语音信号及单片机处理概述

1、第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第1页1.1 1.1 音频和语音处理音频和语音处理1.2 1.2 国外语音处理技术概况国外语音处理技术概况1.3 1.3 我国语音处理技术的发展我国语音处理技术的发展1.4 1.4 语音处理技术的发展趋势语音处理技术的发展趋势1.5 1.5 嵌入式语音处理技术嵌入式语音处理技术1.6 1.6 单片机的历史及发展单片机的历史及发展1.7 1.7 凌阳单片机简介凌阳单片机简介第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第2页1.1 1.1 音频和语音处理音频和语音处理 音频是指频率在音频是指频率在20Hz20Hz20kHz20kHz的声音信号，分为：

2、波的声音信号，分为：波形声音、语音和音乐三种，其中波形声音就是自然界中所形声音、语音和音乐三种，其中波形声音就是自然界中所有的声音，是声音数字化的基础。有的声音，是声音数字化的基础。 语音也可以表示为波形声音，但波形声音表示不出语语音也可以表示为波形声音，但波形声音表示不出语言、语音学的内涵。语音是对讲话声音的一次抽象，是语言、语音学的内涵。语音是对讲话声音的一次抽象，是语言的载体，是人类社会特有的一种信息系统，是社会交际言的载体，是人类社会特有的一种信息系统，是社会交际工具的符号。工具的符号。 音乐与语音相比更规范一些，是符号化了的声音。但音乐与语音相比更规范一些，是符号化了的声音。但音乐不

3、能对所有的声音进行符号化。乐谱是符号化声音的音乐不能对所有的声音进行符号化。乐谱是符号化声音的符号组，表示比单个符号更复杂的声音信息内容。符号组，表示比单个符号更复杂的声音信息内容。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第3页 语音是语言最本质、最自然、最直接的表现形式或载语音是语言最本质、最自然、最直接的表现形式或载体，其表现形式为声波体，其表现形式为声波一种由空气分子振动而形成的一种由空气分子振动而形成的机械波。机械波。 语音学是研究人类语音的产生、传播及感知等过程机语音学是研究人类语音的产生、传播及感知等过程机理的学科，包括发音语音学、声学语音学和听觉语音学理的学科，包括发音语

4、音学、声学语音学和听觉语音学3 3个分支。个分支。 发音语音学研究发音器官在发音过程中的运动和语音发音语音学研究发音器官在发音过程中的运动和语音的音位特性；声学语音学研究语音的物理属性的音位特性；声学语音学研究语音的物理属性( (语音声波语音声波的振幅、频率和频谱特性等的振幅、频率和频谱特性等) )；听觉语音学研究听觉和语；听觉语音学研究听觉和语音感知。音感知。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第4页 数字信号处理是一门通过计算机或其他专用设备，对数字信号处理是一门通过计算机或其他专用设备，对离散信号用数字方式进行增强、压缩、滤波、变换及识别离散信号用数字方式进行增强、压缩、滤波

5、、变换及识别等处理的新兴学科。等处理的新兴学科。 语音学和数字信号处理的交叉结合便形成了语音信号语音学和数字信号处理的交叉结合便形成了语音信号处理。语音信号处理处理。语音信号处理( (简称语音处理技术或语音技术简称语音处理技术或语音技术) )是建是建立在语音学和数字信号处理基础之上的，对语音信号模型立在语音学和数字信号处理基础之上的，对语音信号模型进行分析、存储进行分析、存储( (编码编码) )、传输、识别和合成等方面研究的、传输、识别和合成等方面研究的一门综合性学科。它包括语音编码、语音识别、说话人识一门综合性学科。它包括语音编码、语音识别、说话人识别和语音合成四大学科分支，并由此形成了语音

6、分析技术、别和语音合成四大学科分支，并由此形成了语音分析技术、语音存储语音存储( (编码编码) )技术、语音识别技术和语音合成技术四大技术、语音识别技术和语音合成技术四大实用技术。实用技术。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第5页1.21.2国外语音处理技术概况国外语音处理技术概况 自自18761876年年BellBell发明了采用声电转换技术实现远距离语音发明了采用声电转换技术实现远距离语音通信的电话开始，语音处理技术的发展大致经历了以下几通信的电话开始，语音处理技术的发展大致经历了以下几个阶段。个阶段。 1 1、萌芽阶段、萌芽阶段 在这一阶段在这一阶段( (上世纪上世纪303

