【正文】 12C L K O U T13I N T _N14R D _ N15W R _ N16D M R E Q17D M A C K _ N18E O T _N19R E S E T _N20G L _ N21X T A L 122X T A L 223V c c24D25D+26V O U T 27A028U8P D I U S B D 12A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7A L EC S _U S BS U S PI N T _U S BWRSDR S T _U S B Y26M H ZC7 68 pfC8 22 pfV B U S1D2D+3G N D4S H I E L D5u9U S BR 281MR 2910 KU S B U S B +R 111MC910 4C 114. 7u P / 1 6VC 1210 4R 121MR 131MR 1410 KC 1347 0p FV D D 3 .3R 151KL1G O O D L I N KV D D 3 .3P D I U S B D 1 2 與 L P C 2 1 1 4 / 2 1 2 4 構成的 U S B 設備原理圖A D 0A D 1A D 2A D 3A D 4A D 5A D 6A D 7A L EC S _U S BS U S PI N T _U S BSD WRRST_USB/KEYDATACLK/CSRS R/W ED B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7PSBL P C 2 1 1 4 / 2 1 2 4 是基于一個支持實時仿真和跟蹤的 1 6 / 3 2 位 A R M 7 的微控器， 1 6 K B 的靜態(tài) R A M ， 128 位寬度接口 / 加速器實現高達 6 0 M H z 的操作頻率。 功能特點 使用 CPU PACK，可以使用多種兼容 芯片 DSP2812， 帶有 CPUPCAK 一塊；標配 TI 的 DSP2812，可進行 JTAG 仿真調試，支持 集成開發(fā)環(huán)境；完全自主設計的軟硬件、擁有自主版權的 JTAG 仿真技術，用戶使用沒有后顧之憂；可選 CAN 接口板，方便組裝現場總線所有 I/O 全部引出，可以和用戶的外部電路連接搭配； 4 個獨立 LED、 6 個獨立鍵盤控制；具有 RS232 轉換電路 ， 可與上位機進行通訊；可以與標準串行 MODEM 直接接口，方便遠程通訊具有 I2C 器件、 SPI 器件接口器件；具有濾波電路， PWM 輸出可實 DAC 轉換功能；板上的功能部件可使用跳線器連接或斷開連接；提供基于 PC 的人機界面，方便調試實時時鐘、串口 通信等功能；提供詳細的使用教材，實驗例程。板上提供了一些鍵盤、 LED、 RS232 等常用功能部件， 能夠 幫助用戶學習 32 位單片機從簡單的開始，一步一步的過渡到 32 位 ARM 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領域。 沈陽工業(yè)大學成人高等教育?？? 2 第 2 章 硬件電路原理圖 電路原理圖的組成 基于 DSP2812開發(fā)實驗板的電路原理圖如圖 1所示。 板上提供了一些鍵盤、 LED、 LCD、 RS232 等常用的一些功能部件，還有兩組供電電源，調試測試接口和 USB 接口，幫助用戶學習 32 位單片機從簡單的開始，從而一步一步的過渡到 32位 DSP嵌入式開發(fā)領域。 DSP2812 具備外部存儲器接口，通過外部存儲器控制器可以擴展 4 個 BANK 的存儲器組，每個存儲器組的空間空間大小為 16MB。還有就是調試測試接口不是必須的，但是在電路板開發(fā)的過程中發(fā)揮了巨大的作用。系統(tǒng)電源電路如圖 3 所示。 電源系統(tǒng)為整個系統(tǒng)提供能量，是整個系統(tǒng)工作的基礎，具有極其重要的地位，因此如果電源系統(tǒng)處理得好那么整個系統(tǒng)的故障往往減少了一大半。使用時 ，其輸出端需要一個至少 10uF的鉭電容來改善瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性。簡單的方法是利用微控制器內部的晶體振蕩器，但有些場合需要使用外部振 蕩源提供時鐘信號。用 晶振的原因是使串口波特率更精確，同時能夠支持 很多型號的 DSP2812 芯片內部 PLL 功能及 ISP 功能。 如圖 5，信號 nRST 連接到 DSP2812 芯片的復位腳 RESET ，信號 nTRST 連接到 DSP2812 芯片內部 JTAG 接口電路復位腳 TRST 。為解決這個問題，所有的微控制器都有一個復位邏輯，它負責將微控制器初始化為某個確定的狀態(tài)。如果系統(tǒng)不需要手動復位，則可以選擇 MAX809；如果系統(tǒng)需要手動復位，則可以選擇 SP708SCN。 圖中 ， JTAG 接口上的信號 nRST、 nTRST 與開發(fā)實驗板的復位電路連接 (參考圖 5)，形成線與的關系，達到共同控制系統(tǒng)復位的目的。 沈陽工業(yè)大學成人高等教育?？? 8 圖 6 JTAG調試接口電路 串口及 MODEM 接口電路 由于系統(tǒng)是 系統(tǒng)，所以使用了 MAX3232 進行 RS232 電平轉換， MAX3232 是 3V工作電源的 RS232 轉換芯片。同時還要把 JP8 短接，使 ISP 的硬件條件得到滿足。由于 GPIO 作為輸入時，內部無上拉電阻，所以要使用 R17～ R22 等 6 個上拉電阻，當沒有按鍵時，口線值為 1，當按鍵按下時為 0；而 R11～ R16 為口線保護電阻，即當連接按鍵的 I/O設置為輸出時，這幾個電阻保證了輸出口不會直接對地短路。 本次電路設計按鍵電路使用的是新式的按鍵電路 HD7279A。 證正確的時序是 HD7279A 正常工作的前提 條件。 微處理器通過 KEY 引腳電平來判斷是否有鍵按下，在使用查詢方式管理鍵盤時，該引腳接至微處理器的 1 位 I/O 端口；如果使用中斷方式，該引腳應接至微處理器的外部中斷輸入端。 