采用凌阳十六位单片机SPCE061A设计公交车无线报站系统方案论文.docx

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采用凌阳十六位单片机SPCE061A设计公交车无线报站系统方案论文

目录

摘要1

目录2

一引言3

二设计要求4

1.基本要求4

2.扩展要求4

三模块特性简介4

1.SPCE061A简介4

2.芯片特性简介6

3．SPCE061A精简开发板7

4．SPR模组_40968

（1）基本特性与参数指标8

（2）主要功能8

（3）结构框图9

（4）实物图9

（5）注意事项10

5.LED键盘模组简介10

（1）基本特性与主要功能10

（2）结构框图10

（3）布局框图11

（4）电路原理图12

（5）接口说明12

四系统总体方案介绍14

1.系统的硬件框图14

2.硬件模块连线图16

五系统硬件设计17

1.主控板电路模块分析17

（1）微控制器电路17

（2）电源板电路模块分析17

（3）CPU语音输出电路18

（4）车速检测模块19

2.LED_键盘模块分析19

（1）主要元器件19

3.SPR模组电路分析21

六所用语音算法介绍24

1.凌阳音频概述24

（1）凌阳音频压缩算法的编码标准24

（2）压缩分类24

（3）凌阳常用的音频形式和压缩算法25

（4）凌阳语音的播放、录制、合成和辨识25

七系统软件设计26

1.主要功能26

2.主程序流程图27

3.初始化函数27

4.语音播放的实现30

5.更新时间31

6.设置时间31

八结语32

九参考文献33

摘要

凌阳十六位单片机SPCE061A采用凌阳最新推出的16位微处理器内核（以下简称μ’nSP），而μ’nSP内核是一个通用的核结构。

SPCE061A内嵌32K字（Word）闪存（FLASH），2K字（Word）SRAM，内置十位ADC、DAC，有多达十四个的中断源等丰富的片内资源。

CPU最高可工作在49MHz的主频下，较高的处理速度使μ’nSP能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号，这使得SPCE061A具有灵活的语音处理能力。

因此，与其它类型的单片机相比，以μ’nSP为核心的SPCE061A微控制器是适用于有数字语音功能的应用领域产品的一种最经济的选择。

本文讨论了应用SPCE061A精简开发板——61板、LED键盘显示模组、SPR模组-4096实现简易的公交车报站器。

关键词：

SPCE061ASPR4096公交车报站器语音FLASHSPCE061A

SunplusSPCE061Achipsiteusingsunpluslatest16microprocessorkernel（hereinafterreferredtoasmuonNSPS）,and"muon'NSPSkernelisageneralstructureofthenucleus.Within32KSPCE061AembeddedWord（Word）FLASHFLASH）,anSRAM2KWord（Word）,built-intenADCandDAC,asmanyastenfourinterruptsourceofrichinresources.TheCPUcanworkin49MHzinvestigations,highprocessingspeedthatmuon'NSPScaneasilyandquicklyhandlecomplexdigitalsignals,whichmakesthespeechprocessingSPCE061Aisflexible.Therefore,comparedwithothertypesofMCU,mu"asthecoreofNSPSSPCE061Amicroprocessorcontrollerissuitablefordigitalspeechfunctionoftheapplicationfieldofproductasoneofthemosteconomicalchoice.Articlediscussesapplicationdevelopmentboard-61SPCE061Astreamlinedboard,LEDthekeyboarddisplaymodule,SPRmodulesrealizethebusstops_4096easily.

Keywords:

SPR4096busstopsSPCE061AisFLASHSPCE061Aspeech

一引言

在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。

传统的公交车报站主要由售票员报站，但是有些售票员有着浓重的地方口音，给外地人乘坐公交车造成了困难，另外，随着无人售票车逐渐增多，公交车报站器就越显得重要了。

本毕业设计方案采用凌阳科技公司的SPCE061A单片机，SPR4096存储器与LED键盘显示模组制作一个简易的公交车报站器。

SPCE061A是凌阳科技的一款16位微控制器，内嵌32K的闪存（FLASH）。

SPCE061A为语音产品而集成了ADC、DAC、AGC等，较高的处理速度使u’nSP能够非常容易快速地处理复杂的数字信号，是数字语音应用领域的一种最经济选择。

SPCE061A精简开发板——61板配有在线调试功能；结合集成开发环境不需外界任何仿真、调试器即可以完成在线编程、仿真、调试功能。

本方案直接使用SPCE061A精简开发板，利用SPCE061A的语音处理功能，以及其强大的处理能力，再配合SPR模组_4096，扩大存储容量，很容就可以实现公交车报站器。

