自動化學(xué)院暑期生產(chǎn)實習(xí)報告

暑期生產(chǎn)實習(xí)報告08009420李楊韜東南大學(xué)自動化學(xué)院暑期生產(chǎn)實習(xí)報告院（系）：自動化專業(yè)：自動化姓名：李楊韜學(xué)號：08009420實習(xí)地點：盛泰信通有限公司實習(xí)組別：第二敏捷島同組人員：徐寶黃皓蔡陳宇周阮凱實習(xí)起始日期：2012年8月6日實習(xí)結(jié)束日期：2012年8月17日評定成績：____________________審閱教師：___________________目錄一． 實習(xí)過程簡介 2二．所選項目背景 3三．選用單片機概述 4四．最終產(chǎn)品功能 4五．可行性分析 4（一）單片機性能簡介 5（二）.語音壓縮簡介 6（三）壓縮分類 6（四）凌陽常用的音頻形式和壓縮算法 7（五）壓縮工具 7七．硬件設(shè)計簡介 8（一）電源供電部分 8（二）音頻輸出部分 8（三）音頻輸入部分 9（四）CPU，D/A轉(zhuǎn)換與輸出部分 9八．軟件設(shè)計簡介 10程序框架設(shè)計 10九．參考資料 13十．自我總結(jié) 14十一.實訓(xùn)建議 17實習(xí)過程簡介8月6日，本小組開始為期10天的暑期實訓(xùn)，現(xiàn)簡單介紹一下實訓(xùn)方式：進入公司后經(jīng)過簡單介紹我們知道了有6個選題供我們選擇，分別是：1.數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中的E1接口控制器2.語音信號處理器3.報警控制器項目4.多功能環(huán)?？刂破黜椖?.公務(wù)接口控制器項目6.雙音多頻控制器項目安排其中第一項目相對來說較難，公司希望大家積極參與項目選擇，隨后我們進入我們的實習(xí)工作環(huán)境，我們將在里面任意組合組員，對于6個項目，每個項目將分配5個人，自由組合好后，我們項目組選擇了第二號項目，語音信號處理器，而后要面對的一個概念叫做敏捷島，所謂敏捷島其實是一個小團隊，在這個小團隊里分配有5個職位，分別是項目經(jīng)理，項目副經(jīng)理，軟件工程師，硬件工程師，自由組合好的5個人各選擇一個職位，一開始對職位不夠了解，各職位做什么都不清楚，在5個職位中，我們小組討論，按各自意愿，各自選擇好了對應(yīng)的職位，過后經(jīng)經(jīng)理介紹，了解到所謂敏捷島，就是一種做事高效的小組名稱，敏捷意指高效，做事反應(yīng)快速，島表明獨立的小組，各小組做好各小組份內(nèi)之事，強調(diào)小組的獨立性。再來說一下角色，我所理解的上述5個角色中，項目經(jīng)理主要體現(xiàn)在項目運作上，是項目經(jīng)理帶頭給大家說明這個項目是什么，我們的目標是什么，該做什么，并要做好項目的規(guī)劃，要知道今天大家工作進展得如何，有沒有問題，有問題的話怎么解決問題，都是項目經(jīng)理干的事情，項目副經(jīng)理要做好協(xié)調(diào)大家的工作，要幫助項目經(jīng)理完成一些事情，同時還需要找尋一些有用信息，分發(fā)給大家，讓大家都有信息的即時性，讓大家都知道大家目前在干什么，干得如何；軟件工程師負責對項目的軟件部分進行編寫，程序的框架，代碼的注釋全都由軟件工程師完成；而硬件工程師負責對項目的硬件做全部工作，包括原理圖的繪制，PCB的繪制，做出實物來后還需要負責硬件的調(diào)試工作，確保硬件無故障，并能在以后的硬件測試中處理一些問題；技術(shù)支持主要是實際工作的總結(jié)還有文檔的編寫工作，技術(shù)支持需要了解項目的工程，并還需要比經(jīng)理等更多的了解一些技術(shù)上面的工作，才好編寫驗收報告，并還需要文字能力，技術(shù)支持可能要面對寫產(chǎn)品說明書的工作，所以還需要能編寫為用戶使用的說明書，此外技術(shù)支持要編寫的文檔還有：小量產(chǎn)文檔，項目說明文檔等。二．所選項目背景TLS-4HF物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)3G移動網(wǎng)三網(wǎng)綜合平臺需要板載一塊語音處理板卡，要實現(xiàn)語音的錄制，播放，停止等功能。三．選用單片機概述本項目組利用所給61開發(fā)板進行項目研究，實習(xí)項目需要在公司M304板卡上進行開發(fā)。