基于凌阳16位单片机spce061a的4x4键盘语音播放设计_课程设计(编辑修改稿)

基于凌阳16位单片机spce061a的4x4键盘语音播放设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

SPCE061A 核心及周边电路原理图 SPCE061A 共提供两个 16 位通用的并行 I/O 口： IOA0IOA15， IOB0IOB15。 这两个口的每一位都可 以通过编程单独定义为输入或输出口。 其中 A 口的IOA0～ IOA 具有触键唤醒功能，可以应用于低功耗的场合。 SPCE061A 核心及周边电路实物图如图 所示。 图 SPCE061A 核心及周边电路原理图 SPCE061A 的并行 I/O 口可以通过编程设置为上拉输入、下拉输入、悬浮输入或同相输出、反相输出的状态，详细的应用请配合提供的例程中 BaseExa 实验1～ 6。 第 7 页 共 26 页 系统电源电路 实验箱的系统供电电路采用多种供电方式，用户可以有多种选择： 1） 220V 交流电压供电 用户可以选择 220V 交流 电压供电，系统已将其经过变压、整流、稳压处理成 5V 直流电压，再经过一个三端稳压器提供 直流电压，给系统提供电源。 此时须将 J37 的 V3和 VDDH 短接起来。 实验箱的供电电源采用 220V 的交流电源，系统电源电路实物图见图。 图 系统电源电路实物图 2） DC5V 供电 用户还可以直接提供直流 5V 电压为实验箱进行供电。 只需将 5V DC 直接从“外接 5V 输入”端即 J1 输入，为系统供电即可。 3）其它端口介绍 在图 所示的系统电源电路实物图中可以看到 220V 电源开关，低电压检测电压输入 J3（可 以将电压从此引入为系统供电，电压范围： 0－ ，同时将J37 的 LVD 与 VDDH 相连）， 5V 电压输入 J1，电源指示灯 , 和 I/O 输出电压选择（将 J30 与 J37 的 VDDH 相连，选择 I/O 输出电压为 5V，将 J37 的 V3 和 VDDH 相连，选择 I/O 输出电压为 ）。 音频电路 音频电路由音频输入电路以及音频输出电路组成。 1） 音频输入电路 第 8 页 共 26 页 如图 所示为音频输入部分外围实物图。 从 MIC 输入的音频信号经过SPCE061A 内置的 AGC 电路将语音信号的放大值控制在一定范围内，便可进行A/D 转换。 其中 J9 为 2V A/D 参考电压输入端口，当用跳线将 J9 的 2 脚短接，为选择 2V 的 A/D 参考电压；如果选择使用外部参考电压，则将电压从 J9 左边的引脚（ 1 脚）输入即可，外部参考电压范围为 0－。 详细的应用请配合提供的例程中 BaseExa 实验 19。 图 音频输入部分外围实物图 2） 音频输出电路 音频输出电路采用凌阳功放芯片 SPY0030A，音频输出大于 700mw，喇叭直流阻抗 8 欧，左右两个通道音量分立调 节并备有两个外部音频信号放大输入端。 在图 中可以看到两组排针 J8和 J13，可以用来测 量 DAC 的输出波形；另外拔掉跳线，可以断开 DAC 到实验箱的音频放大通路，使得 DAC 通道处于开路状态。 这样便于用做其他用途，用户可以将 DAC 信号从这两组排针引出到自己的外围电路上。 另外，如图 所示还为用户留出了两个外接喇叭接口，为追求音质的用户提供了方便。 详细的应用请配合提供的例程中 BaseExa 实验 18（路径：在 IDE 安装路径下 Sunplus－ unSPIDE184－ SPCE061A－ BaseExa－ ex19）。 音频输出电路实物图如图。 第 9 页 共 26 页 图 音频输出电路实物图 4 4 键盘和 6位 8段数码管 4 4 键盘和 6 位 8 段数码管，能满足按键显示的基础实验，以及电子钟之类的相关兴趣实验。 4 4 键盘矩阵电路为行列式键盘，在其旁边的 8 对排针中7～ 4 控制列扫描， 3～ 0 控制行扫描。 如图 ，如果选用默认连接，可以用跳线将其短接；另外也可通过排线按需要进行连接。 