毕业设计--凌阳单片机实验板

毕业设计--凌阳单片机实验板内容摘要：

EZPROBE 下载线的 5 pin 接口 MIC 麦克风输入电路 VRT A/D 转换外部参考电压输入接口 K1~K3 扩展的按键，接 IOA0~IOA2 PLL 锁相环外部电路 RESET 复位电路 PROBE 在线调试器 5 pin 接口 J3 2 pin 喇叭插针 OSC 32768Hz 晶振电路 PORTA/B 32 个 I/O 口 61 板的硬件电路大体上可分为 SPCE061A 最小系统、电源电路、音频电路、 ICE 接口等模块，下面分别介绍 61 板的各部分电路。 SPCE061A 最小系统 SPCE061A 最小系统中，包括 SPCE061A 芯片及其外围的基本模块，其中外围的基本模块有：晶振输入模块（ OSC） 、锁相环外围电路（ PLL） 、复位电路（ RESET） 、指示灯（ LED）等，如图 所示。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 6 图 SPCE061A 最小系统 电源电路 图 是电源部分的电路，由电池盒提供的 直流电压经过 SPY0029 后产生 给整个系统供电。 SPY0029 是凌阳公司设计的电压调整 IC，采用 CMOS 工艺，具有静态电流低、驱动能力强、线性调整出色等特点。 图中的 VDDH3 为 SPCE061A 的 I/O 电平参考，如果该点接 SPCE061A（ PLCC84 封装，下面的介绍中当出现 SPCE061A 的引脚描述时，均指此封装的芯片）的 51 脚，可使 I/O 输出高电平为 ； VDDP 为 PLL 锁相环电源， 接 SPCE061A 的 7 脚； VDD 和 VDDA 分别为数字电源与模拟电源， 分别接SPCE061A 的 15 脚和 36 脚； AVSS1 是模拟地， 接 SPCE061A 的 24 脚； VSS是数字地， 接 SPCE061A 的 38 脚； AVSS2 接音频输出电路的 AVSS2。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 7 图 电源电路图 音频电路 音频电路由音频输出和音频输入两部分组成。 图 是音频输出电路图。 SPCE061A 内置 2 路 10 位精度的 DAC，只需要外接功放电路即可完成语音的播放。 图中的 SPY0030 是凌阳的一款音频放大芯片，可以工作在 ~6V范围内，最大输出功率可达 700mW。 图 音频输出电路 SPCE061A 芯 片中已经集成了音频输入专用 ADC 以及 AGC 放大电路，因此芯片外部的电路比较简单，图 是 61 板的音频输入电路模块。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 8 图 音频输入模块 ICE 接口电路 SPCE061A 芯片内部集成了 ICE（ 在线仿真）接口， PC 机通过 Probe（ 在线调试器）或 EZ_Probe（ 简易下载线）与 61 板相连，就可以方便地完成程序的下载、调试等。 61 板为 Probe 和 EZ_Probe 各自提供了一组接口，可通过 S5 跳线来选择使用的接口类型。 ICE 接口部分电路如图 所示。 图 ICE 接口电路 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 9 第 3 章 如何用 SPCE061A 单片机开发 SPCE061A 单片机开发的过程 传统的单片机学习硬件方案是 编程器 +开发系统 +仿真器 ，由于这些设备相互之间各自独立，使用者在学习或开发项目时，需要反复不停地拔插电缆、芯片、电源等，其繁琐的连线和复杂的操作，极大的降低了学习和开发的效率，如稍有不慎就有可能造成器件和设备的损坏，给使用者带来不必要的麻烦或损失。 而且备齐这些设备往往需要一笔昂贵的费用，大大提高了单片机学习的门槛。 SPCE061A 单片机学习开 发系统将开发软件、单片机开发系统（或称“实验板”）、下载线、编程器、仿真器进行完美的结合。 SPCE061A 单片机里面整合了进行在线编程控制的功能模块，试验过程中无需拔插任何电缆和芯片，也无需切换电源，配合下载线，就可轻松地将编译好的代码下载到开发系统上进行验证或演示，整个过程只需利用鼠标操作即可。 当然也可以使用配套的开发环境直接对实验板上的资源进行在线仿真。 该开发系统摆脱了传统、繁锁的单片机学习方式，将当今最流行、最经济有效的学习方案完美地整合在了同一个系统中，是一个快捷、高效、灵活的单片机学习、开发方案。 有了这个开发系统就同时拥有了学习实验板、下载线、编程器、仿真器，具有非凡的性价比，是单片机爱好者快速学习单片机开发的理想工具。 所以，采用 SPCE061A 单片机进行开发比采用传统单片机进行开发的过程简化很多，简单的说它的 开发过程就是首先在我们开发环境中编程，把编好的程序下载到开发系统上， 通过开发环境提供的各类调试窗口进行仿真调试，或者直接运行。 61 板 “ 61 板”是 SPCE061A EMU BOARD 的简称，是 SPCE061A 单片机的开发系统，通过挂接不同的硬件和下载不同的程序就可实现 各类特定功能的系统。 由于具有语音处理的特色，即便是不挂接额外的硬件，下载一些我们开发环境下提供的程序就可以实现一个复读机、语音万年历之类的系统，这也是一些人把 61 板称为一个准产品的原因，至于如何下载和找到那些程序在后面的章节中会详细介绍。 