7、0年代至年代至5050年代年代) )，人们对语音处理的，人们对语音处理的研究主要是根据语音学知识，提取若干特征参数，并利用研究主要是根据语音学知识，提取若干特征参数，并利用这些参数制作成模拟电路来模仿人的发音过程，实现简单这些参数制作成模拟电路来模仿人的发音过程，实现简单的语音处理功能。的语音处理功能。 2 2、发展阶段、发展阶段 19601960年代至年代至19801980年代初，随着集成电路技术和计算机技术年代初，随着集成电路技术和计算机技术的发展，语音处理的理论和技术亦日趋完善和成熟。的发展，语音处理的理论和技术亦日趋完善和成熟。第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第6页3 3

8、、实用阶段、实用阶段 19801980年代至今，随着遵循摩尔定律的超大规模集成电年代至今，随着遵循摩尔定律的超大规模集成电路技术的迅速发展，路技术的迅速发展，PCPC机的触角深入到千家万户，极大机的触角深入到千家万户，极大地促进了计算机技术和人工智能技术的迅猛发展，使人类地促进了计算机技术和人工智能技术的迅猛发展，使人类社会进入到数字信息时代。社会进入到数字信息时代。 鉴于语音识别产品的鲁棒性较差，对语音处理技术的鉴于语音识别产品的鲁棒性较差，对语音处理技术的研究将更加深入。美国研究将更加深入。美国DARPADARPA战略计算计划局提出研究战略计算计划局提出研究口语系统口语系统(spoken

9、language system)(spoken language system)。该系统要求把语音识别。该系统要求把语音识别与自然语言理解结合起来，即让计算机像人一样具有语言与自然语言理解结合起来，即让计算机像人一样具有语言理解能力，而不须过多地在孤立词识别上下功夫，从而形理解能力，而不须过多地在孤立词识别上下功夫，从而形成了新一代语音识别系统。成了新一代语音识别系统。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第7页1.3 1.3 我国语音处理技术的发展我国语音处理技术的发展 我国对语音处理技术的研究起步要晚一些，我国对语音处理技术的研究起步要晚一些，19801980年前只年前只有中科院

10、声学所、清华大学计算机系等单位从事语音识别有中科院声学所、清华大学计算机系等单位从事语音识别的研究工作。经过的研究工作。经过2020多年的努力，我国在语音处理领域取多年的努力，我国在语音处理领域取得了显著进步。得了显著进步。 1 1、汉语听写机方面、汉语听写机方面 2 2、汉语语音识别方面、汉语语音识别方面 3 3、汉语语音合成方面、汉语语音合成方面 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第8页1.4 1.4 语音处理技术的发展趋势语音处理技术的发展趋势 语音存储技术的核心是语音编码技术。语音编码的研语音存储技术的核心是语音编码技术。语音编码的研究始于究始于19391939年年Dudl

11、eyDudley的创造性发明的创造性发明声码器。声码器。 直至直至19701970年代中期，除年代中期，除PCM(PCM(脉冲编码调制脉冲编码调制) )和和ADPCM(ADPCM(自适应差分脉冲编码调制自适应差分脉冲编码调制) )已取得较大进展之外，已取得较大进展之外，中低比特率语音编码一直没有实质性的突破。中低比特率语音编码一直没有实质性的突破。 1980 1980年美国政府公布了一种年美国政府公布了一种2.4 Kb2.4 Kbs s的线性预测编码的线性预测编码标准算法标准算法LPCLPC一一1010以后，在普通电话带宽信道中传输数字以后，在普通电话带宽信道中传输数字电话的愿望终于变成现实。

12、电话的愿望终于变成现实。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第9页 除除PCMPCM，ADPCMADPCM，AM(AM(增量调制增量调制) )，LPC(LPC(线性预测编码线性预测编码) )，MELPC(MELPC(多脉冲激励线性预测编码多脉冲激励线性预测编码) )等声码器之外，美国等声码器之外，美国于于19881988年又公布了一个年又公布了一个4.8 Kb4.8 Kbs s的的CELP(CELP(码激励线性预测码激励线性预测编码编码) )语音编码标准算法，欧洲也推出了一个语音编码标准算法，欧洲也推出了一个16 Kb16 Kbs s的的规则脉冲激励规则脉冲激励(RELP)(REL

