萬(wàn)成開題報(bào)告1

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁(yè)眉頁(yè)腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！030320035316一、選題背景及依據(jù)（簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況，說(shuō)明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)）而單片機(jī)作為一種具有可編程的、控制功能的微型計(jì)算機(jī)，在我們的日常生活中更是隨處可見。例如：數(shù)字溫度計(jì)、智能電度表、智能流速儀、智能冰箱、智能玩具、電子秤、醫(yī)療儀器、車載控制器和其它很多具有自動(dòng)控制能力的領(lǐng)域。機(jī)的行列。其中一些比較知名的單片機(jī)有：ATMEL生產(chǎn)的AVRMotorola生產(chǎn)的M68HC16單片機(jī)、Microsoft生產(chǎn)的PIC870系列和90系列單片機(jī)、Intel生產(chǎn)的MCS-51機(jī)等。而這些單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)又各不相同，例如：ATMEL公司AVR單片機(jī)，是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī)，芯片上的Flash存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中，可隨時(shí)編程，使用戶Motorola單片機(jī)的特點(diǎn)之一就是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘頻率較其他單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪音低，抗干擾能力強(qiáng)，更適合于惡劣所以目前凌陽(yáng)單片機(jī)被廣泛用于數(shù)字信號(hào)處理，便攜式移動(dòng)終端，嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外單片機(jī)發(fā)展如此迅速，加快了世界生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品的步伐，同時(shí)也加大的國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的力度，也有效地促進(jìn)了落后國(guó)家的技術(shù)發(fā)展。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制科學(xué)家、工程師。1.2選題的目的和意義近年來(lái)電子技術(shù)和電子元器件的發(fā)展迅速，越來(lái)越多的電子設(shè)備開始向自動(dòng)化，智能化的方向發(fā)展，而作為微控制器的單片機(jī)也將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著其不可或缺的作用，而單片機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越受到重視。基于凌陽(yáng)單片機(jī)的多功能電子秘書硬件設(shè)計(jì)這個(gè)題目正是應(yīng)用了單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，其智能時(shí)鐘、語(yǔ)音播報(bào)、溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控、LCD顯示、外擴(kuò)存儲(chǔ)音樂等功能就是將目前一些具有單片機(jī)控制的電子設(shè)備功能的綜合，其中包括了凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音播報(bào)技術(shù)，信息收集處理，信息顯示和外擴(kuò)存儲(chǔ)功能等多個(gè)方面。這個(gè)題目讓我們?cè)诹私鈫纹琇CD顯示模塊，學(xué)會(huì)使用溫度傳感器等其他設(shè)備，同時(shí)體會(huì)到單片機(jī)在我們生活中不可缺少的地位，為以后加入單片機(jī)研發(fā)打下基礎(chǔ)。SPCE061A單片機(jī)的工作原理的理解，可以使我們熟練掌握凌陽(yáng)單片機(jī)的IDE編程環(huán)境、凌陽(yáng)單片機(jī)的編程語(yǔ)言和編程過(guò)程，可以培養(yǎng)我們對(duì)凌陽(yáng)單片機(jī)的興趣，還可以鍛煉我們理論分1.3參考文獻(xiàn)[1]王令，王宏華.基于80C196KC單片機(jī)的高精度只能是中設(shè)計(jì)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2005，32（08）.[2]鐘寒梅．凌陽(yáng)單片機(jī)簡(jiǎn)介[J]．國(guó)外電子元器件，200209）.[3]胡軍輝，王蓓蕾，李晶皎.基于凌陽(yáng)單片機(jī)的語(yǔ)音信號(hào)實(shí)時(shí)采集[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，200304）.[4]張向艷．常用LCDFM12232A）在SPCA061A上的應(yīng)用[J]200403）[5]彭宣戈．16位單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006．[6]雷思孝，李伯成．智能語(yǔ)音播報(bào)時(shí)鐘控制器[J]．奔跑的單片機(jī)，200606）[7]楊靜，施麗婷．智能溫度傳感器DS18B20在溫度控制系統(tǒng)下的應(yīng)用[J]．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2006，19（06）[8]趙滿.凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A的最小系統(tǒng)及開發(fā)[J].