数字信号处理课程设计报告.docx

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数字信号处理课程设计报告

目录

1、课程设计名称

2、课程设计前期介绍（凌阳单片机）

1、源来

2、简介

3、优点

4、语音模块

3、课程设计内容及要求

4、课程设计原理

1、硬件设计

2、软件设计

5、主程序代码

6、调试

7、心得及体会

8、附录

1、原件清单

2、原理图

3、实物图

1、课程设计名称

基于凌阳16位单片机的定时报警器

2、课程设计前期介绍（凌阳单片机）

2.1源来

　　随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理数据处理以及数字信号处理，DSP（DigitalSignalProcessing）等领域。

凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。

2.2简介

　　它的CPU内核采用凌阳最新推出的MicrocontrollerandSignalProcessor16位微机处理器芯片，以下简称µ’nSP。

围绕micro;’nSP所形成的16位u’nSP系列单片机，以下简称µ’nSP家族。

采用的是模块式集成结构，它以µ’nSP内核为中心集成不同规模的ROMPAM和功能丰富的各种外设部件。

µ’nSP内核是一个通用的和结构。

除此之外的其它功能模块均为可选结构。

以及这种结构可大可小可有可无，借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可成为各种系列的派生产品，以适合不同场合，这样做无疑会使每种派生产品具有更强的功能和更低的成本。

µ’nSP家族有有以下特点：

体积小，集成度高，可靠性好易于扩展。

µ’nSP家族把各功能把各功能部件模块化地集成在一个芯片里。

内部采用总线结构，因为减少了各功能部件之间的连接，提高了其可靠性和抗干扰能力，另外，模块化的结构易于系列的扩展，以适应不同用户的需求。

具有较强的中断处理能力。

μ’nSPTM家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。

高性能价格比：

μ’nSPTM家族片内带有高寻址能力的ROM，静态RAM和多功能的I/O口，另外μ’nSPTM的指令系统提供出具有较高运算速度的16位，16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用添加了DSP功能，使得μ’nSPTM家族运用在复杂的数字信号处理方面既很便利又比专用的DSP芯片廉价。

2.3优点

　　功能强、效率高的指令系统：

μ’nSPTM的指令系统的指令格式紧凑，执行迅速，并且其指令结构提供了对高级语言的支持，这可以大大缩短产品的开发时间。

低功耗、低电压：

μ’nSPTM家族采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式，空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗，另外，μ’nSPTM家族的工作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，且能用电池供电，这对于其在野外作业等领域中的应用具有特殊的意义。

2.4语音模块

支持语音识别，语音产生。

　　凌阳单片机的语音识别模块自带语音的API函数，其中包括A2000格式和S480格式自动播放及手动播放的播放函数，S240、MS01格式自动播放的播放函数、DVR格式的语音录放函数和语音识别函数，让凌阳单片机不但可以作为普通的单片机开发系统，而且还可以作为一个语音系统进行语音播放、语音录放和语音识别，大大降低了凌阳单片机的开发难度，并增强了凌阳单片机的使用领域和功能。

三、课程设计内容及要求

所谓的定时报警器，就是调节时间，进行倒计时，时间到时，播放报警语音。

此次设计，是需要通过3个按键实行时间调整以及开启倒计时。

其中一个为复选键，即第一个键按下第一次，可以调节分的数字，第二下，可以调节秒数，第三下时，开启定时器，进行倒计时。

而第二个键以及第三个键则分别调整加以及减。

由于本次采用的是4位数码管，并经过程序设计，最大定时为一个小时。

四、课程设计原理

4.1硬件设计

本次试验采用4位共阴数码管，以及三个点触开关。

数码管：

4位一体数码管，其内部段已连接好，引脚如图所示（正面朝自己，小数点在下方）。

a、b、c、d、e、f、g、dP为段引脚，1、2、3、4分别表示四个数码管的位。

1af23b

　　。

。

。

。

。

。

　　。

。

。

。

。

。

　　eddpcg4

即：

12-9-8-6为公共端，A-11B-7C-4D-2E-1F-10G-5DP-3

**4位数码管区分共阴阳极的方法

　　首先数码管有共阴极和共阳极之分，区别他们的方法是若公共端接地，其他端接电源，若各段测试能亮，说明是共阴的，反之共阳的；若公共端接电源，其他端分别接的，测得各端亮，则说明是共阳的，反之为共阴的。

世面上的四位一体的数码管一般都没有datasheet，所以掌握他们管脚的分布是很重要的一个环节。

点触开关：

这里采用点触开关，就犹如电子手表调节时间按键，触发一次，数字相应的变换一次。

我将点触开关连接在了IOA15~IOA13，初始化时，将IOA15~IOA13给了高电平，在硬件连接时，三个开关的一端接在一起，引出一个端口接在单片机的-端口,将开关按下，对应的IO端口得到低电平，软件中的键扫描程序将作出相应的反应。