選用凌陽SPCE061A單片機，SPCE061A的語音處理功能是由凌陽公司自行開發(fā)的具有音頻編解碼及各種語音壓縮算法實現(xiàn)的。其CPU內(nèi)核采用凌陽推出的μ’nSP16位微處理器芯片。凌陽單片機可以做控制，也可以完成數(shù)據(jù)信息的處理，尤其是語音識別上，有自己的特色。各種算法相應(yīng)的程序模塊存放在語音算法庫SCAM-LIB中,使用時只需調(diào)用相應(yīng)的模塊就可方便地實現(xiàn)語音合成、語音播放、錄音、識別等功能。凌陽單片機還采用了SOC理念，一顆芯片就是一個系統(tǒng)，把傳統(tǒng)單片機學(xué)要擴展的AD、DA、存儲器等器件都做到了芯片內(nèi)部，方便了單片機的學(xué)習(xí)和項目開發(fā)。四．最終產(chǎn)品功能完成以下功能模塊：提示語音模塊：按下各個按鍵都會自動播放一段錄制的提示語音錄音模塊：操作者可利用麥克風進行語音錄入語音播放：對錄入語音進行播放錄音及語音停止：在錄音或語音播放過程中按下停止鍵，將停止錄音或語音播放五．可行性分析本次項目我們需要完成語音錄放功能，選擇使用SPCE061A。它具有以下特點：（1）體積小、集成度高、可靠性好且易于擴展；（2）具有較強的中斷處理能力；（3）高性能價格比；（4）功能強、效率高的指令系統(tǒng)；（5）低功耗、低電壓；SPCE061A具備8通道10位ADC輸入功能,內(nèi)置的具有自動增益控制的麥克風輸入功能,雙通道10位DAC音頻輸出功能及A、B兩個I/O口輸入輸出功能。凌陽SPCE061A單片機功能對本次項目所需是完全滿足的，所以在技術(shù)上是完全可行的。六．SPCE061A語音處理簡介（一）單片機性能簡介SPCE061A是凌陽科技公司μ’nSPTM(MicrocontrollerAndSignalProcessor)系列產(chǎn)品中的16位微控制器芯片,本次畢業(yè)設(shè)計選用SPCE061A單片機作為控制器，其具有較強的處理能力。在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，同時內(nèi)嵌32K字的閃存（FLSAH），擁有較高的處理速度.SPCE061A單片機還具有體積小、集成度高、易擴展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、中斷處理能力強等特點，特別適應(yīng)于數(shù)字語音錄放和語音識別等數(shù)字應(yīng)用領(lǐng)域。因此SPCE061A非常適用于本次設(shè)計的模擬語音電話當中，是一種高效經(jīng)濟的選擇。特性參數(shù)SPCE061A工作電壓2.6V～3.6V最大工作速率49.152MHzCPU16位μ’nSP?SRAM容量2K字ROM容量(字)32K閃存ROM并行I/O端口AIOA15～0并行I/O端口BIOB15～0音頻輸出方式DAC×2中斷源1)TimerA/B、2)時基信號發(fā)生器3)外部中斷4)觸鍵喚醒喚醒源IOA7~0其它中斷源定時器/計數(shù)器雙16位加計數(shù)定時器/計數(shù)器，雙通道PWM輸出UART具備ADC通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)串行SRAM接口具備(凌陽格式)晶振具備低電壓復(fù)位具備低電壓監(jiān)測具備內(nèi)置ICE接口具備上電復(fù)位具備麥克風放大器和自動增益控制單通道中斷控制功能具備觸鍵喚醒功能具備表2-1SPCE061A的性能及特點（二）.語音壓縮簡介凌陽的音頻格式有許多種，比較常用的有如下幾種模塊名稱語音壓縮編碼率類型資料采樣率SACM_A200016Kbit/s，20Kbit/s，24Kbit/s16KHzSACM_S480/S7204.8Kbit/s，7.2Kbit/s16KHzSACM_MS01音樂合成（16Kbits/s，20Kbits/s，24Kbits/s）16KHzSACM_DVR（A2000）16Kbit/s的資料率，8K的采樣率，用于ADC信道錄音功能16KHzSACM_S2402.4Kbit/s24KHz表2-2凌陽音頻的各壓縮模式凌陽音頻壓縮及算法信號類型頻率范圍（Hz）采樣率（kHz）量化精度（位）電話話音200~340088寬帶音頻（AM質(zhì)量）50~70001616調(diào)頻廣播（FM質(zhì)量）20~15k37.816高質(zhì)量音頻（CD質(zhì)量）20~20k44.116表2-3編碼標準（三）壓縮分類壓縮分無損壓縮和有損壓縮。