13、P)线性预测编码算法，其语音质量都能线性预测编码算法，其语音质量都能达到高音质，而不再像单脉冲达到高音质，而不再像单脉冲LPCLPC声码器的输出语音那样声码器的输出语音那样不为人们所接受。不为人们所接受。 近几年又出现了更好的编码算法近几年又出现了更好的编码算法多带激励声码器多带激励声码器(MBU)(MBU)，它可以在，它可以在2.4 Kb2.4 Kbs s的速率下提供较高质量的语音。的速率下提供较高质量的语音。 语音合成技术的研究已有语音合成技术的研究已有200200多年的历史，但是真正有多年的历史，但是真正有实用意义的近代语音合成技术是随着计算机技术和数字信实用意义的近代语音合成技术是随着

14、计算机技术和数字信号处理技术的发展而发展起来的，它主要是使计算机能够号处理技术的发展而发展起来的，它主要是使计算机能够产生高清晰度和高自然度的连续语音。产生高清晰度和高自然度的连续语音。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第10页1.51.5嵌入式语音处理技术嵌入式语音处理技术 嵌入式语音处理技术得到广泛应用的是语音编码技术。嵌入式语音处理技术得到广泛应用的是语音编码技术。语音编码技术促进了移动通信的发展，同时也被广泛用于语音编码技术促进了移动通信的发展，同时也被广泛用于语音复读机中。而语音识别的嵌入式应用一直是人们研究语音复读机中。而语音识别的嵌入式应用一直是人们研究的热点。的热

15、点。 根据语音识别性能及识别算法的不同，语音识别专用根据语音识别性能及识别算法的不同，语音识别专用芯片大致有以下几种类型：芯片大致有以下几种类型： （1 1）由多带通滤波器及线性匹配电路构成的专用）由多带通滤波器及线性匹配电路构成的专用ICIC。 （2 2）由单片机）由单片机(MCU)(MCU)组成的语音识别专用组成的语音识别专用ICIC。 （3 3）由数字信号处理器）由数字信号处理器DSPDSP组成的语音识别系统。组成的语音识别系统。 （4 4）由人工神经网络构成的语音识别专用芯片。）由人工神经网络构成的语音识别专用芯片。 （5 5）语音识别系统级芯片）语音识别系统级芯片SOC(System

16、 on Circuit)SOC(System on Circuit)。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第11页语音识别芯片的算法特点如下：语音识别芯片的算法特点如下：语音信号输入后首先经过滤波器，去除干扰及可能造成语音信号输入后首先经过滤波器，去除干扰及可能造成混淆的成分，然后由前端处理模块提取语音识别所需的特混淆的成分，然后由前端处理模块提取语音识别所需的特征参数。目前语音识别所用的特征参数主要有两种类型：征参数。目前语音识别所用的特征参数主要有两种类型：线性预测倒谱系数线性预测倒谱系数(LPCC)(LPCC)和和MELMEL频标倒谱系数频标倒谱系数(MFCC)(MFCC)。

17、 LPCCLPCC系数主要是模拟人的发声模型，未考虑人耳的听系数主要是模拟人的发声模型，未考虑人耳的听觉特性。它对元音有较好的描述能力，而对辅音描述能力觉特性。它对元音有较好的描述能力，而对辅音描述能力及抗噪性能比较差。其优点为计算量小，易于实现。及抗噪性能比较差。其优点为计算量小，易于实现。 MFCCMFCC系数则考虑到了人耳的听觉特性，具有较好的识系数则考虑到了人耳的听觉特性，具有较好的识别性能。由于它需要进行快速傅里叶变换，将语音信号由别性能。由于它需要进行快速傅里叶变换，将语音信号由时域变换到频域上处理，因此其计算量大且计算精度要求时域变换到频域上处理，因此其计算量大且计算精度要求高，

