产品描述
6ES7231-0HC22-0XA8货源充足
PLC控制系统中的电气二次控制回路,是指由继电器、接触器等低压电器构成的强电控制回路。在常见的电气控制系统中,电气控制回路一般有AC220V(或AC230V)与DC24V两种,其组成与作用如下。
1.AC220V控制回路
PLC控制系统中的AC220V(或AC230V)控制回路一般包括以下线路:
①用于电气控制系统的AC220V(或AC230V)电路,如紧急分断电路、门控制电路、“双手控制”电路等。
注意:国外相关标准的规定(如欧共体的EN418标准)对用于控制系统紧急分断、防护门控制、夹具“双手”控制等特殊场合的电路,均有具体、明确的要求,如:线路通过机电式的结构元件执行;使用的控制元件触点满足“强制执行”条件;设计的电路具有“冗余”;操作元件具有保护等。
②电气控制装置、电机、设备的启动/停止控制线路。
③主回路中的AC220V(或AC230V)接触器的通/断控制电路。虽然,大部分PLC的输出可以直接驱动AC220V(或AC230V)的负载,但考虑到系统的、性以及线路“互锁”的需要,一般情况下,主回路的接触器通/断仍然以AC220V(或AC230V)控制电路进行控制的场合居多。
④各种驱动装置、控制装置的AC220V(或AC230V)辅助控制电路等。
2.DC24V控制回路
PLC控制系统中的DC24V控制回路一般包括以下控制线路:
①DC24V辅助继电器/接触器接点控制回路。
②用于电气控制系统的DC24V紧急分断电路与电路。
③DC24V电磁阀、电磁离合器等执行元件的驱动、控制线路。
④DC24V制动器、防护门连锁控制线路等。
3.电气控制回路的设计原则
电气控制回路设计的基本要求与准则是保证系统运行的、。电气控制回路的设计不仅要考虑设备的正常运行情况,尤其是要考虑到当设备中的机械部件、电器元件发生故障,以及出现误操作、误动作等情况下的紧急处理。无论出现何种情况,控制回路要能保证设备的、停机,并且不会造成对操作、维修者人身与设备的伤害。
在保证、的前提下,电气控制回路的动作设计应尽可能简洁、明了,方便操作与维修。电路中的元器件选择尽可能统一、规范,生产厂家不宜过多,以方便采购供应与维修服务。控制回路的控制电压应符合标准规定,电压种类不宜过多,以降低生产制造成本,提高系统性。
1.主回路设计的内容
在电气控制系统中,习惯上将高压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中,主回路通常包括如下部分:
①电机主回路,包括用于电机通断控制的接触器、电机保护的断路器等;
②各种动力驱动装置的电源回路与动力回路,如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电机的电枢回路、直流电机的励磁回路等:
③各种控制变压器的原边输入回路,包括通断控制的接触器、保护断路器等;
④用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路,包括用于电源变压器、整流器件、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。
PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但符合有关标准的规定,并结合PLC控制系统的自身特点,充分考虑系统的性与性。
2.电源总开关
根据EN60204.1(VDE01131部分)标准规定,为了使整个控制系统与电网隔离,机械设备的电气控制装置安装电源总开关。
总开关的设计要求是:开关具有足够的分断能力,能够分断处于“堵转”状态的大电动机的电流与其他所有用电设备和电动机的电流总和。
通过总开关,原则上应能断开设备中的所有用电设备电源,例外的是,当设备安装有需要在总电源切断情况下使用的保护装置——如维修用电源、维修用照明、设备防护的装置等部件时,允许这部分的电源直接连接在设备进线上,不通过总开关分断。但是,即便如此,以上电路仍然需要安装立的短路保护器件(如断路器等)。
3.保护装置的安装
为了对设备主回路进行、有效的保护,设备中每一个立的部件都安装用于短路、过电流保护的保护器件(如断路器等),保护器件具有足够的分断能力,能够分断被保护的用电设备或电动机。
