C8051F單片機實(shí)驗系統設計
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2. 5 A／D和D／A模塊
C8051F020有一個(gè)片內12位ADC(ADCO)和一個(gè)8位ADC(ADCl)，通道輸入多路選擇開(kāi)關(guān)和可編程增益放大器。
ADC的電壓基準可以在模擬電源電壓(AV+)和一個(gè)外部VREF引腳之間選擇。A／D轉換有4種啟動(dòng)方式：軟件命令、定時(shí)器2溢出、定時(shí)器3溢出和外部信號輸入。這種靈活性允許用軟件事件、外部硬件信號或周期性的定時(shí)器溢出信號觸發(fā)轉換。轉換結束由一個(gè)狀態(tài)位指示，或者產(chǎn)生中斷(如果中斷被使能)。在轉換完成后，12位或8位轉換結果數據字被鎖存到兩個(gè)特殊功能寄存器中。這些數據字可以用軟件控制為左對齊或右對齊。
C805lF020內部有兩個(gè)片內12位電壓方式數／模轉換器(DAC)。每個(gè)DAC的輸出擺幅均為0 V到(VREF-1LSB)，對應的輸入碼范圍是Ox000到OxFFF。C8051F020的VREF引腳可以由內部電壓基準或一個(gè)外部源驅動(dòng)。如果使用內部電壓基準，為了使DAC輸出有效，該基準必須被使能。
本文設計了利用A／D和D／A模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的語(yǔ)音信號的存儲和回放，基本思想是將模擬語(yǔ)音信號經(jīng)過(guò)前置放大和濾波電路的處理，通過(guò)模數轉換器A／D轉換成數字信號，再通過(guò)單片機控制存儲在存儲器中，回放時(shí)，由單片機控制將數據從存儲器中讀出，然后通過(guò)數模轉換器D／A轉換成模擬信號，經(jīng)放大在揚聲器或耳機上輸出語(yǔ)音。音頻前置放大和濾波電路如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173130.htm
3 結束語(yǔ)
本開(kāi)發(fā)系統采用MCU+FPGA結構，單片機負責過(guò)程控制和數據處理，FPGA實(shí)現各種外設的接口，同時(shí)FPGA還可以為單片機提供存儲器和I／O口等資源。由于電路中具有數字部分和模擬部分，在PCB制板時(shí)特別注意抗干擾處理，例如加去耦電容、數字地和模擬地一點(diǎn)連接、數字電源和模擬電源隔離等措施。
需要注意的是，采樣后的數字語(yǔ)音信號由于數據量很大，為了節省存儲空間，可以采取相應的編碼技術(shù)去除冗余度，回放的語(yǔ)音質(zhì)量性噪比(RSN)較高。系統采用3．3 V供電單片機，功耗降低50％左右。通過(guò)配置內部寄存器和外部時(shí)鐘切換電路，可靈活配置系統時(shí)鐘。通過(guò)單片機內部交叉開(kāi)關(guān)的配置，設計者可以實(shí)現數字和模擬外設的引腳分配和器件的使能。經(jīng)過(guò)測試，各模塊均能夠達到設計要求，具有良好的可擴展性和穩定性，適合作為電子設計大賽和電子愛(ài)好者的開(kāi)發(fā)用板。
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