4.2软件设计

软件设计时，主要是两个部分。

一是时间通过定时器倒计时，二是按键调节时间。

相对来讲，前者较简单，先完成前面部分，再逐一完善整个程序。

模块一：

时间

首先计算共阴极数码管0~9的代码为：

0x003f,0x0006,0x005b,0x004f,0x0066,0x006d,0x007d,0x0007,0x007f,0x006f

进行单片机中IOA,IOB中32个接口的初始化，我设计的试验中，将IOA低八位作为数码管段选端，IOA高三位作为3个点触开关信号的输入端，IOB低四位作为四位数码管的位选端。

根据相应的需要设置为高、低电平。

这里开timerA，采用8192Hz作为时间脉冲，初值可计算，为fccch，以及中断源的初始化：

*P_TimerA_Ctrl=C_SourceA_8192Hz+C_SourceB_1;//设置定时器TimerA：

8192Hz

*P_TimerA_Data=0xfccc;//计数初值，定时时间为0.1s

*P_INT_Ctrl=C_IRQ1_TMA;

开始主程序，我们需要在程序中设置全局变量fent，fen，sect，sec分别代表数码管的1~4位。

并在主程序中设置初值，比如sec=sect=fent=0，fen=1（定时一分钟）。

时间显示会逐一变化，是因为中断中，定时器A将开始计时，并以8192Hz的频率，进行访问，当fccc减至0时，0.1s时间到，我们需要在main.c中设一个中断函数，即：

voidIRQ1（void）__attribute__（（ISR））;//中断函数

voidIRQ1（void）

{

temp++;

*P_INT_Clear=C_IRQ1_TMA;//清除中断标志控制单元

}

每0.1s，temp++，当temp为10时，即为1s时间，即可在程序中作出相应响应。

模块二：

按键

按键扫描是一个比较麻烦的问题，由于程序运行周期很快，按键的时间相对来讲，显得很慢，每当按下键，程序可能已经运行了几十遍甚至上百遍。

也就是数字会变化很快，不能达到预想目的，也就是，按一下第二个键，分钟或秒钟就加1，按第三个键，相应的减1。

所以程序中需要一个延时函数，即：

voiddelay（z）//延时函数

{

intx,y;

for（x=z;x>0;x--）

for（y=10;y>0;y--）;

*P_WatchDog_Clear=0x0001;

而第一个键作为复选键，需要在实行它的功能时做相应的条件，比如第三下开启定时器，也就是打开中断：

__asm（"INTIRQ"）;//安装定时,开放IRQ的总中断允许位，但FIQ中断仍禁止

i==0；

而时间变化的逻辑顺序，参考主程序源代码。

模块三：

报警功能的实现

首先是找到相应的音频文件，我实在酷狗中寻找的盗车报警器，然后用酷狗的铃声制作中将其转化为.wav格式，再用凌阳单片机的格式转化工具，这里采用s480，所以转化为.48k格式，并将其复制到你所建立的工程文件夹中，具体实现自动语音播放请参照《16位单片机原理及应用》彭宣戈主编第十章。

课本采用的是A2000，步骤都是一样的。

5、主程序代码

#include"SPCE061V004.h"

#include"hardware.h"

#include"s480.h"

#defineP_WatchDog_Clear（volatileunsignedint*）0x7012

#defineKEY_ALL0xff00//使用IOA8~IOA15作为键盘输入口

staticintb[10]={0x003f,0x0006,0x005b,0x004f,0x0066,0x006d,0x007d,0x0007,0x007f,0x006f};//共阴

inttemp,fent,fen,sec,sect,i;

intGetKey（void）;

voidplay（）;

voiddisplay（intfent,intfen,intsect,intsec）;

voiddelay（intz）;

voidkeyscan（void）;

main（）

{

*P_IOA_Attrib=0x00ff;//设置A口低8位为同向低输出，高8位为同向上拉输入bw

*P_IOA_Dir=0x00ff;

*P_IOA_Data=0xff00;

*P_IOB_Attrib=0x00ff;//初始化IB0~IB3，控制数码管的位选

*P_IOB_Dir=0x00ff;

*P_IOB_Data=0x0000;

*P_TimerA_Ctrl=C_SourceA_8192Hz+C_SourceB_1;//设置定时器TimerA：

8192Hz

*P_TimerA_Data=0xfccc;//计数初值，定时时间为0.1s

*P_INT_Ctrl=C_IRQ1_TMA;

fent=fen=sec=sec=temp=i=0;

while

（1）

{

delay（10）;

if（GetKey（）==0x8000）//IOA15复选键

{

delay（500）;

if（i==3）

{

__asm（"INTIRQ"）;//安装定时,开放IRQ的总中断允许位，但FIQ中断仍禁止

i==0;

}

i++;

}

if（GetKey（）==0x4000）//IOA14加法键

{

delay（500）;

if（i==1）

{

fen++;

if（fen==10）

{

fent++;

if（fent==6）

fent=0;

fen=0;

}

}

elseif（i==2）

{

sec++;

if（sec==10）

{

sect++;

if（sect==6）

{

sect=sec=0;

}

sec=0;