出于调试、维修的需要与系统的性与性的考虑,原则上对于不同类型的主回路,如电机主回路、驱动主回路等,在每一部件立安装保护器件的基础上,还应对每一大类分类安装总保护断路器。
对于输入/输出点数、种类较多、构成复杂、控制要求较高的控制系统,当外部输入/输出信号共用电源时,应采用分组的形式进行供电,每组通过立的保护断路器进行保护与通/断控制。
4.接地与抗干扰
从角度考虑,控制系统应安装总接地母线,用于电位平衡与接地。与主回路连接的各种立电气控制装置,应有专门的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接,以防止干扰,提高性。
系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置,如PLC、数控装置(CNC)、伺服驱动器、变频器等,应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接,以抑制线路干扰。
系统中的需要通断的大功率负载,应在线路上安装浪涌电压吸收器,以抑制负载通断产生的过电压与干扰。
5.辅助控制电源的设计
用于系统保护、紧急停机控制的装置(如制动器、门保护等)的辅助电源,应确保不会因“急停”等操作而分断。
系统中性要求较高的控制部件,如PLC的电源输入、CNC的电源输入等,当它们为直流DC24V供电时,应尽可能采用立的稳压电源进行供电;当采用交流供电时,应安装立的隔离变压器,原则上不要与系统的其他控制电路与执行元件(如电磁阀、220V/24V控制回路等)共用电源。
PLC输入/输出所需要的传感器、开关、执行元件电源,应尽可能采用外部电源供电的形式,以防止由于外部线路故障引起的PLC损坏。
注意:在欧洲,目前已经对工业电气控制设备的主回路实行3相AC400V与单相AC230V标准,以取代传统的3相AC380V与单相AC220V标准,因此,在进行出口设备设计以及进口设备维修时,应引起注意。
本人用的300PLC(313C-2DP)做项目,还是主从通讯。由于数据量很大(过130),我查了下这个CPU的参数,上面有:I/O过程映像:输入128字节,输出128字节。
I/O地址区总计:输入1024字节,输出1024字节
请问意思是不是我打包通讯的数据总量不能过128个字节?
DP从站组态通讯数据时只要起始地址不过1024都可以?
这个CPU组从通讯多能传送多少数据?
答:1、 I/O过程映像:输入128字节,输出128字节.......... 输出1024字节.......请问意思是不是我打包通讯的数据总量不能过128个字节?
不是的。打包通讯的数据与I/O过程映像没。数据块DB,连续的标志区M均可作为打包的数据区。
2、 DP从站组态通讯数据时只要起始地址不过1024都可以?
没有这种说法。
3、 这个CPU组从通讯多能传送多少数据?
a、DP通讯讲究一致性。
b、有关DP的一致性:
通 讯作业不在循环程序的执行处来处理,而是在程序循环过程中的一个固定的时间段里处理。从系统来讲,数据格式字节,字 和双字永远可以得到一致性的处理,就是说传输一个字节,一个字(两个字节)或双字(4个字节)是不会被打断的。
c、不同的通讯卡CP,不同的CPU通讯数据的大长度也不一样,例如:
CP342-5 作为PROFIBUS DP主站时,和每个从站多可以交换244个输入字节(bbbbb)和244个输出字节(Output)。CP342-5 作为从站时,与主站多能够交换240个输入字节和240个输出字节。
在S7-300中,通过SFC14和SFC15,读写一致性的字节大长度是32个字节。
CPU 在程序循环处理过程中有一段连续的地址区域存储过程信号叫做过程映象区,他处于CPU的系统存储区中。这样CPU 可以访问内部存储区获得I/O 信号而不用直接访问I/O 模块。
过程映象区中的I/O 值不反映当前的I/O 信号,他记录的是循环扫描起始期的I/O 值。当输入模块中的一个信号状态发生改变,过程映象区中该信号的状态直到下次循环开始时才会新。
通过过程映像区访问时,地址格式是I/Q(输入/输出),小可以访问到位,如I0.0,Q10.0