國(guó)外電子元器件，2003，（05）.[9]衣紅鋼，鞏憲鋒，王再英，馬樣華.凌陽(yáng)16為單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的研究[J].試驗(yàn)技術(shù)與管理，200612）.[10]劉毅敏.基于凌陽(yáng)單片機(jī)的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，200512）.[11].基于凌陽(yáng)單片機(jī)的漢字點(diǎn)陣條屏的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)在電子技術(shù)，200623）.[12]車愛靜，文環(huán)明，張艷.基于凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的語(yǔ)音控制系統(tǒng)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，200610）.[13]ZHANGHai-li，LIJun-de．SimilaritiesandDissimilaritiesbetweenSingle-chipMicrocomputerLanguageCandHigh-levelProgrammingLanguageC[J]．JournalofHunanPadioandFebevisionUniversity,2002,(04).[14]GONGDong-mei．C-LanguageImplementedDataProcessingbyOne-ChipMicroprocessorandItsApplication[J]JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience),2003,(01)．[15]CHENShu-jie.ProbingintoAppliedProgrammingofC51Language[J].JournalofFuzhouTeacherCollege,2003,(03).綜合凌陽(yáng)單片機(jī)現(xiàn)有的智能時(shí)鐘、語(yǔ)音播報(bào)、溫度監(jiān)控、外擴(kuò)存儲(chǔ)器、LCD顯示等功能，參照相關(guān)電子儀表，常用電器和常用傳感器等的基本功能，開發(fā)一臺(tái)基于凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)并且具有外接LCD度的溫度傳感器等部件的多功能電子秘書硬件設(shè)備。使得該電子秘書的硬件能很好的配合電子秘書的軟件部分，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)時(shí)、溫度監(jiān)控、存儲(chǔ)音樂、LCD顯示不同樣式的時(shí)間等功能。使該電子秘書能滿足使用者日常生活的基本需要；集智能，實(shí)用，方便為一體；讓使用者輕松的管理和安排自己生活的多功1）智能時(shí)鐘、鬧鈴、整點(diǎn)和半點(diǎn)報(bào)時(shí)，具有不同語(yǔ)音，有短時(shí)斷電記憶功能，利4）溫度監(jiān)控：可測(cè)量環(huán)境溫度，對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以語(yǔ)音播報(bào)溫度；2.1.2擴(kuò)展部分1）外擴(kuò)存儲(chǔ)器可用USB接口存儲(chǔ)音樂；2.2設(shè)計(jì)思想本題目利用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)作為控制中心，向各個(gè)外圍部件發(fā)出命令，同時(shí)接受各個(gè)外圍部件采集的數(shù)據(jù)加以處理，總體框圖如圖1所示。圖1中，SPCE061A單片機(jī)作為中心不見，利用SPCE061A的2Hz時(shí)基計(jì)時(shí)，進(jìn)行年里計(jì)算，并用SPCE061A的語(yǔ)音功能將它報(bào)出來(lái)；同時(shí)由它來(lái)驅(qū)動(dòng)LCD，使時(shí)鐘在LCDSPCE061ALCD顯示模塊中顯示；此外，在單片機(jī)外部擴(kuò)展一比分存儲(chǔ)器，擴(kuò)展的存儲(chǔ)器可以用來(lái)存儲(chǔ)音樂和數(shù)據(jù)，而單片機(jī)可以播放其中的音樂，也可以外接一個(gè)USB接口向此存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。該題目中最需要注意的是怎樣進(jìn)行IO端口分配，SPCE061A單片機(jī)自身已具有了32為獨(dú)立可編程的輸入/輸出端口，但是該題目中涉及到多個(gè)外部模塊，所以32為端口可能不能滿足設(shè)計(jì)的要求，在這樣的情況下，首先要做的是利用擴(kuò)展IO端口的方法來(lái)增加可用端口的數(shù)量，而在設(shè)計(jì)中更應(yīng)該做大合理的利用端口，在最少的硬件情況下把設(shè)計(jì)完成。2.3設(shè)計(jì)方法與工作流程2.3.1時(shí)鐘部分本題目的時(shí)鐘部分，是利用SPCE061A單片機(jī)的2Hz時(shí)基計(jì)時(shí)，進(jìn)行年月日時(shí)分秒計(jì)時(shí)、根據(jù)設(shè)定時(shí)間進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)時(shí)、可按照設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的控制。時(shí)鐘部分的硬件可以分為顯示和語(yǔ)音播報(bào)兩部分。