。 值得注意的是堆栈的生长方向， SPCE061A系统复位后， SP初始化为 0x07FF，每执行 PUSH指令一次，SP指针减 1。 图 23 181。 39。 nSP™的堆栈结构 中断 中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因，必须终止原程序的执行，转去执行相应的处理程序，待处理结束之后，再回来继续执行被终止的原程序过程。 SPCE061A系列单片机终端系统是凌阳 16位单片机中中断功能较强的一种，它可以提供 14个中断源，具有两个中断优先级，可实 现两级中断。