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1、电子竞赛之波形发生器,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,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，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,SPCE061A,80引脚的LQFP80贴片封装,可编程音频处理；,32位通用可编程输入/输出端
2、口,CPU时钟：3.2768Hz49.152MHz；,2个10位DAC(数-模转换)输出通道；,系统设计,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。,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
3、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。,系方案二统设计,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：,电路方框图,滤波及其电流到电压的转换电路,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,键盘控制电路,显示电路,LED小常识,LED显示器中每个发光二极管要通过5mA20mA电流
4、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。,语音播报电路,SPCE061A单片机自带双通道DAC音频输出，DAC1、DAC2转换输出的模拟量电流信号分别通过AUD1和AUD2管脚输出，DAC输出为电流型输出，所以DAC输出经过SPY0030音频放大，以驱动喇叭放音。,语音处理
5、流程,麦克风,A/D转换,编码解码,D/A转换,喇叭,存储,软件流程图及设计思路,4x4键盘进行波形选择和编辑,波形输出,外部中断一来实现同步的频率调节,外部中断二来中断所显示波形,四乘四键盘流程图,采用矩阵式键盘接口,占用IO资源为IOA0-7,程序说明,流程图,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
6、显示。,正弦波形的形成,函数来计算输出波形,查表来进行输出,mx=mz*PI/2;/弧度 my=sinf(mx);/计算sin值vv=(int)32736*my;/换算/D/A 0 xFFC0/2=32736outdac(vv);/输出D/A值delay10ms(DelTime);/延时,判键0,波型初始化,查表输出,判外部中断2,退出,判外部中断1,频率改变,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,方波的形成和实现,PWM调制,瞬变信号波形,R1=0 x0100；/将IOB8设置成同相输出端口 P_IOB_Dir=R1；P_IOB_Attrib=R1；R
7、1=0 x0000；P_IOB_Data=R1；/设置TimerA的APWMO信号的周期Tapwmo=(12.288MHz/512)/16=1.5KHz，设/置信号的占空比APWMO/Tduty=(3/16)*Tapwmo。R1=0 x00F0；/选择计数频率与占空比P_TimerA_Ctrl=R1；R1=0 xFDFF；/设置TimerA的计数初值P_TimerA_Data=R1；,设计方案是采用不停的输出和停止输出某一幅度的值，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。,显示程序设计,当收到三次辨识循环，小车停止
8、，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,显示流程图,F_SingleLed 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
9、。,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：压缩比为8:，8:1.25，8:1.5SACM-S480：压缩比为80:3，80:4.5SACM-S240：压缩比为80:1.5 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_S480压缩算法压缩只占有13.2K存储空间，SPCE061A即可满足要求。,SACM_S480,void PlayRespond(int Result)SACM_S480_Initial(1);/初始化 SACM_S480_Pl
10、ay(Result,3,3);/播放 while(SACM_S480_Status()/停止播放,SACM_S480_Play函数说明,int SACM_S480_Play(int Speech_Index,int Channel,int Ramp_Set)；ASM：R1=Speech _Index，R2=Channel，R3=Ramp_SetCall SACM_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。Ra
11、mp_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。,SACM_S480自动方式流程,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
12、波形和粗调频率的功能。,谢谢大家,：不编码解码会怎么样？,：会占大量存储空间,16位nSP微处理器；工作电压：VDD为2.43.6V(cpu),VDDH为2.45.5V(I/O)；CPU时钟：32768Hz49.152MHz；内置2K字SRAM、内置32K FLASH；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_S240方式(2.4K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-Circuit Emulator）；具有保密能力；具有WatchDog功能（由具体型号决定）,