一般通过过程映像区访问的循环程序运行流程如下:
1. 执行CPU 内部任务
2. 将过程映像区输出区(PIQ)送到模块输出通道
3. 从模块的输入通道到过程映像区输入区(PII)
4. 执行用户程序段
但是过程映象区仅有128 个字节,而对于新型的CPU315-2DP(2AG10),它支持的数字量通道是16384,即有2048byte,有时候在I/O 量很大的情况下有必要采用直接I/O 访问的方式而不占用过程映像区,小访问单位是字节。地址格式如下:
PIB/ P 256 ,PIW / PQW 256,PID / PQD 256。
注意:直接I/O 访问,小按字节进行,不能单对位进行操作。
CPU 系统循环扫描周期:
一般在循环扫描周期中,过程映象区会自动地新,但在S7-400 和CPU 318 中您可以取消这样的新方式,进行直接的I/O 访问或者在程序的不同地方调用SFC26”UPDAT_PI”
和SFC27”UPDAT_PO”来新过程映象区。
一、选 型
1.选择熟悉编程软件的机型经常接到一些信件,特别是初次使用可编程序控制器(PLC)的一些用户问,选用哪一种型号的PLC为好?选型是一个老问题。由于生产PLC的厂商很多,有时会感到无从下手解决该问题。一般地说,你对哪一家公司哪个型号的PLC了解得多,特别是对它的指令和编程软件熟悉,则选用该公司的PLC为好。因为从性、性能指标上各家公司的产品大同小异。若你的设备(或产品)或进口设备上已经用了某一种型号的PLC,若再要选用PLC开发新的产品,在满足工艺条件的前提下,建议还是选用你已经用过的PLC为好,这样,可以做到资源共享的好处。 2.选择合资厂的机型选用进口PLC好还是国产PLC好?国内的一些PLC生产厂,特别是一些合资的PLC生产厂,其PLC的性能与进口PLC是一样的,而且国内PLC厂商售后服务、备品备件容易解决。
国产PLC的价格也比进口的PLC1/3左右。当然进口的PLC,特别是一些上的大公司生产的PLC,尤其是大型或大型PLC,在重大工程上还是对象。 3.选择性能相当的机型PLC选型中还有一个重要问题就是性能要相当。如果只有十几个开关量输入的工程项目,选用了带有模拟量输出输入的PLC机型,这就大材小用了,这时只要选性能相当的PLC,其价格可以大大地降低。 4.选择新机型由于PLC产品新换代很快,选用相应的新机型很有必要。曾碰到一个PLC用户,在20世纪80年代进口的一台设备上,用了一台F1—20MR型PLC坏了,该厂干方百计想求购一台同型号的PLC替代,结果求购不到。其实,用一台FXON—20MR型PLC可以代替,当然用其它型号也可以代替。
二、安装与布线
1.安装位置PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件,如继电器、接触器的线圈应并联RC消弧电路。PLC应远离强干扰源,如大功率晶闸管装置、高频焊机和大型动力设备等。 2.连接线通常,按钮、限位开关、接近开关等外接电气部件提供的开关量信号对电缆无严格要求,故可选用一般电缆。若信号传输较远,可选用屏蔽电缆;模拟信号和高速信号线也选用屏蔽电缆。 3.布线信号线与功率线应分开布线。电源电缆应单走线;不同类型的线应分别装入不同的管槽中,信号线应装入电缆管槽中,应尽量靠近地线或接地的金属导体。当信号线长度过300m时,应采用中间继电器转接信号或使用PLC的远程I/O模块。电源线与I/O线也应分开走线,并保持一定的距离,若要在同管槽中布线,应使用屏蔽电缆。
交流电路用线与直流电路用线应分别使用不同的电缆。 4.信号传输通常,当模拟量输入输出信号距PLC较远时,应采用4—20mA或O—10mA的电流传输方式,而不是电压传送方式。传送模拟信号的屏蔽线,其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,并将屏蔽层两端接地。
三、电 源
