位单片机及语音嵌入式系统

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1、16位单片机及语音嵌入式系统赵定远马洪江主编1第1章SPCE061A单片机简介2一、’nSP™家族的模块式结构3体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展具有较强的中断处理能力高性能价格比功能强、效率高的指令系统二、’nSP™家族的特点4性能三、SPCE061A简介16位’nSP™微处理器；工作电压：VDD为2.6-3.6V(cpu),VDDH为VDD-5.5V(I/O)CPU时钟：0.32MHz-49.152MHz；内置2K字SRAM；内置32K字FLASH；可编程音频处理；晶体振荡器；系统处于备用状态下(时钟处于停止

2、状态)，耗电小于2A/3.6V；52个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数-模转换)输出通道；32位通用可编程输入/输出端口；14个中断源可来自定时器A/B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；具备触键唤醒的功能；使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据；锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；性能632768Hz实时时钟；7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器；声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC

3、)功能；具备串行设备接口；具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能；内置在线仿真电路ICE（In-CircuitEmulator）接口；具有保密能力；具有WatchDog功能（由具体型号决定）。性能7四、SPCE061A简介的结构8芯片引脚排列9SPCE061A实物图1.2SPCE061A简介10SPCE061A最小系统的构成11五、SPCE061A开发方法通过在线调试器PROBE实现。它既是一个编程器（即程序烧写器），又是一个实时在线调试器。PROBE工作于凌阳IDE集成开发环境软件包下，其5芯的仿真头直

4、接连接到目标电路板上SPCE061A相应管脚，直接在目标电路板上的CPU---SPCE061A调试、运行用户编制的程序。PROBE的另一头是标准25针打印机接口，直接连接到计算机打印口与上位机通讯，在计算机IDE集成开发环境软件包下，完成在线调试功能。12计算机、PROBE、用户目标板连接图13计算机、PROBE、用户目标板连接实物图14本章内容结束15第2章SPCE061A单片机硬件结构162.1’nSP的核心结构172.1.1ALU算术逻辑运算单元16位算术逻辑运算μ’nSP™提供了基本算术运算与逻辑操作指令，加法

5、、减法、比较、补码、异或、或、与、测试、写入、读出等16位算术逻辑运算及数据传送操作。182.1.1ALU算术逻辑运算单元结合算术逻辑的16位移位运算包括：算术右移ASR、逻辑左移LSL、逻辑右移LSR、旋转左移ROL及旋转右移ROR。μ’nSP™的移位指令是复合式指令，一个指令会同时完成移位和算术逻辑运算。程序设计者可利用这些复合式的指令，撰写更精简的程序代码，进而增加程序代码密集度(CodeDensity)。192.1.1ALU算术逻辑运算单元16位16位的乘法运算和内积(乘加)运算高速的16位16位乘法运算指令

6、MUL和16位内积运算指令MULS。可以用于有符号数相乘(signedsigned)或无符号数与有符号数相乘(unsignedsigned)的运算。MUL指令只需花费12个时钟周期，MULS指令花费10n+6个时钟周期，其中n为乘加的项数。例如：“MR=[R2]*[R1]，4”表示求4项乘积的和，MULS指令只需花费46（10×4+6=46）个时钟周期。这两条指令大大的提升了μ’nSP™的数字信号处理能力。202.1.2寄存器组共有8个16位寄存器分为通用寄存器和专用寄存器两大类通用寄存器包括：R1~R4，作为算术逻

7、辑运算的来源及目标寄存器专用寄存器包括:SP、BP、SR、PC，是与CPU特定用途相关的寄存器212.1.2寄存器组通用寄存器R1~R4(General-purposeregisters)可用于数据运算或传送的来源及目标寄存器。寄存器R4、R3配对使用，还可组成一个32位的乘法结果寄存器MR；R4为MR的高字符组，R3为MR的低字符组，用于存放乘法运算或内积运算结果222.1.2寄存器组堆栈指针寄存器SP(StackPointer)SP用来记录堆栈地址，指向堆栈顶端。堆栈是一个先进后出的内存结构，μ’nSP™的堆栈结构由

8、高地址往低地址方向储存。CPU执行push、子程序调用call及进入中断服务子程序(ISR，InterruptServiceRoutine)时，会在堆栈里储存寄存器内容，这时SP会递减以反映堆栈用量的增加。当CPU执行pop、子程序返回ret及从ISR返回reti时，SP会递增以反映堆栈用量的减少。μ’nSP™堆栈的