數字電子技術與單片機的混合式設計應用

宋斌

摘 要：數字電子技術和單片機的混合式設計具備十分寬廣的應用前景，在職能監測系統中具備非常高的價值，數字電子技術可以經過多媒體以及互聯網技術對信息進行轉化，而單片機對信息進行處理，最終實現信息的傳輸。本文把車載數字音樂播放器當做例子，簡述了數字電子技術與單片機的混合式設計。

關鍵詞：數字電子技術；單片機；混合式設計；應用

一、簡述數字電子技術與單片機的混合式設計

（一）概述

數字電子技術主要是在材料學與信息電子等學科的基礎上把電路集成、芯片集成以及邏輯門電路當做是代表性的數字電子技術。把處理信號當做例子，信息電子技術可以合理地把模擬信號轉變成數字化信號，進而實現不同信號之間的轉換。數字電子技術在下面五個領域所應用。第一，就互聯網領域而言，移動設備在傳輸照片的過程中，數字電子技術可以全面提升信息的抗干擾性以及穩定性，對數據進行儲存，增強其設備的數字化與集合化。第二，就數字化電路而言，信息的接收、匯集以及分析，實現信息的快速傳輸，可以降低信息內容失真情況出現率。第三，就加強互聯網的信號處理水平而言，數字電子技術可以提高信號的利用率，甚至是轉化量子信息。第四，就運輸網絡而言，現階段的各行各業對互聯網信息的傳遞要求在不斷的提升，我國社會進入了信息時代，數字電子技術可以根據電子互聯網，提升信息傳遞的效率。第五，就加強信號數字化而言，在信息時代，所有數據都能夠實施數據化，并且自適應技術的應用更加廣泛，其具備眾多信息的支撐。

現階段，單片機已經被廣泛應用，其技術也在不斷的成熟，雖然沒有可以進行交換的界面，但是其與控制系統進行融合，可以對控制程序進行編寫，加強任務管理，與此同時，功耗得以減少，使其抗干擾水平得以加強，可以進行在線輸入。對單片機進行應用體現在下面三個方面，第一，就工業行業而言，單片機是設備的重要元件，可以提升其工作效率，對成本進行控制。第二，單片機技術可以達成控制功能，經過和其他技術之間的融合，進行信息交互，在單片機的基礎上加強自適應，在自動報警以及識別故障等方面產生著十分重要的作用。第三，就串行通信而言，單片機是串行通信的分析與轉換數據的工具。

（二）數字電子技術與單片機混合設計

數字電子技術和單片機混合設計可以在最大的程度上提高設備處理信息的能力，為自動化與智能化打下堅實的基礎。單片機是微型計算機，其內存、能力以及能耗存在著一定的限制，可以進行處理的數據存在著制約，雖然其輸入程序可以被控制，但是面對復雜的任務其應對能力并不明顯，兩者之間的結合可以拓寬技術適用的范圍。其設計過程中應該具備下面的要求，第一，就可靠性和質量而言，混合設計不是隨意進行搭配，市場上雖然存在較為成熟的單片機，但是其產品的質量并不相同，生產工藝與設計能力對產品功能產生影響。第二，就安全性而言，大部分智能產品主要應用在敏感的領域中，例如，監測火災等，這邊對產品的可靠性以及安全性提出了越來越高的要求。第三，就共享數據而言，在大數據的環境下，共享數據被越來越多的人們所重視，后臺處理也更加模塊化，這便對功能的多樣性提出了越來越高的要求，因此，單片機可以實現多樣性的功能，使用更多的串口對其他設備進行連接。

二、以車載數字音樂播放器為例

（一）設計需求

車載音樂播放器應該考慮到下面幾個方面，第一，具備多樣性的解碼辦法，可以進行硬解碼。第二，在價格不會產生變化的時候，可以儲存更多的音樂，其容量非常大。第三，具備更高的續航能力，可以將其和車載電源之間進行連接。第四，在其體積不改變或者是更小的情況之下，對更多的功能進行集成，例如，攝像、導航等。第五，就其纖薄而言，具備一定程度上的抗震能力。第六，支持多種視頻與音頻格式，數據處理上更加流暢。第七，具備一定程度上的擴展能力，可以在平臺上進行程序的下載。第八，可以連接智能手機，可以和手機熱點、無線等進行連接。

（二）設計方案

1、硬件設計

系統把SPCE0616當做核心內容，其是專門使用在音樂軟件中的單片機，具備容易拓寬以及體積小等特點，可以適應眾多用戶的實際需求。在使用與學習方面較為簡單，具備觸鍵喚醒的功能，能夠進行設備接口的串行。電源板主要使用4.5V的電壓。而CPU的語音輸出電路主要是電路板內置的10位精度所實現的，具備外接功放的電路便能夠實現。SPR的硬件電路包含4096與1024工作電路、無線放射模塊以及藍牙接收器等。

2、系統軟件

按鍵包含開始、暫停、關閉、上一首以及下一首等按鈕，使用三個按鍵盤便能夠實現，一個按鈕能夠經過輕按進行切換。SPCE0616主要是音樂處理的單片機，對音頻進行處理主要是借助MIC的輸入通道等實現，進行語音錄制以及播放等工作。其帶有廠商所提供的多樣性解碼算法以及函數庫，各個模塊的程序接口比較多，包含高質的音頻、寬帶音頻以及廣播等，其處理的范圍主要是在200Hz-

3.4KHz。對音樂信號進行壓縮，包含有損與無損兩方面，無損更加適合與高質的音樂。單片機也可以進行錄制、播放，進而達到語音的控制。系統設計包含下面幾個方面，第一，語音播放，其資源主要是在外擴的儲存器中進行保存。第二，其步驟主要包含解碼隊列的判斷、得到語音資源、播放是否結束等。第三，對音質進行調節的功能，其主要是對均衡器進行利用，依照語音解碼進行傳授，把數據在液晶顯示屏上進行展現，能夠經過修蓋中斷的情況調整音質。第四，無線放射與接收的模塊，經過調制信號實現音頻的無限傳輸。

結束語：

總而言之，數字電子技術與單片機的混合式設計應該具備明確的思路，其應用越來越廣泛，尤其是在家用領域中的應用，在其設計的過程中應該和其他部門進行合作，做好準備工作，掌握實際需求，最終實現多信號處理。

參考文獻：

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