保证PLC地工作是工程追求的目标之一。在系统设计时,应采取提高性的措施,以干扰的影响,保证系统正常运行。电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的。电源是干扰进入PLC的主要途径之一。若有条件,可对PC采用单的供电回路,以避免其它设备启停对PLC的干扰。在干扰较强或对性要求很高的场合,可在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽的隔离变压器和低通滤波器。隔离变压器可以抑制从电源线窜入的外来于扰,低通滤波器可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。 动力部分、控制部分、PLC与I/O电源应分别配线,详见附图。隔离变压器与PLC、I/O电源之间采用双绞线连接。系统的动力线应有足够截面,以降低线路压降。
四、外接传感器
大量实践表明,PLC控制系统的故障率相当一部分由外接传感器故障引起。特别是一些机械型的行程开关、限位开关的故障率往往比PLC本身故障率高得多,所以在设计PLC控制系统时应采取相应的措施。如用高性的接近开关代替机械型的行程限位开关,就可保证PLC控制系统的高性。
五、 用户程序的保护与备份
调试好的PLC用户程序经常是有放在用铿电池作后备电源的RAM中,一般情况下,这种方式是保险的,但在强干扰的环境下,BAM中的用户程序也有可能改写或冲掉的。目前,常用的做法是,将调试好的程序用PLC ROM写人器将用户程序写到EPROM中长期保存,在系统运行时,应对EP ROM加上写保护,以防止被改写。
1.接地系统的基本要求
设备、控制系统良好的接地,不仅是保证人身所需的“电击防护”措施,而且也是抑制干扰、减小电磁干扰、提高系统性的重要手段,在设计、施工阶段予以重视。
PLC控制系统对接地的一般要求如下:
①系统接地良好,对于PLC控制系统,接地电阻应小于4Q。
②接地线有足够大的线径,立安装的PLC基本单元,应使用截面积在2.5nim2以上的黄/绿线与系统保护接地线(PE)连接。
③模块化结构的PLC,各模块与机架间一般可以通过模块本身的接地连接端,使得各模块与叽架间保持良好的接地,但机架与系统保护地之间应保证接地良好,应使用截面积在2.5mm2以上的黄/绿线与系统保护接地线(PE)连接。
④系统中的其他控制装置(如驱动器、变频器等)的接地同样符合规范,并立接地。
⑤系统中的各类屏蔽电缆的屏蔽层、金属软管、走线槽(管)、分线盒等均保证接地良好。
2.各类不同接地的处理
在PLC系统中,主要有以下几种与接地有关的常用“地”,需要根据不同的情况进行分别处理。
(l)数字信号地
数字信号地是指系统中各种开关量(数字量)的OV端,如接近开关的OV线、PLC输入的公共OV、晶体管输出的公共OV等。
数字信号地在PLC控制系统中,原则上只需要按照PLC规定的输入/输出连接方式进行连接即可,无须另外考虑专门的地线,也不需要与PE线进行连接,详见本书7.3节“I/O接口设计”部分。
(2)模拟信号地
模拟信号地是指系统中各类模拟量的OV端,如用于驱动器(变频器)的速度给定电压输出、测速反馈输入、传感器输入等。
模拟信号通常采用差动输出/输入,各信号间的OV各自立,因此,模拟信号地一般不允许进行相互间的连接,也不允许与系统的PE线进行连接。
用于模拟量输入/输出的连接线,原则上应使用带有屏蔽的“双绞”电缆,屏蔽电缆的屏蔽层根据不同的要求与系统的PE线连接。
(3)保护地
保护地是指系统中各控制装置、用电设备的外壳接地,如电动机、驱动器的保护接地等。这些保护地直接与电柜内的接地母线(PE母线)连接,不允许控制装置、用电设备的PE线进行“互连”。
(4)直流电源地
系统直流电源地是指除PLC内部电源以外的外部直流电源的OV端(PLC内部直流电源的OV端,一般与PLC的数字信号地共用)。可以分以下几种情况进行处理:
①当PLC输入/输出直流电源分离时,用于PLC输入的直流电源的OV,按本章7.3节“I/O接口设计”部分的要求,与PLC的OV公共线进行连接。用于PLC输出的直流电源,根据需要,可以不与PLC的OV公共端连接或与PLC的OV公共端连接。
②当PLC输入/输出直流电源共用时,直流电源的OV与PLC的OV公共线连接。用于PLC输入/输出的直流电源OV与系统接地(PE)线之间,根据系统的实际需要,可以连接也可以不连接。
③单用于PLC系统执行元件的直流电源OV,原则上不与PLC的OV连接,但一般需要与系统的接地(PE)线进行连接。
