内含CalmRISC的８位单片机S3CK215及其应用

２．３ 运算放大器

Ｓ３ＣＫ２１５中有两个运算放大器，ＭＩＣ放大器和滤波放大器，一个用于从输入信号中滤除噪声以提高信号的信噪比，另一个用于输入信号的放大，以便进行后续的信号处理。当然这些放大器可以根据用户需要自行定义它们的用途。实际上，该放大器模块包括滤波放大器、ＭＩＣ放大器、放大器控制寄存器以及参考电压产生器。

２．４ Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ转换器

Ｓ３ＣＫ２１５内部整合了１０－ｂｉｔ模数转换器（Ａ／Ｄ）和９－ｂｉｔ数模转换器Ｄ／Ａ。其中，Ａ／Ｄ转换器的转换过程需要５０个时钟周期。模拟信号输入端口是与Ｉ／Ｏ Ｐｏｒｔ２（８－ｂｉｔ Ｉ／Ｏ端口）复用的，通过Ｐｏｒｔ２的控制寄存器（Ｐ２ＣＯＮＨＰ２ＣＯＮＬ）可确定Ｐｏｒｔ２是否用于Ａ／Ｄ转换器的模拟信号输入，而通过Ａ／Ｄ转换器的控制寄存器（ＡＤＣＯＮ）可控制选择器以确定Ｐｏｒｔ２的哪一位作为Ａ／Ｄ输入端口。输入信号的模拟电平值应在ＡＶＲＥＦ和ＡＶＳＳ之间。

９－ｂｉｔ Ｄ／Ａ转换器的主体为Ｒ－２Ｒ阵列结构，它由Ｒ－２Ｒ阵列结构、Ｄ／Ａ控制寄存器、Ｄ／Ａ数据寄存器、Ｄ／Ａ输出端口等组成。

３　Ｓ３ＣＫ２１５在校音器中的应用

Ｓ３ＣＫ２１５单片机在校音器中的应用电路如图４所示。由图可见，使用Ｓ３ＣＫ２１５只需要设计简单的电路即可实现所需功能。首先通过ＭＩＣ采集声音模拟信号，并使用片内运算放大器进行信号滤波和放大；接着通过Ａ／Ｄ转换器得到数字信号并对数字信号进行处理以得到声音信号的频率信息，同时将其转换成对应的音名音阶及音分值，最后通过片内ＬＣＤ控制驱动器将结果输出到ＬＣＤ进行显示。

此电路设计充分利用了Ｓ３ＣＫ２１５提供的片内特殊功能模块，它可将以往需要在片外实现的信号放大及Ａ／Ｄ转换移到片内来实现，因而大大简化了电路的设计，提高了系统集成度，降低了功耗，同时也使系统更加稳定并利于维护。

图５给出了该校音器的软件设计流程图。该软件采用中断来进行数据采样因而大大简化了程序设计。具体方法是在主程序初始化后，根据数据采样率再设置定时器并由定时器产生内部中断，接着在中断处理程序中读取输入端口以作为数据采样值，并在获得足够的采样点后，关闭中断以返回主程序，然后由主程序进行采样数据的处理，最后将有效的处理结果在ＬＣＤ上显示输出。

４　结束语

笔者用Ｓ３ＣＫ２１５模拟器实现的校音器系统经实际测试得到了比较好的效果。实际使用证明，基于Ｓ３ＣＫ２１５芯片实现的校音器，比同类产品更具有电路简单、功耗小、成本低的特点，具有一定的实用开发价值。