摘要：C3CK215是韩国三星公司出产的8-bit单片机芯片，它运用CamRISC CPU作为中心，一起整合了LCD操控驱动器、扩大器以及A/D、D/A转化器等功用单元。文中介绍了S3CK215的结构特色，给出了S3CK215在校音器规划中的详细运用。 关键词：CalmRISC;校音器;S3CK215 1 概述 S3CK215是韩国三星公司出产的一种高性能微操控器，它选用三星公司新开发的8-bit CPUccCalmRISC作为中心。该芯片不只包含有ROM、RAM、定时器、I/O接口以及中止操控单元等模块，还整合了LCD操控驱动器、扩大器以及A/D、D/A转化器等十分有用的功用单元(比方LCD操控驱动器能够直接驱动高达120个点的LCD显现屏)。因为这些单元拓宽了该单片机的功用，因此，运用该单片机规划电路时，只需附加简略的外部电路就能够构成一个完好的单片机体系，并且功耗低、体积小、体系可靠性高。此外，三星公司还为S3CK215的运用供给了一套有用的开发工具和在线仿真器，然后方便了规划者依据S3CK215的软硬件规划。 本文介绍了运用S3CK215规划的校音器电路。该校音器在收集到乐器所发生的声响信号后，可计算作声响频率，一起显现其与抱负频率的误差，然后以此作为乐器调整的依据，使之宣布规范声响。 图1 2 S3CK215介绍 图1是S3CK215的内部结构模块图。从图1能够看出，该单片机具有以下特色： ●运用CalmRISC作为中央处理单元; ●内含八位乘法器; ●具有深度达16级的硬件仓库，每级宽度为16-bit; ●带有LCD驱动操控器; ●具有10-bit A/D转化器和9-bit D/A转化器; ●内含两个运算扩大器。 2.1 CalmRISC处理器 CalmRISC是三星公司新开发的一种8-bit低功耗RISC微处理器，它满意哈佛体系结构，具有独立的程序存储器和数据存储器，其指令和数据能够经过各自的途径一起进行拜访。 CalmRISC的内部结构包含一个8-bit ALU、16个通用寄存器、11个专用寄存器、16级硬件仓库以及程序存储器地址生成单元以及数据存储器地址生成单元等。其间16个通用寄存器分为四组(Bank 0-Bank 3),每组包含四个8-bit寄存器(R0, R1, R2, R3)。而专用寄存器包含状况寄存器、链接寄存器以及数据存储器索引寄存器。CalmRISC中的16级硬件仓库除了能够作为数据暂存空间外，还能够用来进行低功耗仓库操作。
CalmRISC具有三级流水线。图2所示是Calm-RISC处理器的三级流水线示意图。对CalmRISC的操作可选用寄存器-存储器指令集方法。操作时首要取指令(IF)并将程序计数器(PC)指向指令地址，接着将指令放入指令寄存器(IR)，然后进行指令译码和数据存储器读取(ID/MEM)，一起履行指令和回写(EXE/WB)，最终由ALU来履行指令并将指令履行成果写入方针寄存器。 CalmRISC选用流水线作业的示意图如图3所示。图中，前一指令获取结束后立刻能够进行下一指令的取指操作，而不用比及前一指令履行结束。实践上，大多数CalmRISC指令都是单字节指令，取指操作只需一个时钟周期即可完结;可是 “CALL”和“JP”等跳转指令是双字节指令，它们的取指操作需求两个时钟周期。 2.2 8位乘法器 S3CK215整合了一个8-bit乘法器，经过设置乘法器操控寄存器(MULCON)可支撑8-bit符号数或无符号数的乘法运算，并且只需两个时钟周期即可输出运算成果。它的组成包含操作数寄存器(MXINPMYINP)、成果寄存器(MRHMRL)和8-bit乘法运算器。调用乘法器完成乘法的程序段如下： LD R0,#01H LD MULCON,RO ; Unsigned by unsigned multiplication LD R0,#32H LD R1,#0CEH LD MXINP,R0 LD MYINP,R1 ;Multiply automatically after loading MXINPMYINP NOP NOP LD R2,MRH ;The multiplication is finished after 2 cycles LD R3,MRL ;MRH/MRL=28H/3CH 2.3 运算扩大器 S3CK215中有两个运算扩大器，MIC扩大器和滤波扩大器，一个用于从输入信号中滤除噪声以进步信号的信噪比，另一个用于输入信号的扩大，以便进行后续的信号处理。当然这些扩大器能够依据用户需求自行界说它们的用处。实践上，该扩大器模块包含滤波扩大器、MIC扩大器、扩大器操控寄存器以及参阅电压发生器。 图4 2.4 A/D和D/A转化器 S3CK215内部整合了10-bit模数转化器(A/D)和9-bit数模转化器D/A。其间，A/D转化器的转化进程需求50个时钟周期。模仿信号输入端口是与I/O Port2(8-bit I/O端口)复用的，经过Port2的操控寄存器(P2CONHP2CONL)可确认Port2是否用于A/D转化器的模仿信号输入，而经过A/D转化器的操控寄存器(ADCON)可操控选择器以确认Port2的哪一位作为A/D输入端口。输入信号的模仿电平值应在AVREF和AVSS之间。 9-bit D/A转化器的主体为R-2R阵列结构，它由R-2R阵列结构、D/A操控寄存器、D/A数据寄存器、D/A输出端口等组成。 3 S3CK215在校音器中的运用 S3CK215单片机在校音器中的运用电路如图4所示。由图可见，运用S3CK215只需求规划简略的电路即可完成所需功用。首要经过M%&&&&&%收集声响模仿信号，并运用片内运算扩大器进行信号滤波和扩大;接着经过A/D转化器得到数字信号并对数字信号进行处理以得到声响信号的频率信息，一起将其转化成对应的音名音阶及音分值，最终经过片内LCD操控驱动器将成果输出到LCD进行显现。 此电路规划充分利用了S3CK215供给的片内特别功用模块，它可将以往需求在片外完成的信号扩大及A/D转化移到片内来完成，因此大大简化了电路的规划，进步了体系集成度，降低了功耗，一起也使体系愈加安稳并利于保护。
图5给出了该校音器的软件规划流程图。该软件选用中止来进行数据采样因此大大简化了程序规划。详细方法是在主程序初始化后，依据数据采样率再设置定时器并由定时器发生内部中止，接着在中止处理程序中读取输入端口以作为数据采样值，并在取得满足的采样点后，封闭中止以回来主程序，然后由主程序进行采样数据的处理，最终将有用的处理成果在LCD上显现输出。 4 结束语 笔者用S3CK215模仿器完成的校音器体系经实践测验得到了比较好的作用。实践运用证明，依据S3CK215芯片完成的校音器，比同类产品更具有电路简略、功耗小、成本低的特色，具有必定的有用开发价值。