二设计要求

1.基本要求

利用SPCE061A单片机、SPR4096模组，LED键盘显示模组制作简易公交车报站器，要求具有下述功能：

（1）可以完整地播放一条公交线路的站名，包括上行线路与下行线路。

（2）可以在LED的键盘显示模组上显示当前的时间（日期），具有时间日期的设置功能。

（3）可以播放音乐或广告。

2.扩展要求

（1）可以完整播报多条线路；

（2）可以播报时间；

（3）通过更改SPR4096存储器内的数据，不用更新SPCE061A单片机的程序，可以更换不同的公交线路；

（4）检测当前行车速度，并具有超速报警功能；

（4）增加温度传感器，在车厢内播报温度，显示温度；

（5）增加湿度传感器，在车厢内播放湿度，显示湿度。

三模块特性简介

1.SPCE061A简介

SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有8路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。

这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。

两路10位精度的DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。

另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。

在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件：

SPCE061A片内还集成了一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSPIDE）用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口进行下载。

2.芯片特性简介

SPCE061A性能简介：

16位u’nSP微处理器

工作电压（CPU）VDD为3.0~3.6V，（I/O）VDDH为3.0~5.5V

CPU时钟：

0.32~49.152MHz

内置2K字SRAM

内置32K字FLASH

可编程音频处理

晶体振荡器

系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电仅为2uA/3.6V

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/输出通道

14个中断源可来自定时器A/B、时基、2个外部时钟源输入和键唤醒

具备触键唤醒的功能

使用凌阳音频编码SACM_S480可以播放压缩的语音资源

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/数转换器输入通道麦克风放大器，并具有自动增益控制（AGC）功能

具备串行设备接口

具备低电压复位功能和低电压检测功能

内置在线仿真电路接口

具有WatchDog功能

3．SPCE061A精简开发板

SPCE061A精简开发板（简称61板），是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发－仿真－实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。

61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，方便学生随身携带！

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使学生在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼学生的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会！

61板上有调试器接口（Probe接口）以及下载线（EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线，配合unSPIDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。

61板上的主要功能模块如下：

SPCE061A单片机最小系统外围电路模块；

电源输入模块；

音频电路（包含MIC输入、DAC音频功放输出）模块；

按键模块；

I/O端口接口模块；

调试、下载接口模块；

下图为61板的实物图：

图3-261板实物图

4．SPR模组_4096

（1）基本特性与参数指标

产品型号：

SPRMODULEV1.0

SPR模组工作电压：

3.3V

SPR模组外形尺寸：

50mm×50mm

（2）主要功能

针对凌阳科技公司的存储器芯片SPR4096/SPR1024，开发的简易烧写器。

该烧写器配合PC机ResWriter工具（凌阳科技教育推广中心提供，下文叙述），通过EZ_Probe下载线，完成对SPR4096/1024存储器芯片的擦除、写入、校验等功能。

并且在SPR模组上留有与SPCE061A单片机的接口，可以实现SPR模组与SPCE061A单片机组成的系统。

（3）结构框图

图3.3SPR模组结构框图

SPR模组预留两个接口，一个接口是EZ-probe，这是在使用ResWriter工具对SPR4096/1024进行烧写时连接使用的，另一个是10PIN的排线，主要提供电源以及与SPCE061A连接使用。

用户请注意，SPR模组电路支持SPR4096和SPR1024，但只能同时对其中一种芯片进行使用。

SPR模组有两种基本配置，一种为电路板加SPR4096芯片，另一种为电路板加SPR1024芯片，而且在使用时必须配备下载线使用。

用户在选购时请您注意确认是SPR模组_4096还是SPR模组_1024。

（4）实物图

图3.4SPR模组_4096实物图图3.5SPR模组_1024实物图

（5）注意事项

SPR模组使用3.3V电源供