数字电子技术与单片机的混合式设计应用

宋斌

摘 要：数字电子技术和单片机的混合式设计具备十分宽广的应用前景，在职能监测系统中具备非常高的价值，数字电子技术可以经过多媒体以及互联网技术对信息进行转化，而单片机对信息进行处理，最终实现信息的传输。本文把车载数字音乐播放器当做例子，简述了数字电子技术与单片机的混合式设计。

关键词：数字电子技术；单片机；混合式设计；应用

一、简述数字电子技术与单片机的混合式设计

（一）概述

数字电子技术主要是在材料学与信息电子等学科的基础上把电路集成、芯片集成以及逻辑门电路当做是代表性的数字电子技术。把处理信号当做例子，信息电子技术可以合理地把模拟信号转变成数字化信号，进而实现不同信号之间的转换。数字电子技术在下面五个领域所应用。第一，就互联网领域而言，移动设备在传输照片的过程中，数字电子技术可以全面提升信息的抗干擾性以及稳定性，对数据进行储存，增强其设备的数字化与集合化。第二，就数字化电路而言，信息的接收、汇集以及分析，实现信息的快速传输，可以降低信息内容失真情况出现率。第三，就加强互联网的信号处理水平而言，数字电子技术可以提高信号的利用率，甚至是转化量子信息。第四，就运输网络而言，现阶段的各行各业对互联网信息的传递要求在不断的提升，我国社会进入了信息时代，数字电子技术可以根据电子互联网，提升信息传递的效率。第五，就加强信号数字化而言，在信息时代，所有数据都能够实施数据化，并且自适应技术的应用更加广泛，其具备众多信息的支撑。

现阶段，单片机已经被广泛应用，其技术也在不断的成熟，虽然没有可以进行交换的界面，但是其与控制系统进行融合，可以对控制程序进行编写，加强任务管理，与此同时，功耗得以减少，使其抗干扰水平得以加强，可以进行在线输入。对单片机进行应用体现在下面三个方面，第一，就工业行业而言，单片机是设备的重要元件，可以提升其工作效率，对成本进行控制。第二，单片机技术可以达成控制功能，经过和其他技术之间的融合，进行信息交互，在单片机的基础上加强自适应，在自动报警以及识别故障等方面产生着十分重要的作用。第三，就串行通信而言，单片机是串行通信的分析与转换数据的工具。

（二）数字电子技术与单片机混合设计

数字电子技术和单片机混合设计可以在最大的程度上提高设备处理信息的能力，为自动化与智能化打下坚实的基础。单片机是微型计算机，其内存、能力以及能耗存在着一定的限制，可以进行处理的数据存在着制约，虽然其输入程序可以被控制，但是面对复杂的任务其应对能力并不明显，两者之间的结合可以拓宽技术适用的范围。其设计过程中应该具备下面的要求，第一，就可靠性和质量而言，混合设计不是随意进行搭配，市场上虽然存在较为成熟的单片机，但是其产品的质量并不相同，生产工艺与设计能力对产品功能产生影响。第二，就安全性而言，大部分智能产品主要应用在敏感的领域中，例如，监测火灾等，这边对产品的可靠性以及安全性提出了越来越高的要求。第三，就共享数据而言，在大数据的环境下，共享数据被越来越多的人们所重视，后台处理也更加模块化，这便对功能的多样性提出了越来越高的要求，因此，单片机可以实现多样性的功能，使用更多的串口对其他设备进行连接。

二、以车载数字音乐播放器为例

（一）设计需求

车载音乐播放器应该考虑到下面几个方面，第一，具备多样性的解码办法，可以进行硬解码。第二，在价格不会产生变化的时候，可以储存更多的音乐，其容量非常大。第三，具备更高的续航能力，可以将其和车载电源之间进行连接。第四，在其体积不改变或者是更小的情况之下，对更多的功能进行集成，例如，摄像、导航等。第五，就其纤薄而言，具备一定程度上的抗震能力。第六，支持多种视频与音频格式，数据处理上更加流畅。第七，具备一定程度上的扩展能力，可以在平台上进行程序的下载。第八，可以连接智能手机，可以和手机热点、无线等进行连接。

（二）设计方案

1、硬件设计

系统把SPCE0616当做核心内容，其是专门使用在音乐软件中的单片机，具备容易拓宽以及体积小等特点，可以适应众多用户的实际需求。在使用与学习方面较为简单，具备触键唤醒的功能，能够进行设备接口的串行。电源板主要使用4.5V的电压。而CPU的语音输出电路主要是电路板内置的10位精度所实现的，具备外接功放的电路便能够实现。SPR的硬件电路包含4096与1024工作电路、无线放射模块以及蓝牙接收器等。

2、系统软件

按键包含开始、暂停、关闭、上一首以及下一首等按钮，使用三个按键盘便能够实现，一个按钮能够经过轻按进行切换。SPCE0616主要是音乐处理的单片机，对音频进行处理主要是借助MIC的输入通道等实现，进行语音录制以及播放等工作。其带有厂商所提供的多样性解码算法以及函数库，各个模块的程序接口比较多，包含高质的音频、宽带音频以及广播等，其处理的范围主要是在200Hz-

3.4KHz。对音乐信号进行压缩，包含有损与无损两方面，无损更加适合与高质的音乐。单片机也可以进行录制、播放，进而达到语音的控制。系统设计包含下面几个方面，第一，语音播放，其资源主要是在外扩的储存器中进行保存。第二，其步骤主要包含解码队列的判断、得到语音资源、播放是否结束等。第三，对音质进行调节的功能，其主要是对均衡器进行利用，依照语音解码进行传授，把数据在液晶显示屏上进行展现，能够经过修盖中断的情况调整音质。第四，无线放射与接收的模块，经过调制信号实现音频的无限传输。

结束语：

总而言之，数字电子技术与单片机的混合式设计应该具备明确的思路，其应用越来越广泛，尤其是在家用领域中的应用，在其设计的过程中应该和其他部门进行合作，做好准备工作，掌握实际需求，最终实现多信号处理。

参考文献：

[1] 张志明.国家教委对“NET系列数字电子技术实验系统”和“NIC—MCS51单片机实验系统”成果鉴定[J].电工教学，1993（03）：61.

[2] 王刚.数字电子技术与单片机的发展与应用[J].电子技术与软件工程，2015（21）：124.

[3] 杨洋.数字电子技术与单片机的发展与应用[J].信息通信，2015（10）：286-287.