顯示部分采用凌陽(yáng)公司的SPLC701BLCD陽(yáng)語(yǔ)音壓縮與播報(bào)技術(shù)，這部分電路以集成在凌陽(yáng)單片機(jī)內(nèi)；校對(duì)時(shí)間是通過(guò)凌陽(yáng)單片機(jī)上的三個(gè)按鈕來(lái)控制的；另外，智能時(shí)鐘的斷電記憶功能是利用一個(gè)IO端口監(jiān)控電源脈沖，同時(shí)選擇一個(gè)電容與電源并聯(lián)，當(dāng)監(jiān)視發(fā)現(xiàn)無(wú)脈沖時(shí)，電容開始放電，及時(shí)保存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)功能；最后，日程安排是通過(guò)鍵盤向單片機(jī)內(nèi)輸入日程安排，單片機(jī)將日程安排存儲(chǔ)起來(lái)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)的中斷子程序，使得在輸入日程安排時(shí)設(shè)置一個(gè)中斷，都能夠需要提醒時(shí)，響應(yīng)中斷子程序，通過(guò)顯示函數(shù)，將以前存儲(chǔ)好的數(shù)據(jù)調(diào)出，并將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，同時(shí)發(fā)出鬧鈴。LCD顯示部分采用凌陽(yáng)公司的SOLC701B液晶顯示模組，這款點(diǎn)陣液晶顯示器具有120×52顯示分辨率，內(nèi)置漢字字庫(kù)和半角字符庫(kù)，可軟件調(diào)節(jié)對(duì)比度（32串行和并行控制方式。模組同時(shí)具備4×4鍵盤供用戶使用。其LCD與鍵盤可以各自獨(dú)立使用，互不影響。LCD模組提供兩組功能相同的LCD接口，分別位于模組的上下兩端，單片機(jī)可以通過(guò)模組的“LCD接口”實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD顯示器的控制。LCD模組接口如圖2所示。圖2中，標(biāo)示J7和J8構(gòu)成一組接口是10PIN排針形式，J11和J12構(gòu)成的一組接口是10PIN插座形式。J7和J11J8和J12的腳位排布相同，對(duì)應(yīng)位兩兩相通，當(dāng)模組與61板通過(guò)排線相接時(shí)，J7和J11將與61板的IOB端口低8位（61板的J6）相連，J8和J12將與61板的IOB端口高8位（61板的J7由于在電子設(shè)備中數(shù)字語(yǔ)音、圖像處理技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品需要更多的存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也需要更多的IO口。在本題目中，要求能有一個(gè)外置的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)音樂，級(jí)聯(lián)單片總線擴(kuò)展芯片SPBA01B作為中間連接設(shè)備，解決IO擴(kuò)暫的問題和存儲(chǔ)器擴(kuò)展問題。SPBA01B芯片具有接口簡(jiǎn)單、擴(kuò)展能力強(qiáng)、易于應(yīng)用等特點(diǎn)，可用11個(gè)IO擴(kuò)展4Mbytes的Memory或25個(gè)IO7級(jí)SPBA01BMemoryROMEPROM和，不需要直接操作Memory的篇選、度、寫信號(hào)，只要對(duì)相應(yīng)的寄存器寫入命令、數(shù)據(jù)即可，其IO擴(kuò)展應(yīng)用的硬件連接情況如圖3所示。從圖3中可以看到通過(guò)連接SPBA01B芯片，使得可用IO口的數(shù)量增加了，在電子秘書開發(fā)的過(guò)程中，IO端口的擴(kuò)展是根據(jù)外圍設(shè)備所需決定的。和IO擴(kuò)展類時(shí)，利用SPBA01B芯片作為中間橋梁也可以來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的外擴(kuò)，這里我們選擇的是FLASH存儲(chǔ)器W29C040。測(cè)量溫度部分采用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器作為測(cè)量元件，該型號(hào)傳感器采用“一線總線”的技術(shù)，且提供的是數(shù)字信號(hào)，所以控制電路非常簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)由三大部分組成：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。其中溫度信號(hào)由DS18B20采集并在其內(nèi)部直接完成A/DDS18B20在處于寫存儲(chǔ)操作和溫度A/D變換操作時(shí)候，總線必須有強(qiáng)的上拉，所以為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，在信號(hào)線與電源之間加上一個(gè)4.7K的上拉電阻，另外兩個(gè)腳分別接電源和地。語(yǔ)音輸出模塊將由DAC1或DAC2DAC輸出為電流型輸出，所以DAC經(jīng)過(guò)電阻分流以后再經(jīng)過(guò)SPY0030音頻放大器，以驅(qū)動(dòng)喇叭放音。2.3.5擴(kuò)展部分?jǐn)U展部分是對(duì)已有的功能的一個(gè)加強(qiáng)，在原有的功能上再開發(fā)幾個(gè)功能，使電子秘書更加完善，其中包括三個(gè)部分：外擴(kuò)存儲(chǔ)器可用USB通訊；利用語(yǔ)音識(shí)別報(bào)溫度；音樂播放器功能，可播放音樂。其中USB通訊功能可以選用采用Philips公司的USB接口芯片PDIUSBD12。USB協(xié)議層的相關(guān)通訊協(xié)議通過(guò)PDIUSBD12來(lái)實(shí)現(xiàn)，它由硬件實(shí)現(xiàn)不需要固件的參與，采用中SPCE061Awindows系統(tǒng)配置、枚舉USBSPCE061A操作，其控制作用。其硬件如圖5所示。語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程首先要濾除輸入語(yǔ)音信號(hào)的噪音和進(jìn)行預(yù)加重處理，提升高頻分量，然后用線性預(yù)測(cè)系數(shù)等方法進(jìn)行頻譜分析，找出語(yǔ)音的特征參數(shù)作為未知模式，接著與預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)式進(jìn)行比較，當(dāng)輸入的未知模式與標(biāo)準(zhǔn)式的特征相一致時(shí)，便被機(jī)