18、必须在高，必须在DSPDSP上完成。上完成。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第12页 语音识别模块的作用是将输入信号的特征与模板库中语音识别模块的作用是将输入信号的特征与模板库中已训练好的语音模板进行比较识别，找到最好的识别结果。已训练好的语音模板进行比较识别，找到最好的识别结果。现在应用较为广泛的语音识别的算法主要有以下几种：动现在应用较为广泛的语音识别的算法主要有以下几种：动态时间规整、离散隐马尔可夫模型、连续隐马尔可夫模型、态时间规整、离散隐马尔可夫模型、连续隐马尔可夫模型、人工神经网。人工神经网。 语音识别专用芯片的运算处理器是一颗低功耗、低价语音识别专用芯片的运算处理

19、器是一颗低功耗、低价位的智能芯片。与位的智能芯片。与PCPC机的语音识别系统相比，其运算速机的语音识别系统相比，其运算速度、存储容量都非常有限，由专用芯片实现的语音识别系度、存储容量都非常有限，由专用芯片实现的语音识别系统有如下几个特点：统有如下几个特点：（1 1）多为中、小词汇量的语音识别系统，即只能够识别）多为中、小词汇量的语音识别系统，即只能够识别1010100100条词条。条词条。（2 2）一般仅限于特定人语音识别的实现，即需要让使用）一般仅限于特定人语音识别的实现，即需要让使用者对所识别的词条先进行学习或训练。这一类识别功能对者对所识别的词条先进行学习或训练。这一类识别功能对语种、方

20、言和词条没有限制。语种、方言和词条没有限制。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第13页 （3 3）由此芯片组成一个完整的语音识别系统。除语音）由此芯片组成一个完整的语音识别系统。除语音识别功能外，为了有一个友好的人机界面和对识别正确与识别功能外，为了有一个友好的人机界面和对识别正确与否的验证，该系统还必须具备语音提示否的验证，该系统还必须具备语音提示( (语音合成语音合成) )及语音及语音回放回放( (语音编解码记录语音编解码记录) )功能。功能。 （4 4）多为实时系统，即当用户说完待识别的词条后，）多为实时系统，即当用户说完待识别的词条后，系统立即完成识别功能并有所回应。这就

21、对电路的运算速系统立即完成识别功能并有所回应。这就对电路的运算速度有较高的要求。度有较高的要求。 （5 5）除了要求有尽可能好的识别性能外，还要求具有）除了要求有尽可能好的识别性能外，还要求具有体积尽可能小、可靠性高、耗电省、价钱低等。体积尽可能小、可靠性高、耗电省、价钱低等。 下面是几种典型的语音识别专用芯片：下面是几种典型的语音识别专用芯片： 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第14页 （1 1）RSCRSC一一364364是美国是美国Sensory Integrated CircuitSensory Integrated Circuit公司公司20002000年年开发生产的消

22、费类电子产品的低价位语音识别专用芯片。开发生产的消费类电子产品的低价位语音识别专用芯片。 （2 2）UniSpeeehSDA80D51UniSpeeehSDA80D51是德国是德国InfineonInfineon公司公司20002000年开年开始生产的高性能的语音专用芯片，能够满足立体声处理或始生产的高性能的语音专用芯片，能够满足立体声处理或者消除外界干扰等功能要求，例如在汽车上使用时，可以者消除外界干扰等功能要求，例如在汽车上使用时，可以消除发动机和轮胎转动产生的噪声干扰等。消除发动机和轮胎转动产生的噪声干扰等。（3 3）ISDSR3000ISDSR3000是一个嵌入式语音识别器件，是是一个

23、嵌入式语音识别器件，是ISDISD公公司开发的司开发的SimonSimon系列芯片的第一个。系列芯片的第一个。 （4 4）清华大学与华录集团合作，成功地研究开发了国内）清华大学与华录集团合作，成功地研究开发了国内的第一个具有自主知识产权的语音识别专用芯片，以的第一个具有自主知识产权的语音识别专用芯片，以8 8位位MCUMCU为核心，采用嵌入式芯片设计方法。为核心，采用嵌入式芯片设计方法。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第15页 1.6 1.6 单片机的历史及发展单片机的历史及发展 单片机是微机发展的一个分支，是为了适应控制系统微单片机是微机发展的一个分支，是为了适应控制系统微型