熟悉 61 板，应该从各功能模块入手，关于各功能模块的划分见图。 下 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 10 面将各区的功能进行一下简要的介绍，以便在后面的编程调试时知道是要操作硬件的哪一部分，关于详细介绍请参考附录。 1. 电源区：为整个系统提供电源，通常采用系统配套的电池盒进行供电，只要放入 3 节 5 号电 池就可以满足供电需求了。 2. 下载区：程序就是通过这边的接口下载到 SPCE061A 单片机的，当然，在进行在线调试时也能上传一些硬件信息到开发环境中。 3. 音频区：这里的麦克风是用来进行语音输入的，还有一个喇叭的接口用来进行语音播放。 4. SPCE061A 与周边：这就是整块板子的大脑，所有控制信息都是从这里发出的，那些周边器件用来协助 SPCE061A 单片机正常工作。 5. 键控区：采用这几个按键我们可以做一些简单的试验，比如说当板子里下载了复读机的程序，按这几个按键就可以分别用来进行录音、暂停和播 放，如果下载了语音万 年历的程序，这几个按键就可以用来设定初始时间和控制播放当前时间等。 6. 复位区：这里是由几个简单的电子元器件组成，当按下这里面的按键后，单片机就重新开始工作，也可以说成是单片机里的程序从第一条开始重新运行。 7. 端口区： 用于对外挂硬件的控制 ，或者获取外部硬件的一些状态以便 SPCE061A 来进行处理。 图 61 板 功能分区图 下载线和在线调试器 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 11 由于 61 板开发系统与传统单片机开发系统的不一样，下载线和在线调试器赋予的功能就比较多了，它不仅承担着把开发环境生成的目标 代码灌入单片机的功能，在进行程序调试时，它又承载着把单片机里各功能模块的当前讯息传送到开发环境，以便程序员能够根据这些数据判断程序的正确与否，从而进行程序的修改，因为传上来的是单片机内部功能模块的当前讯息，所以这个调试过程就形象地称之为在线调试。 所以说下载线和在线调试器（也称 PROBE）即是一个编程器（即程序烧写器），又是一个实时在线调试器，相对于 61 板开发系统来说它们的功能是一样的。 用它们中任意一个就可以替代在传统单片机应用项目的开发过程中常用的两件工具 —— 硬件在线实时仿真器和程序烧写器。 与 61 板配套的是下载线，当然也可以用在线调试器来对他进行开发。 图 下载 线联机开发图 下载线的好处是便宜，但它在传输数据的过程中没有在线调试器快，在线调试器就比较贵了，另外 在线调试器还可以调试凌阳科技一系列的单片机，但下载线做不到。 图 在线调试器 SPCE061A 单片机的调试接口只有 2 根控制传输线，在线调试器和下载就是通过这两根传输线加上 一些同电脑并行口（也称打印口）商量好的规则来进行联络（商量好的规则就是通常在通讯领域所听说的协议），由于并行口的信号是多个口一同发出的，要把它转换成 两根线的传输方式， SPCE061A 才能识别，正是在这里出现 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 12 了下载线和在线调试器速度上的差别，从上面两个图可以看到在线调试器比下载线多一些硬件，在线调试器是通过设计一些硬件的逻辑关系进行转换的，而下载线是通过电脑进行软件编程来进行转换的，根据硬件处理通常比软件处理快的常识，我们就可得出在线调试器速度快的结论了。 开发环境 所谓的开发环境，其实就是一个或几个电脑上的可执行程序，它同我们通常使用的 word 文本编辑器没有两样，仅是它们实现的功能不一样。 不管是哪类单片机的开发环境都至少具备如下的功能： 1. 程序编写：可以在开发环境里录入程序。 2. 编译程序：负责把程序翻译成机器码。 3. 程序下载：把机器码下载到仿真板或开发系统上。 61 板开发系统的开发环境叫做集成开发环境（也称 IDE），它除了具备上面的三个功能外还可以组织多个程序文件形成一个系统开发的项目，这样更有利于一些大型系统的开发和各功能模块的模块化，同时它还结合 SPCE061A 单片机的硬件提供各类在线调试窗口，使调试程序变得更加直观和简单，除此之外，它还提供一些软件模拟 SPCE061A 单片机仿真的功能，在没有硬件的情况下也可以完成 一些简单程序的调试。 可以通过集成开发环境使用 C 语言和汇编语言对 SPCE061A 进行编程，也许你没有编程经验，甚至于不知道 C 语言和汇编语言是什么东西，没关系，因为学习它们并不是一件困难的事情，为了更加的便于理解，本书中所编写的程序均采用 C 语言，并且每一行程序都会加上详细的注释。 之所以会有语言的出现主要是因为单片机或电脑只认识“ 0” 和“ 1”，但人就难于理解，所以后来人们就发明了一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，这就是所谓的汇编语言，当然用汇编语言写的程序必需通过编译器翻译成机器码才能被单片机 认识和执行。 原来没有汇编的时候，那些电子技术的拓荒者们就是采用“ 0”和“ 1”来进行编程的，当然如果你修炼到了一定的层次也可以采用“ 0”和“ 1”来进行编程：），但那是完全没有必要的，除非你是超人，要不写一个比较大的系统程序是肯定会出错，一旦出错将很难查找，并且你的程序别人无法理解，不符合协同开化的潮流，再说现在的编译技术已经发展到非常成熟的地步了，完全可以胜任翻译的工作。 人能够勉强理解汇编语言。 人常用的语言是更上一层的高级语言，比如 C,。