}

}

}

if（GetKey（）==0x2000）//IOA12

{

delay（500）;

if（i==1）

{

fen--;

if（fen<0）

{

fent--;

if（fent<0）

{

fent=5;

fen=9;

}

fen=9;

}

}

elseif（i==2）

{

sec--;

if（sec<0）

{

sect--;

if（sect<0）

{

sect=5;

sec=9;

}

sec=9;

}

}

}

if（temp==10）

{

sec--;

if（sec<0）

{

sec=9;

sect--;

if（sect<0）

{

sect=5;

fen--;

if（fen<0）

{

fen=9;

fent--;

if（sec==sect==fen==fent==0）

{

sec=sect=fen=fent=0;

play（）;

}

}

}

}

temp=0;

fent=0;

}

display（fent,fen,sect,sec）;//显示四位数值

*P_WatchDog_Clear=0x0001;

}

}

voiddisplay（fent,fen,sect,sec）//数码管的位选，片选状态

{

*P_IOA_Data=b[fent];

*P_IOB_Data=0xfffe;//IOB0选中

delay（5）;

*P_IOA_Data=b[fen]+0x0080;//IOB1选中的小数点点亮

*P_IOB_Data=0xfffd;//IOB1选中

delay（5）;

*P_IOA_Data=b[sect];

*P_IOB_Data=0xfffb;//IOB2选中

delay（5）;

*P_IOA_Data=b[sec];

*P_IOB_Data=0xfff7;//IOB3选中

delay（5）;

}

voiddelay（z）//延时函数

{

intx,y;

for（x=z;x>0;x--）

for（y=10;y>0;y--）;

*P_WatchDog_Clear=0x0001;

}

#include"SPCE061V004.h"

voidIRQ1（void）__attribute__（（ISR））;//中断函数

voidIRQ1（void）

{

temp++;

*P_INT_Clear=C_IRQ1_TMA;//清除中断标志控制单元

}

intGetKey（void）//按键扫描

{

unsignedintKeyvalue;//Keyvalue

unsignedinti=0;

unsignedintk=0;

*P_IOA_Dir&=~KEY_ALL;//初始化IOA的相t应端为上拉输入

*P_IOA_Attrib&=~KEY_ALL;

*P_IOA_Buffer|=KEY_ALL;

//等待有键按下，即有端口变为零

i=（*P_IOA_Data&KEY_ALL）^KEY_ALL;//获取按键值

delay

（1）;//停顿片刻，判断是否为干扰

k=（*P_IOA_Data&KEY_ALL）^KEY_ALL;//再获取一次

if（i==k）//如果两次相同，输出该值

Keyvalue=k;

else

Keyvalue=0;

returnKeyvalue;

*P_WatchDog_Clear=C_WDTCLR;

}

voidplay（）

{

SACM_S480_Initial

（1）;//自动方式播放初始化

SACM_S480_Play（0,3,3）;

while（（SACM_S480_Status（））&0x0001）

{

SACM_S480_ServiceLoop（）;

*P_WatchDog_Clear=0x0001;

}

}

6、调试

调试期间，硬件是没有问题的，12个管脚中，4个位选，8个段选，虽然数码管不是按一定的顺序引出的管脚，但在万能版上可以走线。

而最容易出现的问题，就是时间变化的逻辑关系，我在调试的时候，首先调试的是按键功能，按键的键扫描，本来安装软件中，是含有key.asm，是一个键扫描的子程序，并且61开发板中含有key1,key2,key3三个键的，由于刚开始的时候不知道它对应的端口在哪，也就在万能版中自己焊接了三个点触开关。

数码管显示，是直接给相应的段低电平，可以显示出想要的结果。

播放语句，是调试最久的一个模块，虽然之前做过自动播放的试验，可这次却各种调试都有问题，喇叭有电流，可就是不播放音乐，甚至想直接用蜂鸣器代替是，和同学一起努力下，发现了问题，播放音乐程序中没有相应的判断播放问题，只是在中断之前就已经播放，没有考虑到播放后程序的运行，致使语音指挥脉冲信号。

7、心得及体会

1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理，和数码管的选择。

这个课程设计硬件部分总共使用了一块四位共阴数码管，三个点触开关

2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。

3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。

而且还可以记住很多东西。

比如一些中断，IO口，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对整个61开发板映象深刻。

认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。

所以这个期末测试之前的课程设计对我们的作用是非常大的。

4、在制作硬件部分时，发现细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。

5、在画好原理图后的做硬件时，由于61开发板的各个端口地址的不熟悉，导致各个端口的初始化，增加了布线难度，也产生很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利。

6、经过一个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。

在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。

从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。

劳动是人类生存生活永恒不变的话题。

通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。

我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一次自我挑战，和同学一起的做可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这一个礼拜的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说，确实很累，但当我看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋;正所谓“三百六十行，行行出状元”。

我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好?

我们不断的反问自己。

也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。

社会需要我们，我们也可以为社会而工作。

既然如此，那还有什么必要失落呢?

于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师和同学的辛勤指导下，终于游逆而解。

同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识。

7、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。