电子计数器设计.doc

摘要
计数与人类生产、生活息息相关,在工业生产现场中,有很多地方需要对外部事件进行记数,而且在这种情况下其计数往往是一个随时间快速变化的变量。例如,对于在流水线上对产品进行计数以便包装。要在其操作的同时计算出个数,这就是电子计数器所要解决的问题。
以前对外部事件的计数通常采用人工计数。这种计数方式存在着工作强度大,精确度低,效率低等缺点,而且不能对快速变化的事件进行计数。而对于电子计数来说,快速性及精度要求是两个同等重要的指标,这两方面要综合考虑,同时兼顾。本系统成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。
本系统的设计电路以凌阳单片机SPCE061A作为控制器。主要由显示电路、功能控制电路和语音输出电路组成。采用硬件软件化的思想,大部分功能通过软件来实现,使电路简单明了,系统稳定性大大提高。
数字计数器设计
一、设计要求和目的
本次课程设计采用按键来产生计数信号,对按键次数进行计数,并将计数值用语音播报,同时将数值在。
要求: ,最大计数容量为99;
收到一个正脉冲(即有键按下),计数器自动加1;
3. 语音提示当前计数器的数值并同步显示语音播报显示的字符。
二、方案论证
方案一:
凌阳SPCE061A在设计方面提供了极大的方便,它的好处在于,功能较多,因为它不仅囊括了普通单片机的所有功能,更增加了许多新的功能,如: A/D、D/A转换, 语音等,另外又提供了便利的编程环境。更重要的是凌阳单片机接口较多,所需外部按键较少,因此可采用独立式键盘。同时ISPG12063YS2液晶显示器给我们提供了更大的发挥空间,看起来舒服自然,而且能增加显示的美观性与直观性。最重要的是提供了友好的人机界面。凌阳单片机61板具有强大的数据处理功能和语音特色,不需要外置仿真器以及烧录器、功耗低、编程方便、开发工具廉价等特点,这些给设计带来了很大的方便。
方案二:
采用89C51单片机实现,单片机软件编程自由度大,可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。但是89C51需外接模数转换器来满足数据采样。如果系统增加语音播放功能,还需外接语音芯片,对外围电路来说,比较复杂,且软件实现也较麻烦。另外,51单片机需要用仿真器来实现软硬件调试,较为繁琐。
综上所述:我采用方案一凌阳单片机SPCE061A作为此次系统设计的控制元件。
三、总体方案
1、工作原理:
利用单片机SPCE061A作为本系统的中控模块。当单片机的IOB3收到一个脉冲时,记数器将加1,在液晶显示屏上显示当前计数值,并语音提示当前计数值。为了能够实现重新计数,用单片机IOB2口接收到的脉冲来对计数器清零,同时也控制显示模块和语音模块一同工作。
2、电路原理图:
 
 
图一系统总原理图
3、ISPG12063YS2LCD显示电路
SPG12063YS2液晶自带驱动SPLC501的128x64的点阵LCDSPLC501是凌阳的一个LCD驱动由于把驱动做到了玻璃内部这使得外围电路非常简单编程也相当简单在实验箱上加入LCD模块将可完成大部分显示程式并可完成产品级开发工作这里画出的是SPG12063YS2与I/O口的接线电路用户可以选用安排好的I/O口也可以用排线自选I/O。可与CPU直接接口,提供8位并行及串行两种连接方式连接微处理器。配合1×8键盘可实现人机对话,能适时改变显示数值。
4、键盘输入模块
1×8键盘输入模块,系统设计的功能键采用中断方式输入,当有任一功能键按下时,即产生中断,CPU执行中断程序,读取键码并执行相应操作;没有键按下时,不占用CPU的运行时间,提高了CPU的运行效率。由于SPCE
061A有32个I/O口,所以显示模块可以直接接至I/O口,无须另外的硬件编码,简化了硬件设计。
5、语音模块
录音时,通过A/D转换器将语音信号转换成数字信号,编码后存入存储器中;放音时,将数据从存储器中取出并解码,然后经D/A转换变成语音信号输出。
①录音
SPCE061A的A/D转换器有8个通道,其中有1个通道是MIC-IN输入,它专门用于对语音信号进行采样。。语音信号经Mic转换成电信号,由隔直电容隔掉直流成分,然后输入至SPCE061A内部前置放大器。SPCE061A内部自动增益控制电路AGC能随时跟踪、监视前置放大器输出的音频信号电平,当输入信号增大时,AGC电路自动减小放大器的增益;当输入信号减小时,AGC电路自动增大放大器的增益,以便使进入A/D的信号保持在最佳电平,又可使削波减至最小。
A/D转换器对输入的音频信号进行8kHz采样,并按照凌阳音频编码格式进行编码,每秒将占用16kBits的存储器空间。系统扩展了一块容量为1Mbits的SRA