基于SPCE061A单片机的有线对讲机设计 余洋0904013015 - 图文

《单片机原理与应用》课程论文

合肥学院

《单片机原理与应用》

课程论文

课程论文题目

基于SPCE061A单片机的有线对

讲机设计 计算机科学与技术 09计本3班 余洋/0904013015

龙夏

院系名称 专业（班级） 姓名（学号） 指导教师

2012 年 6 月 12 日

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《单片机原理与应用》课程论文

摘要：有线对讲机是通信中一个重要的分支，应用非常广泛，有线对讲机和其它无线通信工具的市场定位各不相同，难以互相取代,还将长期使用下去。本论文研究设计了一款基于SPCE061A的有线对讲机。首先介绍了对讲机的功能、性能指标和工作原理。从工作原理出发,通过现代电子系统设计方法，借助于SPCE061A独特的语音处理模块，确立了完整具体的方案。在具体的硬件设计实现上，用两块61板分别组成发射和接收部分，通过UART进行串口通信，通过主芯片完成系统需要的功能。

关键词：有线对讲机；语音处理；UART； 1 引言

随着嵌入式技术的发展，单片机、DSP、ARM等处理器已经广泛应用于通信行业，尤其是在无线通信领域更是有其不可替代的作用。本设计中所用的核心器件SPCE061A是凌阳科技推出的MCU，有线对讲机由于具有即时通信、经济实用、使用方便以及无需通信费等优点，因此广泛应用在民用、紧急事件处理等方面。尤其在小型区域网络的情况下，对讲机更加显示出它的不可取代的地位。如今，模拟对讲机仍然占据绝大部分的市场，但是由于数字通信可以提供更丰富的业务种类，更好的业务质量、保密特性和连接性，以及更高的频谱效率，因此数字对讲机的研究、生产和使用是与时俱进的，符合信息化、数字化发展的必然趋势。 2 概述

对讲机在交警巡逻、车站调度等场合应用非常广泛，其中对讲机分为有线对讲机和无线对讲机两种， 该系统主要研究有线对讲机的工作原理及实现。通过使用单片机实现该系统，可以了解对讲机的基本原理和更好的深化单片机的学习。 该方案充分发挥人性化的特点，利用SPCE061A 强大的语音处理能力，配合UART模组实现了有线对讲机系统。 2.1 功能简介

本方案可以实现：

1. 通过其中一套 61板（A端）实现录音并实时将编码后的语音数据通过 UART 模组传输到另一套61板；

2. 另外一套61板（B端）通过UART模组接收语音数据并解码后播放； 3. A套和B套均可以独立进行数据的收发和录放音；

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4. 通信过程采用半双工模式。 3 硬件系统设计 3.1 系统框图

图1为有线对讲机的系统框图，系统以SPCE061A为核心，使用UART模组利用串口通信实现了有线对讲机的基本功能。

图1 硬件系统框图

图2为有线对讲机的硬件连接图。

图2 硬件连接框图

3.2 UART模组特性

UART模组以MAX232芯片为核心，提供了两路的232电平转换电路，可以将单片机的UART发出的TTL电平转换为232差分电平，或者将232差分电平转换为TTL电平送给单片机，方便单片机与PC机的串口或者RS232总线相连。 UART模组的实物图如图3所示。

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图3 UART模组实物图

3.3 硬件电路

3.3.1 SPCE061A最小系统

本方案使用61板作为单片机最小系统。61板包括SPCE061A芯片及其外围的基本模块，外围模块包括：晶振输入模块（OSC）、锁相环外围电路（PLL）、复位电路（RESET）、指示灯（LED）等，如图4所示。

图4 SPCE061A最小系统

3.3.2 UART模组

UART模组以MAX232为核心实现TTL电平和RS232差分电平的转换，其电路图如图5所示。

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图5 UART模组

4 软件系统设计

本系统软件中包括下面程序模块：主程序：初始化系统涉及到的硬件模块和中断系统，检测按键并根据按键情况和串口接收情况做出相应处理；UART驱动程序：实现UAR的收发；语音录放程序：实现语音的录制、播放等操作。 4.1 主程序

主程序流程如图6，程序运行后首先初始化系统涉及到的硬件模块和中断系统，然后程序进入主循环，检测Key1状态和串口是否收到有效数据的标志。如果Key1按下，则进行录音并通过串口实时传输编码后的语音数据到另一端；如果串口接收到有效数据则开始解码并放音。

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