24、化、集成化的需要而产生和发展起来的。在普遍的意义型化、集成化的需要而产生和发展起来的。在普遍的意义上，在一个集成电路中集成了中央处理器（上，在一个集成电路中集成了中央处理器（CPUCPU）、存储）、存储器（器（RAMRAM、ROMROM、EPROMEPROM等）和输入输出接口（定时器等）和输入输出接口（定时器/ /计数器、并行口、串行口、计数器、并行口、串行口、ADAD转换器或脉冲宽度转换器转换器或脉冲宽度转换器PWMPWM等）的器件称为单片机。由于这样的一个集成芯片中等）的器件称为单片机。由于这样的一个集成芯片中具有了一个计算机的基本结构和功能，所以被称为单片计具有了一个计算机的基本结构和功

25、能，所以被称为单片计算机。算机。1.6.1 1.6.1 单片机的历史单片机的历史 单片机是伴随着集成电子技术和微处理器的发展而发展单片机是伴随着集成电子技术和微处理器的发展而发展的，并且由于单片机主要是在工业和其他领域的自动控制的，并且由于单片机主要是在工业和其他领域的自动控制中应用，其工艺、可靠性等要求都很高，也可以说是代表中应用，其工艺、可靠性等要求都很高，也可以说是代表了最先进的微机和集成电子技术的水平。了最先进的微机和集成电子技术的水平。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第16页单片机的发展可以分为四个阶段：单片机的发展可以分为四个阶段：第一阶段（第一阶段（1974197

26、419761976年）：微处理器开始使用，单片机在年）：微处理器开始使用，单片机在微处理器的基础上改进形成。集成度较低，功能较弱，为初微处理器的基础上改进形成。集成度较低，功能较弱，为初级形成阶段，需要外加接口电路等。级形成阶段，需要外加接口电路等。第二阶段（第二阶段（1976197617781778年）：单片机基本成型，基本上可以年）：单片机基本成型，基本上可以由单片机完成主要工作，性能较低，处理能力不强。如做键由单片机完成主要工作，性能较低，处理能力不强。如做键盘管理的盘管理的80488048等。等。第三阶段（第三阶段（1978197819821982年）：单片机性能已完善，基本上可年）：

27、单片机性能已完善，基本上可以独立完成一般的自动测量和控制工作，其性价比高，工作以独立完成一般的自动测量和控制工作，其性价比高，工作稳定。如稳定。如MCS-51MCS-51系列单片机。系列单片机。第四阶段（第四阶段（19821982现在）：单片机在不同方面的改进和提高，现在）：单片机在不同方面的改进和提高，如如1616位、位、3232位单片机，各类专用单片机、数字信号处理专用位单片机，各类专用单片机、数字信号处理专用单片机等。单片机等。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第17页1.6.2 1.6.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势从技术方面，单片机的发展主要有以下趋势：从技术方面

28、，单片机的发展主要有以下趋势：1. 1. 处理能力的提高处理能力的提高(1) (1) 能力的提高能力的提高(2) (2) 效率的提高效率的提高(3) (3) 速度的提高速度的提高2 2存储器的改进存储器的改进(1) (1) 加大存储容量加大存储容量(2) (2) 采用新型存储器采用新型存储器(3) (3) 程序加密程序加密第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第18页3 3接口的改进接口的改进（1 1）增加并行口的驱动能力）增加并行口的驱动能力（2 2）设置特殊功能）设置特殊功能（3 3）增加接口的编程控制能力）增加接口的编程控制能力4 4结构的简化结构的简化（1 1）采用串行总线结构

29、）采用串行总线结构（2 2）集成外围电路）集成外围电路5 5小体积、低功耗小体积、低功耗第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第19页1.7 1.7 凌阳单片机简介凌阳单片机简介 凌阳系列单片机主要有凌阳系列单片机主要有8 8位机和位机和1616位机两个系列。其中，位机两个系列。其中，8 8位机根据不同用途分别带有位机根据不同用途分别带有LCDLCD驱动或带有单通道、驱动或带有单通道、双通道或多通道发声功能，可适合制作各种款式的计算双通道或多通道发声功能，可适合制作各种款式的计算器、数据库、游戏机及各种档次的电子琴以及高级电子器、数据库、游戏机及各种档次的电子琴以及高级电子玩具等，也可