無損壓縮一般指：磁盤文件，壓縮比低：2:1～4:1.而有損壓縮則是指：音／視頻文件，壓縮比可高達100:1。凌陽音頻壓縮算法根據(jù)不同的壓縮比分為以下幾種：SACM-A2000：壓縮比為8:１，8:1.25，8:1.5SACM-S480：壓縮比為80:3，80:4.5SACM-S240：壓縮比為80:1.5按音質(zhì)排序：A2000>S480>S240（四）凌陽常用的音頻形式和壓縮算法（1）波形編碼：sub-band即SACM-A2000 特點：高質(zhì)量、高碼率適于高保真語音／音樂。（2）參數(shù)編碼：聲碼器（vocoder）模型表達，抽取參數(shù)與激勵信號進行編碼。如：SACM-S240。特點：壓縮比大，計算量大，音質(zhì)不高，廉價。（3）混合編碼：CELP即SACM-S480 特點：綜合參數(shù)和波形編碼之優(yōu)點。除此之外,還具有FM音樂合成方式即SACM-MS01,所以為了得到高保真的音質(zhì),這里選用A2000的壓縮算法。（五）壓縮工具因為要使用凌陽的專用音頻才能在SPCE061A板上被播放出來，所以需要用凌陽專用的音頻壓縮軟件才能完成此項。圖2-1凌陽音頻壓縮軟件—添加wav音頻七．硬件設(shè)計簡介（一）電源供電部分圖2-2電源供電部分J10端口外部恒電壓半橋式正向變換開關(guān)獲得輸入5V直流電源，通過線性穩(wěn)壓器的作用使得輸出3.3V的DC電源和共地接線。3.3V電壓分別給SPCE061APLCC84芯片的7號15號36號管腳等。（二）音頻輸出部分圖2-3音頻輸出部分從SPCE061APLCC84芯片DAC121號管腳處獲得模擬信號，信號在CE打開出現(xiàn)高電壓時，經(jīng)過電容的濾波作用后經(jīng)過一定延遲輸入到芯片中，最后從Speaker中輸出聲音。（三）音頻輸入部分圖2-4音頻輸入部分MICP和MICN為麥克風收集的兩路極性相反的同一信號，經(jīng)過濾波之后輸入到芯片中，通過芯片中的一級放大器后從MICOUT27號管腳輸出，放大倍數(shù)由R7電阻大小決定AGC（自動增益補償功能）增益倍數(shù)，信號通過C12濾波后從OPI26號管腳輸入對其進行兩級放大并在內(nèi)部通過ADC轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，通過單片機編程對這些數(shù)據(jù)進行處理。（四）CPU，D/A轉(zhuǎn)換與輸出部分圖2-5SPCE61A各引腳聲音波形通過SPCE061A芯片中的A/D采集后，處理后又通過D/A轉(zhuǎn)換還原后，通過功率放大電路播出聲音。SPCE061A提供了兩路的D/A轉(zhuǎn)換通道，分別是DAC1、DAC2。在實際的應(yīng)用中我們也可以采集其他的模擬信號，如電壓信號。模擬信號通過輸入音頻部分達到放音功能。八．軟件設(shè)計簡介除了常用的C語言外，還使用到了凌陽μ’nSP?匯編語言圖2-6代碼流動結(jié)構(gòu)示意圖程序框架設(shè)計本次項目重點在于軟件的編寫，主程序流程圖如下。我們需要具備一些文件：匯編文件hardware.asm，庫文件sacmv26e.lib。系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化 播放提示音樂播放提示音樂鍵值為0x0004,放音狀態(tài)，放音初始化鍵值為0x0002,停止狀態(tài)，停止錄音或停止播放鍵值為0x0001,錄音狀態(tài)，擦除Flash，錄音初始化獲取鍵值音頻格式初始化與播放模式初始化鍵值為0x0004,放音狀態(tài)，放音初始化鍵值為0x0002,停止狀態(tài)，停止錄音或停止播放鍵值為0x0001,錄音狀態(tài)，擦除Flash，錄音初始化獲取鍵值音頻格式初始化與播放模式初始化無限循環(huán)返回 Status=StopStatus=PlayStatus=RecordStatus=StopStatus=PlayStatus=RecordSwitch(Status)Switch(Status)停止，不做任何處理放音處理，讀取Flash錄音處理，存儲Flash停止，不做任何處理放音處理，讀取Flash錄音處理，存儲Flash鍵盤掃描與去抖鍵盤掃描與去抖程序結(jié)束程序結(jié)束圖2-7主程序流程圖框架說明:（1）通過調(diào)用凌陽SPCE061A單片機的語音函數(shù)SACM_A2000實現(xiàn)人工提示音。