(5)交流电源地
交流电源地是指系统中使用的交流电源的OV端(或N线),如220V控制回路的OV端、交流照明电路、交流指示灯的OV端等。
在交流控制回路使用隔离变压器时,出于“电击防护”等方面的考虑,为了让变压器起到“隔离”作用,原则上不应将交流电源的OV端与系统接地(PE)线相连。
从抗干扰的角度考虑,控制系统的PE线原则上也不应与电网的N线相连。但在某些进口机床上,也有使用特殊的“短接端”,将交流电源的OV端、N线、接地(PE)线进行相互连接的情况。
PLC控制系统通常属于1MHz以下的低频电路的范畴,因此,一般应采用“单点接地”的接地方式。
PLC经验设计法顾名思义就是依据设计者的设计经验进行设计的方法。它主要基于以下几点。
(1) PLC的编程,从梯形图来看,其根本点是找出符合控制要求的系统各个输出的工作条件,这些条件又总是用机内各种器件按一定的逻辑关系组合来实现的。
(2)梯形图的基本模式为启一保一停电路。每个启一保一停电路一般只针对一个输出,这个输出可以是系统的实际输出,也可以是中间变量。
(3)梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节,它们都有一定的功能,可以在许多地方借以应用。
在编绘以上各例程序的基础上,现将“经验设计法”编程步骤总结如下。
(1>在准确了解控制要求后,合理地为控制系统中的事件分配输入输出端。选择必要的机内器件,如定时器、计数器、辅助继电器。
(2)对于一些控制要求较简单的输出,可直接写出它们的工作条件,依启一保一停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借助辅助继电器。
(3)对于较复杂的控制要求,为了能用启一保一停电路模式绘出各输出端的梯形图,要正确分析控制要求,并确定组成总的控制要求的关键点。在空间类逻辑为主的控制中关键点为影响控制状态的点(如抢答器例中主持人是否宣布开始,答题是否到时等)。在时间类逻辑为主的控制中(如交通灯),关键点为控制状态转换的时间。
(4)将关键点用梯形图表达出来。关键点总是用机内器件来代表的,应考虑并安排好。绘关键点的梯形图时,可以使用常见的基本环节,如定时器计时环节、振荡环节、分频环节等。
(5)在完成关键点梯形图的基础上,针对系统终的输出进行梯形图的编绘。使用关键综合出终输出的控制要求。
(6)审查以上草绘图纸,在此基础上,遗漏的功能,正错误,进行后的完善。
后需要说明的是“经验设计法”并无一定的章法可循。在设计过程中如发现初步的设计构想不能实现控制要求时,可换个角度试一试。当您的设计经历多起来时,经验法就会得心应手了
概述: 在很多应用场合中,需要用到语音录放功能,如机、电话自动应答装置等。本文介绍一种简单实用的dsPIc数字信号控制器,用来完成语音录放功能。由于dsPIC强大的数字信号处理功能,可以提供后续的复杂处理等,具有良好的易扩展性。
介绍dsPIc数字信号控制器以厦ISD4002语音芯片的功能特点;特别介绍dsPIC的SPl库函数的功能及使用,并给出一种简单的语音录放电路。具有、易使用等特点,有较高的实用。
1 dsPlC系列的简单介绍
dsPIC系列是Microchip公司推出的新型16位数字信号控制器。它结合了单片机的控制优点及数字信号处理器(DSP)的高速运算特性,为嵌入式系统提供了单一芯片解决方案。它继承了PlC单片机系列的哈佛总线结构和精简指令集(RISC)技术,以及寻址方式简单、运行速度快、功耗低、驱动能力强等优点,同时集成了主板级的DSP功能,能够提供强大的数字信号处理能力;此外,还提供了如UART、CAN、SPI等丰富的外围接口,可以方便地与其他设备进行通信互联。本文介绍使用dsPIC数字信号控制器的SPI接口与ISD语音芯片进行通信控制,使用的芯片型号为dsPIc30F6014。
2 ISD系列语音录放芯片
