內(nèi)含CalmRISC的８位單片機S3CK215及其應(yīng)用

２．３ 運算放大器

Ｓ３ＣＫ２１５中有兩個運算放大器，ＭＩＣ放大器和濾波放大器，一個用于從輸入信號中濾除噪聲以提高信號的信噪比，另一個用于輸入信號的放大，以便進(jìn)行后續(xù)的信號處理。當(dāng)然這些放大器可以根據(jù)用戶需要自行定義它們的用途。實際上，該放大器模塊包括濾波放大器、ＭＩＣ放大器、放大器控制寄存器以及參考電壓產(chǎn)生器。

２．４ Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器

Ｓ３ＣＫ２１５內(nèi)部整合了１０－ｂｉｔ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Ａ／Ｄ）和９－ｂｉｔ數(shù)模轉(zhuǎn)換器Ｄ／Ａ。其中，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換過程需要５０個時鐘周期。模擬信號輸入端口是與Ｉ／Ｏ Ｐｏｒｔ２（８－ｂｉｔ Ｉ／Ｏ端口）復(fù)用的，通過Ｐｏｒｔ２的控制寄存器（Ｐ２ＣＯＮＨＰ２ＣＯＮＬ）可確定Ｐｏｒｔ２是否用于Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的模擬信號輸入，而通過Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器的控制寄存器（ＡＤＣＯＮ）可控制選擇器以確定Ｐｏｒｔ２的哪一位作為Ａ／Ｄ輸入端口。輸入信號的模擬電平值應(yīng)在ＡＶＲＥＦ和ＡＶＳＳ之間。

９－ｂｉｔ Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器的主體為Ｒ－２Ｒ陣列結(jié)構(gòu)，它由Ｒ－２Ｒ陣列結(jié)構(gòu)、Ｄ／Ａ控制寄存器、Ｄ／Ａ數(shù)據(jù)寄存器、Ｄ／Ａ輸出端口等組成。

３?。樱常茫耍玻保翟?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/校音器">校音器中的應(yīng)用

Ｓ３ＣＫ２１５單片機在校音器中的應(yīng)用電路如圖４所示。由圖可見，使用Ｓ３ＣＫ２１５只需要設(shè)計簡單的電路即可實現(xiàn)所需功能。首先通過ＭＩＣ采集聲音模擬信號，并使用片內(nèi)運算放大器進(jìn)行信號濾波和放大；接著通過Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器得到數(shù)字信號并對數(shù)字信號進(jìn)行處理以得到聲音信號的頻率信息，同時將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的音名音階及音分值，最后通過片內(nèi)ＬＣＤ控制驅(qū)動器將結(jié)果輸出到ＬＣＤ進(jìn)行顯示。

此電路設(shè)計充分利用了Ｓ３ＣＫ２１５提供的片內(nèi)特殊功能模塊，它可將以往需要在片外實現(xiàn)的信號放大及Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換移到片內(nèi)來實現(xiàn)，因而大大簡化了電路的設(shè)計，提高了系統(tǒng)集成度，降低了功耗，同時也使系統(tǒng)更加穩(wěn)定并利于維護(hù)。

圖５給出了該校音器的軟件設(shè)計流程圖。該軟件采用中斷來進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣因而大大簡化了程序設(shè)計。具體方法是在主程序初始化后，根據(jù)數(shù)據(jù)采樣率再設(shè)置定時器并由定時器產(chǎn)生內(nèi)部中斷，接著在中斷處理程序中讀取輸入端口以作為數(shù)據(jù)采樣值，并在獲得足夠的采樣點后，關(guān)閉中斷以返回主程序，然后由主程序進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的處理，最后將有效的處理結(jié)果在ＬＣＤ上顯示輸出。

４　結(jié)束語

筆者用Ｓ３ＣＫ２１５模擬器實現(xiàn)的校音器系統(tǒng)經(jīng)實際測試得到了比較好的效果。實際使用證明，基于Ｓ３ＣＫ２１５芯片實現(xiàn)的校音器，比同類產(chǎn)品更具有電路簡單、功耗小、成本低的特點，具有一定的實用開發(fā)價值。