30、用于嵌入式计算机系统。玩具等，也可用于嵌入式计算机系统。 凌阳单片机以凌阳单片机以CPUCPU为内核的为内核的1616位单片机则适用面更广，位单片机则适用面更广，集成不同规模的集成不同规模的ROMROM、RAMRAM、ADCADC和和PWM(DAC)PWM(DAC)、并、并行串行接口等片内资源，如下图所示。行串行接口等片内资源，如下图所示。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第20页第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第21页 图中以图中以CPUCPU为内核，其它功能模块根据应用需要为可选为内核，其它功能模块根据应用需要为可选结构。这就使得单片机系统的规模可大可小，某些功

31、能结构。这就使得单片机系统的规模可大可小，某些功能模块在系统组成时可有可无。模块在系统组成时可有可无。 以为内核的以为内核的1616位单片机也有位单片机也有SPCExxxSPCExxx系列、系列、SPT660 xSPT660 x系系列、列、SPMC903SPMC903系列共系列共8 8种种ICIC型号的产品。这些产品既顺型号的产品。这些产品既顺应了单片机技术发展的趋势，又充分考虑到市场和用户应了单片机技术发展的趋势，又充分考虑到市场和用户的需求，具有集成度高、功能全、低功耗、低电压、可的需求，具有集成度高、功能全、低功耗、低电压、可靠性高且易于开发等特点。特别是某些特殊指令，添加靠性高且易于开

32、发等特点。特别是某些特殊指令，添加了了DSP(Digital Signal Processing)DSP(Digital Signal Processing)功能，且其指令结构提供功能，且其指令结构提供了对高级语言的支持。了对高级语言的支持。 这就使得单片机系统的规模可大可小，某些功能模块这就使得单片机系统的规模可大可小，某些功能模块在系统组成时可有可无。在系统组成时可有可无。图中以图中以CPUCPU为内核，其它功能模块根据应用需要为可选结为内核，其它功能模块根据应用需要为可选结构。构。第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第22页1.7.1 1.7.1 凌阳凌阳8 8位单片机位单片机

33、 目前凌阳目前凌阳8 8位单片机已有位单片机已有SPLSPL系列、系列、SPCSPC系列、系列、SPFSPF系列系列以及其它系列共以及其它系列共5050多种不同多种不同ICIC芯片型号的产品。芯片型号的产品。 凌阳凌阳8 8位单片机按位单片机按CPUCPU内核不同可分为两大族：一族以内核不同可分为两大族：一族以6502CPU6502CPU作为其内核，主要有作为其内核，主要有65N0265N02系列、系列、65R0265R02系列以系列以及及65S0265S02系列；另一族以凌阳系列；另一族以凌阳CPUCPU为其内核，主要有为其内核，主要有CPUl2CPUl2系列和系列和CPU8CPU8系列。表

34、系列。表1.11.1列出了凌阳列出了凌阳8 8位单片机系位单片机系列中列中CPUCPU内核、内核、ICIC芯片型号及其主要用途。芯片型号及其主要用途。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第23页表表1.1 1.1 凌阳的凌阳的8 8位单片机系列位单片机系列CPUCPU内核类型内核类型ICIC芯片型号芯片型号用途用途65N02(6502)65N02(6502)全套指令全套指令SPL61A,SPL130A,SPL191A,SPLB10A,SPDC256A,SPL61A,SPL130A,SPL191A,SPLB10A,SPDC256A,SPDC512A, SPDC512B, SPDC10

35、00A, SPDC1000BSPDC512A, SPDC512B, SPDC1000A, SPDC1000B计算机、数据库、游戏计算机、数据库、游戏机和嵌入式计算机系统机和嵌入式计算机系统等等65R02(650265R02(6502减指令系减指令系统统+ +部分扩展指令部分扩展指令) )SPF02A, SPF02A, SPL02C,SPL02D,SPL03B,SPL03C,SPL05A,SPL05SPL02C,SPL02D,SPL03B,SPL03C,SPL05A,SPL05B, SPL06A, SPL06B, SPL128A, SPLB20A, B, SPL06A, SPL06B, SPL1

36、28A, SPLB20A, SPLB20A1, SPLB21A, SPLB22A, SPLB20A1, SPLB21A, SPLB22A, SPLB23A,SPLB24A,SPLB25A, SPLB26A, SPLB23A,SPLB24A,SPLB25A, SPLB26A, SPLG01ASPLG01A电子琴计算器、数据库、电子琴计算器、数据库、游戏机和嵌入式计算机游戏机和嵌入式计算机系统等系统等65S02(650265S02(6502减指令系减指令系统统) )SPF06A1, SPF18A1, SPF20A, SPF30A1, SPF06A1, SPF18A1, SPF20A, SPF30A