ISD系列语音芯片是美国ISD公司推出的产品。该系列芯片采用多电平直接模拟存储(Chip Corder)技术,声音不需要A/D转换和压缩,每个采样直接存储在片内的闪烁存储器中,避免了A/D转换的误差;能够真实、自然地还原语音、音乐及效果声;避免了一般固体录音电路量化和压缩造成的量化噪声和金属声。ISD4000系列采用CM0s技术,内含晶体振荡器、防混叠滤波器、平滑滤波器、自动静噪、音频功率放大器及高密度多电平闪烁存储阵列等,只需要很少的外围器件即可构成一个完整的语音录放系统。它的操作命令通过串行通信接口(SPI)或Microwire送入;采样频率可为4.O Hz、5.3 Hz、6.4 Hz、8.O Hz,频率越低,录放时间越长,但音质会有所下降;片内信息存于闪烁存储器中,可在断电情况下保存(典型值),反复录音10万次;器件工作电压3 v,工作电流25~30 mA,音质好,适用于移动电话及其他便携式电子产品。本设计使用的芯片型号为ISD4002,单片录放时间为120 s。
3 SPI接口介绍
SPI是由美国摩托罗拉公司推出的一种同步串行传输规范,常作为单片机外设芯片串行扩展接口。SPI有4个引脚:SS(从器件选择线)、SDO(串行数据输出线)、SDI(串行数据输入线)和SCK(同步串行时钟线)。SPI可以用全双工通信方式同时发送和接收8(16)位数据,过程如下:主机启动发送过程,送出时钟脉冲信号,主移位寄存器的数据通过SDO移入到从移位寄存器,同时从移位寄存器中的数据通过SDI移人到主移位寄存器中。8(16)个时钟脉冲过后,时钟停顿,主移位寄存器中的8(16)位数据全部移人到从移位寄存器中,随即又被自动装入从接收缓冲器中,从机接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。同理,从移位寄存器中的8位数据全部移入到主寄存器中,随即又被自动装入到主接收缓冲器中.主接收缓冲器满标志位(BF)和中断标志位(SSPIF)置“1”。主CPU检测到主接收缓冲器的满标志位或者中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据。同样,从CPU检测到从接收缓冲器满标志位或中断标志位置1后,就可以读取接收缓冲器中的数据,这样就完成了一次相互通信过程。这里设置dsPIC30F6014为主控制器,ISD4002为从器件,通过SPI口完成通信控制的过程。
4 dsPIC的SPI函数库
dsPIC30F6014提供了2个SPI接口模块,每个接口模块包括三个特殊功能寄存器和四个引脚。SPIxBUF是数据缓冲寄存器。需要注意的是,接收缓冲SPIxRBF和发送缓冲SPIxTBF共享同一个地址,即它们都是地址映射到SPIxBUF的。也就是说,当对接收或发送缓冲寄存器操作时,都只能对SPIxBUF进行操作,而不能直接对SPIxRBF或SPIxTBF进行操作。SPIxCON是控制寄存器,用来对sPI模块的操作模式等进行配置;SPIxSTAT是状态寄存器,用来标示SPI模块所处的状态。
通过对控制寄存器的配置,可以将SPI模块设置为8位或16位模式、主模式或从模式、帧同步等多种操作模式,还可以对时钟边沿、时钟分频倍数等进行配置。这里使用了以dsPIC为主,ISD为从的主从模式。Microchip提供的外围接口库可以方便地完成这些配置工作。
dsPIC Lange Tools Libraries是MictoChip公司提供给的一套工具库,其中主要含3个子库.DSP库,提供常用的DSP函数;外围接口库,提供对dsPIC系列所有外围接口的驱动函数,包括SPI接口;标准C及数学函数库,可在Microchip的网站下载(www.microchip. com)。我们使用其中的外围接口库中的SPI库函数即可。SPI库中主要包括以下几个函数:
①configIntSPIx SPI中断配置函数。该函数可以对sPI接口的中断使能位以及中断级进行配置,返回值为空。
②CloseSPlx关闭SPI接口。
③DataRdySPlx SPl接口数据就绪。该函数用来判断SPI接收缓冲区中是否有数据等待读出。若返回值为1,表示缓冲区中数据已经就绪,等待读出;若返回值为0,则标示缓冲区为空。
④ReadSPIx读SPI接口缓冲区。
⑤WriteSPIx向SPI接口发送缓冲区写数据。
⑥OpenSPIx打开SPI接口。该函数包含2个参数:configl和config2。configl中包含对SPI接口操作模式的配置信息,将写入控制寄存器;config2中包含SPI的状态信息,将写入状态寄存器。该函数在打开SPI接口的同时完成对其的配置。