（2）調(diào)用凌陽SACM_DVR錄音函數(shù)實現(xiàn)錄音、放音功能。（3）通過調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)F_Key_Scan和鍵值獲取函數(shù)Key=SP_GetCh()接收鍵值，經(jīng)CASE語句選擇分支語句。實物展示：九．參考資料《SPCE061A單片機教材書》，來自凌陽單片機官方網(wǎng)站，網(wǎng)址：/；《如何用SPCE061A單片機開發(fā)》網(wǎng)址：/view/bb57f249e518964bcf847cbf.html；由第二敏捷島項目經(jīng)理徐寶提供。《凌陽16位單片機實驗與實踐》，來自凌陽單片機官方網(wǎng)站，網(wǎng)址：/download/soft.aspx?softid=54&categoryid=19；《SPCE06A的中斷程序編寫》網(wǎng)址：/view/90f720661ed9ad51f01df2c7.html；《PCE061A系統(tǒng)開發(fā)板設(shè)計說明書》；由第二敏捷島軟件工程師蔡陳宇提供。unSPIDESetupV3.0.4軟件開發(fā)環(huán)境；《SPCE061A單片機硬件結(jié)構(gòu)》，網(wǎng)址：/view/478a292458fb770bf78a55c0.html；由第二敏捷島硬件工程師周阮凱提供?！禨PCE061A編程手冊》；《SPCE061A中文數(shù)據(jù)手冊》，網(wǎng)址：/view/648f6bfafab069dc502201e4.html；由第二敏捷島項目副經(jīng)理黃皓提供?！禨PCE061A詳細參考手冊》；《步步高BK900復(fù)讀機說明書》；《凌陽SPCE061A單片機詳細說明》網(wǎng)址：/view/d314350e763231126edb11e5.html；由第二敏捷島技術(shù)支持李楊韜提供。注，部分資料在線查詢，沒有下載。十．自我總結(jié)本人自實習(xí)過程中擔任技術(shù)支持一職。對技術(shù)支持的認識，以往在我看來技術(shù)支持只要做好技術(shù)方面的工作，與軟件工程師一齊編寫代碼，需要的是對代碼的編寫能力，然后才能去做技術(shù)方面的售前或售后的各種支持，因此很多時間我都在研究代碼，對代碼的研究進度估計完成了50%，期間也遇到的了很多麻煩，但主要的麻煩還是集中在對技術(shù)支持這個工作了解得不夠上面。8月15日早唐總給我們講解了何謂技術(shù)支持，中午時分更是花了很多時間跟我們講了技術(shù)支持寫文檔的規(guī)范，其中要條理分明的列出條目，并且要認清技術(shù)支持的崗位職責，要幫組公司整理文檔，要整理各種的面對不同群體的文檔。我才發(fā)現(xiàn)以往我認識的技術(shù)支持工作是很片面的，想法過于單純，不過這也與我想做技術(shù)方面的工作有關(guān)，一開始我本是想做技術(shù)的，在沒有了解島內(nèi)分配的情況下，我也想當然的認為技術(shù)支持也是單純做技術(shù)，也并不清楚這次項目做軟件方面的主要負責人只是軟件工程師一個人，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我的認識很片面，技術(shù)支持對知識的要求很廣泛，大到對代碼框架的編寫，小到word文檔的使用技巧，都是技術(shù)支持應(yīng)掌握的內(nèi)容，技術(shù)支持需要編寫文檔，這在以前的我看來是文秘的工作，這體現(xiàn)我對技術(shù)支持這門工作的理解的錯誤，技術(shù)支持需要綜合能力，其中包括代碼編寫能力，文字能力，辦公軟件使用能力等，而且技術(shù)支持需要有一顆清醒的頭腦，有嚴謹?shù)淖鍪嘛L格，因為正是這些能力使技術(shù)支持擁有處理大量復(fù)雜文檔的能力，擁有撰寫文檔的清晰的思維的能力，這次的實習(xí)，我真實感受到自己缺乏了的東西：清醒的頭腦，沒有一顆清醒的頭腦，這直接體現(xiàn)在做事的雜亂上，體現(xiàn)在對事情的組織能力上。這需要有一種良好的行事風格，一種條理明晰，脈絡(luò)清晰的風格。獲得這項能力需要長久的練習(xí)，為了以后能更好的發(fā)展，我認為我需要摒棄一種看法，即頭腦能記住很多東西，并想當然的認為已經(jīng)記住。這將是我今后初步進行的練習(xí)。邏輯的思維，沒