37、1, SPF30B,SPL02ASPF30B,SPL02A各种档次的电子琴、玩各种档次的电子琴、玩具、计算器、数据库和具、计算器、数据库和游戏机等游戏机等凌阳凌阳CPU12,CPU8(6502CPU12,CPU8(6502减指令系统减指令系统+ +部分扩展部分扩展指令指令) )SPCxxx, SPCRxx, SPMCxx, SPFA64A, SPCxxx, SPCRxx, SPMCxx, SPFA64A, SPFA120A,SPL08A, SPL08A1, SPL081A, SPFA120A,SPL08A, SPL08A1, SPL081A, SPL10A, SPL15A,SPL15B, SP

38、L25B, SPL25C, SPL10A, SPL15A,SPL15B, SPL25B, SPL25C, SPL30A, SPL31A,SPL60A, SPL190ASPL30A, SPL31A,SPL60A, SPL190A各种档次的电子琴、高各种档次的电子琴、高级电子玩具、计算器、级电子玩具、计算器、数据库、游戏机和嵌入数据库、游戏机和嵌入式计算机系统等式计算机系统等第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第24页 SPL SPL系列基本上都带有系列基本上都带有LCDLCD驱动，而某些驱动，而某些SPLSPL系列还带系列还带有发声功能，可用来制作各种款式的计算器、数据库及有发声功能，

39、可用来制作各种款式的计算器、数据库及游戏机等；游戏机等；SPCSPC系列则是带有双声道发声功能的单片机，系列则是带有双声道发声功能的单片机，可用来制作各种高级电子玩具或电子宠物等；可用来制作各种高级电子玩具或电子宠物等；SPFSPF系列系列是带有多通道是带有多通道(4 (4通道、通道、8 8通道等通道等) )发声功能的单片机，可发声功能的单片机，可用来研制各种档次的电子琴类产品。用来研制各种档次的电子琴类产品。 1.7.2 1.7.2 凌阳凌阳1616位单片机位单片机1. 1. 概述概述 随着单片机功能集成的发展，其应用也逐渐地由单纯的随着单片机功能集成的发展，其应用也逐渐地由单纯的控制扩展为

40、控制处理、数据处理以及数字信号处理等领控制扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理等领域。凌阳域。凌阳1616位单片机就是为顺应这种发展需求而推出的。位单片机就是为顺应这种发展需求而推出的。 凌阳凌阳1616位单片机的内核围绕所形成的位单片机的内核围绕所形成的1616位系列单片机位系列单片机( (或或称为家族称为家族) )，它具有如下技术性能：，它具有如下技术性能： 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第25页 较宽的电源电压范围：较宽的电源电压范围：2 62 65.5 V5.5 V； 较宽的系统时钟频率范围：较宽的系统时钟频率范围：0.3750.37524.576 MHz24.57

41、6 MHz； 16 16位数据总线提高了工作速度；位数据总线提高了工作速度； 大容量的大容量的ROMROM及静态及静态RAMRAM； 红外通信接口；红外通信接口； RS-232 RS-232通用异步全双工串行接口；通用异步全双工串行接口； 10 10位位A AD D及及D DA A； 内置式带自动增益控制的扩音机输入通道内置式带自动增益控制的扩音机输入通道 32 768 Hz 32 768 Hz的实时时钟；的实时时钟； 低电压复位低电压监测系统。低电压复位低电压监测系统。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第26页 另外，凌阳另外，凌阳1616位单片机的某些系列还嵌入了位单片机的某

42、些系列还嵌入了LCDLCD控制驱控制驱动和双音多频发生器功能。表动和双音多频发生器功能。表1.21.2列出了列出了1616位单片机的位单片机的各主要系列、各主要系列、ICIC芯片型号及其各自的主要用途。芯片型号及其各自的主要用途。表表1.2 1.2 凌阳凌阳1616位单片机一览表位单片机一览表系列类型系列类型ICIC型号型号主要用途主要用途SPCExxxSPCExxxSPCE500A,SPCE060,SPCE061SPCE500A,SPCE060,SPCE061发声和语声识别发声和语声识别SPT660 xSPT660 xSPT6601,SPT6602SPT6601,SPT6602通信领域中带通

