內含CalmRISC的８位單片機S3CK215及其應用

２．３ 運算放大器

Ｓ３ＣＫ２１５中有兩個運算放大器，ＭＩＣ放大器和濾波放大器，一個用于從輸入信號中濾除噪聲以提高信號的信噪比，另一個用于輸入信號的放大，以便進行后續的信號處理。當然這些放大器可以根據用戶需要自行定義它們的用途。實際上，該放大器模塊包括濾波放大器、ＭＩＣ放大器、放大器控制寄存器以及參考電壓產生器。

２．４ Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ轉換器

Ｓ３ＣＫ２１５內部整合了１０－ｂｉｔ模數轉換器（Ａ／Ｄ）和９－ｂｉｔ數模轉換器Ｄ／Ａ。其中，Ａ／Ｄ轉換器的轉換過程需要５０個時鐘周期。模擬信號輸入端口是與Ｉ／Ｏ Ｐｏｒｔ２（８－ｂｉｔ Ｉ／Ｏ端口）復用的，通過Ｐｏｒｔ２的控制寄存器（Ｐ２ＣＯＮＨＰ２ＣＯＮＬ）可確定Ｐｏｒｔ２是否用于Ａ／Ｄ轉換器的模擬信號輸入，而通過Ａ／Ｄ轉換器的控制寄存器（ＡＤＣＯＮ）可控制選擇器以確定Ｐｏｒｔ２的哪一位作為Ａ／Ｄ輸入端口。輸入信號的模擬電平值應在ＡＶＲＥＦ和ＡＶＳＳ之間。

９－ｂｉｔ Ｄ／Ａ轉換器的主體為Ｒ－２Ｒ陣列結構，它由Ｒ－２Ｒ陣列結構、Ｄ／Ａ控制寄存器、Ｄ／Ａ數據寄存器、Ｄ／Ａ輸出端口等組成。

３　Ｓ３ＣＫ２１５在校音器中的應用

Ｓ３ＣＫ２１５單片機在校音器中的應用電路如圖４所示。由圖可見，使用Ｓ３ＣＫ２１５只需要設計簡單的電路即可實現所需功能。首先通過ＭＩＣ采集聲音模擬信號，并使用片內運算放大器進行信號濾波和放大；接著通過Ａ／Ｄ轉換器得到數字信號并對數字信號進行處理以得到聲音信號的頻率信息，同時將其轉換成對應的音名音階及音分值，最后通過片內ＬＣＤ控制驅動器將結果輸出到ＬＣＤ進行顯示。

此電路設計充分利用了Ｓ３ＣＫ２１５提供的片內特殊功能模塊，它可將以往需要在片外實現的信號放大及Ａ／Ｄ轉換移到片內來實現，因而大大簡化了電路的設計，提高了系統集成度，降低了功耗，同時也使系統更加穩定并利于維護。

圖５給出了該校音器的軟件設計流程圖。該軟件采用中斷來進行數據采樣因而大大簡化了程序設計。具體方法是在主程序初始化后，根據數據采樣率再設置定時器并由定時器產生內部中斷，接著在中斷處理程序中讀取輸入端口以作為數據采樣值，并在獲得足夠的采樣點后，關閉中斷以返回主程序，然后由主程序進行采樣數據的處理，最后將有效的處理結果在ＬＣＤ上顯示輸出。

４　結束語

筆者用Ｓ３ＣＫ２１５模擬器實現的校音器系統經實際測試得到了比較好的效果。實際使用證明，基于Ｓ３ＣＫ２１５芯片實現的校音器，比同類產品更具有電路簡單、功耗小、成本低的特點，具有一定的實用開發價值。