摘要：c3ck215是韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的8－bit單片機(jī)芯片，它使用camrisc cpu作為核心，同時(shí)整合了lcd控制驅(qū)動(dòng)器、放大器以及a／d、d／a轉(zhuǎn)換器等功能單元。文中介紹了s3ck215的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給出了s3ck215在校音器設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：calmrisc；校音器；s3ck215１ 概述 ｓ３ｃｋ２１５是韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的一種高性能微控制器，它采用三星公司新開發(fā)的８－ｂｉｔ ｃｐｕ╟╟ｃａｌｍｒｉｓｃ作為核心。該芯片不僅包括有ｒｏｍ、ｒａｍ、定時(shí)器、ｉ／ｏ接口以及中斷控制單元等模塊，還整合了ｌｃｄ控制驅(qū)動(dòng)器、放大器以及ａ／ｄ、ｄ／ａ轉(zhuǎn)換器等非常有用的功能單元（比如ｌｃｄ控制驅(qū)動(dòng)器可以直接驅(qū)動(dòng)高達(dá)１２０個(gè)點(diǎn)的ｌｃｄ顯示屏）。由于這些單元拓展了該單片機(jī)的功能，因此，使用該單片機(jī)設(shè)計(jì)電路時(shí)，只需附加簡(jiǎn)單的外部電路就可以構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)，而且功耗低、體積小、系統(tǒng)可靠性高。此外，三星公司還為ｓ３ｃｋ２１５的應(yīng)用提供了一套有效的開發(fā)工具和在線仿真器，從而方便了設(shè)計(jì)者基于ｓ３ｃｋ２１５的軟硬件設(shè)計(jì)。 本文介紹了使用ｓ３ｃｋ２１５設(shè)計(jì)的校音器電路。該校音器在采集到樂器所產(chǎn)生的聲音信號(hào)后，可計(jì)算出聲音頻率，同時(shí)顯示其與理想頻率的偏差，然后以此作為樂器調(diào)整的依據(jù)，使之發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)聲音。２�。螅常悖耄玻保到榻B圖１是ｓ３ｃｋ２１５的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊圖。從圖１可以看出，該單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：●使用ｃａｌｍｒｉｓｃ作為中央處理單元；●內(nèi)含八位乘法器；●具有深度達(dá)１６級(jí)的硬件堆棧，每級(jí)寬度為１６－ｂｉｔ；●帶有ｌｃｄ驅(qū)動(dòng)控制器；●具有１０－ｂｉｔ ａ／ｄ轉(zhuǎn)換器和９－ｂｉｔ ｄ／ａ轉(zhuǎn)換器；●內(nèi)含兩個(gè)運(yùn)算放大器。２．１ ｃａｌｍｒｉｓｃ處理器 ｃａｌｍｒｉｓｃ是三星公司新開發(fā)的一種８－ｂｉｔ低功耗ｒｉｓｃ微處理器，它滿足哈佛體系結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其指令和數(shù)據(jù)可以通過各自的路徑同時(shí)進(jìn)行訪問。 ｃａｌｍｒｉｓｃ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括一個(gè)８－ｂｉｔ ａｌｕ、１６個(gè)通用寄存器、１１個(gè)專用寄存器、１６級(jí)硬件堆棧以及程序存儲(chǔ)器地址生成單元以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址生成單元等。其中１６個(gè)通用寄存器分為四組（ｂａｎｋ ０－ｂａｎｋ ３）,每組包括四個(gè)８－ｂｉｔ寄存器（ｒ０, ｒ１, ｒ２, ｒ３）。而專用寄存器包括狀態(tài)寄存器、鏈接寄存器以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器索引寄存器。ｃａｌｍｒｉｓｃ中的１６級(jí)硬件堆棧除了可以作為數(shù)據(jù)暫存空間外，還可以用來進(jìn)行低功耗堆棧操作。 ｃａｌｍｒｉｓｃ具有三級(jí)流水線。圖２所示是ｃａｌｍ-ｒｉｓｃ處理器的三級(jí)流水線示意圖。對(duì)ｃａｌｍｒｉｓｃ的操作可采用寄存器－存儲(chǔ)器指令集方式。操作時(shí)首先取指令（ｉｆ）并將程序計(jì)數(shù)器（ｐｃ）指向指令地址，接著將指令放入指令寄存器（ｉｒ），然后進(jìn)行指令譯碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀�。ǎ椋洌恚澹恚�，同時(shí)執(zhí)行指令和回寫（ｅｘｅ／ｗｂ），最后由ａｌｕ來執(zhí)行指令并將指令執(zhí)行結(jié)果寫入目標(biāo)寄存器。 ｃａｌｍｒｉｓｃ采用流水線工作的示意圖如圖３所示。圖中，前一指令獲取完畢后馬上可以進(jìn)行下一指令的取指操作，而不必等到前一指令執(zhí)行完畢。實(shí)際上，大多數(shù)ｃａｌｍｒｉｓｃ指令都是單字節(jié)指令，取指操作只需一個(gè)時(shí)鐘周期即可完成；但是 “ｃａｌｌ”和“ｊｐ”等跳轉(zhuǎn)指令是雙字節(jié)指令，它們的取指操作需要兩個(gè)時(shí)鐘周期。２．２ ８位乘法器 ｓ３ｃｋ２１５整合了一個(gè)８－ｂｉｔ乘法器，通過設(shè)置乘法器控制寄存器（ｍｕｌｃｏｎ）可支持８－ｂｉｔ符號(hào)數(shù)或無符號(hào)數(shù)的乘法運(yùn)算，而且只需兩個(gè)時(shí)鐘周期即可輸出運(yùn)算結(jié)果。它的組成包括操作數(shù)寄存器（ｍｘｉｎｐｍｙｉｎｐ）、結(jié)果寄存器（ｍｒｈｍｒｌ）和８－ｂｉｔ乘法運(yùn)算器。調(diào)用乘法器實(shí)現(xiàn)乘法的程序段如下：ｌｄ ｒ０,＃０１ｈｌｄ ｍｕｌｃｏｎ,ｒｏ ; ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎｌｄ ｒ０,＃３２ｈｌｄ ｒ１,＃０ｃｅｈｌｄ ｍｘｉｎｐ,ｒ０ｌｄ ｍｙｉｎｐ,ｒ１ ;ｍｕｌｔｉｐｌｙ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｆｔｅｒ ｌｏａｄｉｎｇ ｍｘｉｎｐｍｙｉｎｐｎｏｐｎｏｐｌｄ ｒ２,ｍｒｈ ;ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ａｆｔｅｒ ２ ｃｙｃｌｅｓｌｄ ｒ３,ｍｒｌ ;ｍｒｈ／ｍｒｌ＝２８ｈ／３ｃｈ２．３ 運(yùn)算放大器 ｓ３ｃｋ２１５中有兩個(gè)運(yùn)算放大器，ｍｉｃ放大器和濾波放大器，一個(gè)用于從輸入信號(hào)中濾除噪聲以提高信號(hào)的信噪比，另一個(gè)用于輸入信號(hào)的放大，以便進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理。當(dāng)然這些放大器可以根據(jù)用戶需要自行定義它們的用途。實(shí)際上，該放大器模塊包括濾波放大器、ｍｉｃ放大器、放大器控制寄存器以及參考電壓產(chǎn)生器。 ２．４