43、信领域中带LCDLCD驱动的来电识别驱动的来电识别SPMC903SPMC903处于研发阶段处于研发阶段一般控制领域及教学实验一般控制领域及教学实验第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第27页 （1 1）SPCExxxSPCExxx系列具有全双工异步通信的串行接口，可系列具有全双工异步通信的串行接口，可实现多机通信，方便地组成分布式控制系统；红外收发实现多机通信，方便地组成分布式控制系统；红外收发通信接口可用于近距离的双机通信或制作红外遥控装置：通信接口可用于近距离的双机通信或制作红外遥控装置：A AD D、D DA A转换接口可方便地用于各种数据的采集、转换接口可方便地用于各种数据的

44、采集、处理和控制输出；若把处理和控制输出；若把A AD D、D DA A转换接口与中的转换接口与中的DSPDSP运算功能配合使用，就可方便地实现语音识别功能，运算功能配合使用，就可方便地实现语音识别功能，从而使其可应用于语音识别领域。从而使其可应用于语音识别领域。 （2 2）SPT660 xSPT660 x系列所嵌入的双音频系列所嵌入的双音频(DTMF)(DTMF)发生器可实现发生器可实现电话拨号功能；内置的电话拨号功能；内置的LCDLCD控制器驱动器能实现最多控制器驱动器能实现最多224224点点(8COM(8COM* *28SEG)28SEG)的显示；同时的显示；同时SPT660 xSPT

45、660 x系列还内置系列还内置了具有了具有4 48 8级自动增益的级自动增益的ADCADC通道及可用于播放乐曲通道及可用于播放乐曲语音的语音的DACDAC通道，若将其与的通道，若将其与的DSPDSP运算功能配合使用，运算功能配合使用，就可方便地实现来电辨识和语音拨号。就可方便地实现来电辨识和语音拨号。 第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第28页 （3 3）SPMC903SPMC903系列是凌阳公司最新推出的，它是一种带系列是凌阳公司最新推出的，它是一种带多路多路A AD D转换且其转换且其ROMROM为闪存的微控制器，它与为闪存的微控制器，它与EPROMEPROM写入器配合使用，非

46、常适合于产品的研制、开写入器配合使用，非常适合于产品的研制、开发或教学实验等。发或教学实验等。2. 2. 单片机的组成原理及功能单片机的组成原理及功能从从SPCESPCE系列可看到单片机的基本结构，包括内核、存储器、系列可看到单片机的基本结构，包括内核、存储器、系统时钟以及系统维护功能等，而系统时钟以及系统维护功能等，而SPCE061SPCE061则是典型的则是典型的具备单片机的引脚功能及最小系统组成。具备单片机的引脚功能及最小系统组成。 SPCESPCE系列单片机是以为内核的第一个系列产品，也是应系列单片机是以为内核的第一个系列产品，也是应用最为典型的产品，包括用最为典型的产品，包括SPCE

47、SPCE仿真器芯片、仿真器芯片、SPCE060SPCE060、SPCE061SPCE061和和SPCE500ASPCE500A。 SPCE SPCE系列单片机的结构框图如图系列单片机的结构框图如图1.31.3所示所示 。第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第29页第一章第一章 绪论绪论2022年7月8日星期五第30页包含以下主要部件：包含以下主要部件： 内置内置2K2K字的静态字的静态RAMRAM； 内置内置ROMROM或闪存或闪存ROMROM：零页中：零页中32 KB32 KB的快速的快速ROMROM和非和非零页中零页中256 KB256 KB的常速的常速ROM(ROM(对于单片机而言，最大对于单片机而言，最大ROMROM空间为空间为4 MB4 MB，这是由其，这是由其1616位地址线和位地址线和6 6位代码数据段位代码数据段的总线结构所决定的的总线结构所决定的) )； 32 32位可编程并行位可编程并行I IO O接口；接口； 通用异步全双工串行接口通用异步全双工串行接口UARTUART，具有，具有RS-232RS-232标准的发标准的发送接收波形；送接收波形； 串行设备接口：可与串行设备进行数据传输；串行设备接口：可与串行设备进行数据传输； 单或单或8 8通道通道101