⑦puasSPIx函数将一个字符串数据写入到发送缓冲区中。
⑧getsSPIx函数将从接收缓冲区读人长度的字符串数据,并转存到的空间。
除了这8个函数以外,该库还提供了相应的宏指令完成同样的功能,可以在程序中方便地使用。
5 lSD4002
ISD4002工作于SPI串行接口。SPI协议是一个同步串行协议,协议定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿动作。对ISD4002而言,在时钟上升沿锁存MOSI引脚数据.存下降沿将数据送至MISO引脚.协议具体内容如下:
①所有串行开始于SS下降沿;
②SS在传输期间保持为低电平,在两条指令之间保持为高电平;
③数据在时钟上升沿移入,在下降沿移出;
④SS变低,输入指令和地址之后,ISD才会开始录放动作;
⑤指令格式是10位地址码加6位控制码;
⑥ISD的任何操作(含快进)如果遇到EOM或OVF则产生一个中断,该中断状态在下一个SPI周期开始时被;
⑦使用读指令会使中断状态为移出ISD的MISO引脚时,控制及地址数据也同步从MOSI移入;
⑧所有操作在运行位(RUN)置1时开始,置0时结束;
⑨所有指令都在SS上升沿开始执行。
对于ISD4002,器件延时TPUD(8kHz采样时,约为25 ms)后才能开始操作;因此,用户发完上电指令后,等待TPUD.才能发出一条操作指令。下面是典型的操作。
从00处发音,应遵循如下时序:
发POWERUP命令;
等待TPUD(上电延时);
发地址值为00的SFTY命令;
发Y命令。
器件会从00开始放音,当出现EOM时,立即中断,停止放音。
如果从00处录音,则按以下时序;
发POWER UP命令;
等待TPUD(上电延时);
发POWER UP命令
等待2倍TPUD;
发地址值为00的SETREC命令;
发REC命令。
器件便从00开始,一直到出现OVF(存储器末尾)时,录音停止。
6 电路设计
本电路采用dsPICC30F6014数字信号控制器,通过3个按键开关控制ISD4002录放音芯片的动作。S1、S2、S3分别接到控制器外部中断INTl、INT2、INT3上。当按下S1时,开始录音,再次按下S1时停止录音。如此反复即可实现多段录音。同理,按下S2时开始放音,再次按下S2是停止放音。如此反复顺序播放多段录音。按下S3关机。
(1)硬件电路设计
整个电路由语音录放电路、话筒输入电路、按键开关电路及LCD显示电路构成。由于本设计输出直接驱动普通耳机,经实验不需外部功放电路,直接利用ISD4002内部功放输出即可。ISD4002作为从机,其SPI接口的MOSI接控制器的SDO;MISO接控制器的SDI;SCLK接SCK;SS接控制器的SS即可。LCD用于人机交互的界面显示。
(2)软件设计
程序包括主程序以及几个子程序。主程序中,在完成初始化的工作之后,进入一个while循环,等待响应按键触发的中断,若有按键按下,则进入相应的中断服务程序。在按键S1的中断服务程序中,设置一个标志变量,Sl每按下一次,标志变量取反,用来控制录音及停止录音。同理,S2的中断服务程序中也设置一个标志变量,控制开始放音及停止放音。S3的中断服务程序中则发送Power-Down指令关机。程序清单中给出了主程序以及中断服务程序,另外包括LCD驱动程序以及dsPIC的SPI函数库等。
7 总 结
该电路易于实现,功能简单实用,可扩展性较好;输出声音清晰、自然。如要增加录音时间,可选用ISD4000系列的其他芯片,程序基本相同。另外,在设计过程中有以下几点事项需要注意:
①在SPI的中,不同芯片所定义的传输顺序可能不同,因此要注意是先传高位还是先传低位。ISD4002要求先传高位数据,如果与主芯片所定义的顺序相反,则只要把指令码反过来传即可。
②由于ISD4002要求在时钟前半个周期把数据放在传输线上,因此,在使用dsPIC的SPI函数库时需要注意SPI初始化。在本设计中,使用的配置为SPl—CKE—ON&CLK_P0L_ACTIVE_HIGH。
以上两点可能会帮助解决一些常见问题。
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