2.1 SPCE061A单片机
2.1.1 SPCE061A简介
SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，具有易学易用且效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放和语音识别的函数库，只要了解库函数的使用方法，就可以很容易完成语音录放，为软件开发提供了方便的条件。
SPCE061A主要包括输入/输出端口、定时器/计数器、数/模转换、模/数转换、串行设备输入/输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等电路，并且内置在线仿真电路ICE接口，使其能够快速地处理复杂的数字信号。
SPCE061A片内还集成了一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真变得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSP IDE），用户可以进行在线调试、仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口完成。
图 1 SPCE061A内部结构图
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2.1.2 芯片特性
● 16位μ'nSP微处理器；
● 工作电压：内核工作电压VDD为3.0~3.6V(CPU)，I/O口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O)； ● CPU时钟：0.32MHz~49.152MHz； ● 内置2K字SRAM； ● 内置32K闪存ROM； ● 可编程音频处理； ● 晶体振荡器；
● 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)；
● 2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； ● 32768Hz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)功能； ● 具备串行设备接口；
● 低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能； ● 内置在线仿真板(ICE，In- Circuit Emulator)。
2.2 SPCE061A精简开发板
SPCE061A精简开发板（简称61板），是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发－仿真
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－实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含Mic输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，方便学生随身携带！使学生在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼学生的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会！61板上有调试器接口（Probe接口）以及下载线（EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线，配合unSP IDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。
61板上的主要功能模块如下：
1.SPCE061A单片机最小系统外围电路模块； 2.电源输入模块；
3.音频电路（包含Mic输入、DAC音频功放输出）模块； 4.按键模块； 5.I/O端口接口模块； 6.调试、下载接口模块； 图2为61板的实物图：
图 2 61板实物图
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2.3 语音的设计及工作原理
本次设计的要求为整个系统在运行时能够根据要求及时的发出声音，以增加效果。为了配合设计要求，设计了语音模块。语音是SPCE061A的一大特点。应用SPCE061A可以方便的实现语音的录放，该芯片拥有8路10位精度的AD。其中1路AD为音频转化通道，并且内置自动增益电路。这为语音的录入提供方便的硬件条件。2路10位精度的DA，只需外接1个功放即可完成语音播放。一般都是用C语言作为主程序，用汇编语言编制各种模块，供主程序调用。凌阳音频格式常用的有3种，将压缩前的数据量比上压缩后的数据量即可以得到凌阳不同音频格式压缩比：
SACM A2000：压缩比为8：1，8：1.25,8:1.5； SACM S480: 压缩比为80:3,80:4.5； SACM S240: 压缩比为80:1.5；
压缩比越大,存储空间越小，更加节省资源。
2.5 系统总体方案介绍
电子钟的系统结构如图3，图4为电子钟功能结构图 ，61板作为整个系统的控制中心，负责控制键盘扫描；年、月、日、星期以及时间的计算；并根据按键值播报当前的日期或者时间。在声音的处理上主要采用凌阳科技的语音压缩格式，将需要播放的声音压缩存在SPR模组里面，然后通过61板将语音资源取出播放出来。本系统采用了语音的录入和输出播放。
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图 3 系统结构框图
图 4 功能结构图
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