4 4 键盘电路原理图如图 所示。 图 4 4 键盘和 6 位 8 段数码管的实物图 UART通讯电路 实验箱的串口通讯电路实物见图。 通讯接口采用标准的 232 接口电平，采用 MAX3232 电平转换芯 片。 详细的应用请配合提供的例程中 BaseExa 实验 16 和 IntExa 实验 11 （路径：在 IDE 安装路径下 Sunplus－ unSPIDE184－ SPCE061A－ model_Exa－ ex16 和 IntExa－ ex11）。 需要提醒的是， SPCE061A 通过 UART 第 10 页 共 26 页 接口与外设进行通讯的时候，需要对拨码开关 S19 进行设置，需要将 Rx、 Tx 都拨到高端才能正常通讯。 S19 详细含义见表。 图 UART 通讯电路实物图 表 拨码开关 S19 设置说明 Rx PC 接收数据使能 LCD 液晶 背光使能 Tx PC 发送数据使能 LCE 在线仿真使能 第 11 页 共 26 页 3 系统硬件设计 4X4 键盘扫描原理图 键盘按其接线方法有：直接式键盘、行列式键盘（又称矩阵键盘）、串转并键盘等；在本设计中，采用 4X4 的行列式键盘，即键盘排列为 4 行、 4 列，共 16个按键，分别定义这 16 个按键盘为 KEY1~16。 C1~C4 为 4 4 键盘的列扫描线， L1~L4 为 4 4 键盘的行扫描线。 先使行扫描线输出高电平，然后读取列扫描线的状态，得到与按键横向位置对应的 4 位列码；如果是有键被按下时，则对应的列扫描线必然会被读 回高电平，如果是无键盘按下时，则读取的列码必定全是 0（低电平）。 这也就可以判断有无按键的按下了。 SPCE061A获取 4 4键盘键值原理 单片机与该电路连接时，使用 4 个端口作为输出口，接 4 条行扫描线；使用4 个端口作为输入口，接 4 条列扫描线。 使用 SPCE061A 的 IOA8~15 八个端口作4 4 键盘的扫描， IOA0~3 接行扫描线， IOA4~7 接列扫描线。 图 SPCE061A 和 4 4 键盘电路连接图 如上图中， IOA12~IOA15 设置为输出口，接行扫描线； IOA8~IOA11 设置为带下拉电阻的 输入口，接列扫描线。 按照 4 4 键盘的工作原理，先只把 IOA12 输 第 12 页 共 26 页 出高电平，其他都输出低电平，扫描 IOA8 到 IOA11 四个输入口的值，如果每个输入口的值还是 0；再把 IOA13 输出高电平，其他都输出低电平，扫描 IOA8 到IOA11 四个输入口的值，如果每个输入口还没有检测到高电平；从 IOA14 输出高电平扫描，从 IOA15 输出高电平扫描，直到检测到高电平，保存扫描行值和列码。 硬件连接 硬件连接图如图 ， IOA0~IOA7 连接和 6 位数码管的 a~g、 dp， IOA 口的高八位 IOA15~IOA8 连接 4 4 键 盘的 L1~L C1~C4， IOB15~IOB12 连接数码管的位信号 1~4， IOB2~IOB1 连接数码管的位信号 5~6， IOB0 连接数码管的分隔符信号DD。 即把 JP JP5 的引脚全部用跳线短接起来，用一根排线连接 J28 和 JP7，注意 J27 和 JP7 的连接顺序（连接顺序为： J27 的第 0 号引脚连接 JP7 的 C4 引脚，J27 的第 7 号引脚连接 JP7 的 L1 引脚）。 a b c d e f g DP 6 位数码管 1 2 3 4 5 6 DD I O A 0 I O A 1 I O A 2 I O A 3 I O A 4 I O A 15 I O A 5 I O A 14 I O A 6 I O A 13 I O A 7 I O A 12 S P C E06 1A I O B 15 I O A 1 1 I O B 14 I O A 10 I O B 13 I O A 9 I O B 12 I O A 8 I O B 2 I O B 1 I O B 0 L1 L2 L3。