基于SPCE061A的血壓模擬發生器的設計
凌陽SPCE061A單片機支持語音播放技術所要求的硬件和軟件的全部功能。硬件方面,SPCE061A有兩類D/A轉換通道,一類是直接采用數/模轉換的DAC方式,另一類是采用脈寬調制的PWM驅動方式,其結構是由兩個DAC通道或一個PWM驅動通道構成。兩類實現方式實質都為數/模轉換,都是將數字信號轉換成模擬電流信號輸出。該設計的音頻輸出采用雙通道數/模轉換DAC方式,即數字信號通過10位DAC轉換成3 mA驅動的模擬電流信號輸出,經SPY0030A芯片信號放大后,由揚聲器輸出。音頻電路圖如圖4所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/195828.htm
2.5 液晶顯示模塊
系統采用的CMS-TG94DYSG-w小型液晶顯示模塊,該128×64點陣液晶顯示模塊具有20個引腳。價格低廉,數據可讀可寫,使用方便。其驅動芯片采用三星電子公司生產的KS0713。它是一種小型的大規模集成并帶有驅動器的點陣型液晶控制芯片。KS0713體積小,外觀尺寸只有42 mm×39 mm,可直接由微處理器控制,數據讀寫操作不受外部時鐘控制,集成化程度高,自帶液晶所必需的電源驅動。
2.6 低功耗設計
SPCE06lA在功能上增加了睡眠與喚醒功能。當IC在接受到睡眠信號后關閉系統時鐘(PLL振蕩器),進入睡眠狀態。可以通過對P_SystemClock(寫)(7013)單元寫入CPUCLKSTOP控制字(CPU睡眠信號)使系統從運行狀態轉入低功耗睡眠狀態。系統進入睡眠狀態后,通過設置該單元的第4位可以打開或關閉32 768 Hz實時時鐘,同時程序計數器(PC)會停在程序的下一條指令計數上,當有喚醒事件發生后,由此繼續執行程序。只有當IOA[7~O]內位的控制字為000,001和010時,相對應位才具有喚醒功能。系統收到喚醒信號后會接通PLL振蕩器,同時回響應喚醒事件的處理并初始化。CPU需要200μs的時間完成喚醒,隨意喚醒睡眠的頻率不能超過5 kHz,否則CPU無法進入睡眠模式。該系統在規定時間內沒有接收到按鍵觸發即轉入休眠狀態。
3 軟件設計
SPCE061A單片機內部具有9個中斷向量,可安置14個中斷源。14個中斷源分為兩個定時器溢出中斷、兩個外部中斷、一個串行口中斷、一個觸鍵喚醒中斷、7個時基信號中斷、PWM音頻輸出中斷,可以靈活地配置給各個模塊使用。圖5為主程序流程圖。本設計的軟件采用C語言編寫,整個程序包括主程序、A/D轉換、鍵盤掃描子程序、延時子程序、顯示及語音播放子程序等。系統啟動后,先進行初始化操作,初始化程序主要完成I/O端口初始化、開定時中斷、調用開機顯示界面、接收鍵盤賦值,驅動電磁閥跳動等。然后進入循環,接收傳感器輸出電壓值,與預設值進行比較后,根據設定調用語音播報函數,SPCE061A自帶有多種音頻壓縮算法,具有豐富的語音函數庫可分別實現高保真音樂、普通話音等語音效果。本設計采用SACM_A2000音頻壓縮算法提供音頻輸出,使用SACM A2000模塊的函數進行開發,可直接調用相應的API函數,軟件編程容易,可方便地完成語音的播放,大大節省了開發設計的時間。
4 結 語
本文詳細介紹了為醫療培訓機構開發的便攜式血壓模擬發生器。功能上主要是把應用越來越廣泛的SPCE061A單片機自帶的數字語音處理應用于醫療設備。系統利用了SPCE061A單片機強大的處理能力,以及豐富的外圍接口,SPCE061A片內有32 KB的FLASH ROM,該系統完成所有功能僅占用一半的FLASH資源,可擴展的空間還很大。系統成本低、操作方便,經大量實驗測試表明,其性能穩定,功耗低,并且在系統功能擴展上具有較大的潛力,有很好的應用前景。
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