HD7279A 沒有提供組合鍵功能。 LED 顯示電路 在顯示方面， DSP2100開發(fā)實驗板采用了一片 74HC595驅動一位靜態(tài)共陽 LED數碼管，如圖 9所示，其時鐘 (SCK)、數據 (SI)分別接到 DSP2812的 SPI接口的 SCLK0、 MOSI0，這樣就可以發(fā)送數據 到 74HC595；片選 (RCK，即 74HC595輸出觸發(fā)端 )與 ，由 控制 74HC595 數據鎖存輸出；而最高位輸出 (SQH)連接到 DSP2812 的 SPI接口的 MISO0，可用來讀回數據。 圖 9 SPI 驅動顯示電路 另外， DSP實驗板還具有 4 個獨立的發(fā)光二極管 LED1～ LED4，分別由 ～ 輸出控制，輸出 1 時對應的 LED 熄滅，輸出 0 時對應的 LED 點亮，電路如圖10 所示。沈陽工業(yè)大學成人高等教育?？? 12 圖 10 LED 控制電路 RVI ledled ?? (公式 1) 其中 V為二極管的導通壓降，一般為 。 Q1 采用開關三極管 8550，其主要特點是放大倍數高 hFE=300，最大集電極電流 ICM=1500mA，特征頻率 fT=100MHz。如圖 12，總線上拉電阻 R3 R38 放在 JP9 跳線之后，當不使用 CAT24WC02 時，把 JP9 斷開，兩個上拉電阻就不會影響口線了 ( 、)。 I2C總線是由數據線 SDA和時鐘 SCL構成的串行總線，可發(fā)送和接收數據。 開始信號： SCL 為高電平時， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現故障。 USB 設備與 PC 機 USB 主控器相連就可以實現嵌入式系統(tǒng)與 PC機之間的通信了，也就可以實現如 U 盤、移動硬盤、 USB 接口、打 印機等功能。 這種實現 USB 接口的標準組件使得設計者可以在各種不同類型微控制器中選擇出最合適的微控制器。同樣地， PDIUSBD12理想地適用于許多外設，例如：打印機、掃描儀、外部的存儲設備（ Zip 驅動器）和數碼相機等等。 PDIUSBD12 具有 8 位的數據總線接口 DATA0～ DATA7，片選引腳 CS_N 以及 讀選通引腳 RD_N 和寫選通引腳 WR_N。液體顯示器LCD 就是利用液晶態(tài)物質的液晶分子排列狀態(tài)在電場中改變而調制外界光的被動型顯示器件。 OCMJ液晶顯示顯示器內含 GB 2312 1616 點陣國標一級簡體漢字和 ASCII88點陣英文 字庫，輸入區(qū)位碼或 ASCII 碼即可實現文本顯示。所有的功能 ， 包含顯示 DSP，字型產生器，都包含在一個芯片里面，只要一個最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。 第 3 章 軟件編程設計 基于以上硬件電路的設計，編寫了部分程序并且經過調試仿真測試了硬件電路原理圖的設計正確與否。由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼。此外還要消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。 uchar kbscan(void)。} } void dlms(void) /*延時 */ {char i。 P1=0xf0。0xf0)!=0xf0) {sccode=0xfe。0xf0)!=0xf0) {recode=P1amp。 return(sccode+recode)。 EE DE BE 7E ED DD BD 7D EB DB BB 7B E7 D7 B7 77 表 2 按鍵編碼 由此可見，鍵所在的行和列均為“ 0”，其他位為“ 1”，就是這個按鍵的編碼，將4*4矩陣鍵盤的 16個按鍵的鍵碼按從 515排成鍵碼表，根據表的功能要求轉向各自的功能處理程序。在仿真軟件中沒有中文顯示的液晶顯示器，因此用相同的思想去 實現硬件電路設計中液晶程序編寫的過程， 首先你要了解 LCD1602的工作時序 ,只有真正了解了 ,你才可以應用自如 ，信號的真值表如下： RS R/W E 功能 0 0 下降沿 寫指令代碼 0 1 高電平 讀忙標志 1 0 下降沿 寫數據 1 1 高電平 讀數據 沈陽工業(yè)大學成人高等教育專科 20 由此可得到 一 指令的函數 void write_(unsigned char ) { R/W=0。 E=0。 //下降沿 寫數據 LCD_DATA_PIN=data。 //設為輸出 write_mand(0x28)。 //delay } LCD1602 的指令集有很多，與本次編寫程序有關的只有其中的一部分，具體詳細的指令集可以參閱有關的由 上面那些資料我們就可以寫出驅動 LCD1602 的程序， 由 LCD1602指令集的功能設置我們可知它有兩種驅動模式 8 位數據接口驅動和四位數據接口。 for(i=0。j++)。 else P1 = ~(0x80LEDIndex)。} } 因為 在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程中 ,硬件電路設計和測試是比較麻煩的 ,因此希望能在開發(fā)初期就對其中的相應部分進行盡可能的仿真。不愧為一款非常優(yōu)秀的單片機仿真軟件。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。支持許多通用的微控 制器 ,如 PIC,AVR,HC11 以及 8051 應用特殊模型的 DLL 界面 提供有關元件庫的全部文件 Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。 首先，用 Proteus ISIS 畫好電路圖 (注意 MCU 的最小系統(tǒng)的外 圍電路在仿真時可以省略 )。最后，點擊 Play 鍵可看到電路仿真結果如圖 15 所示。 沈陽工業(yè)大學成人高等教育?？? 24 有上面可知。如圖 14所示，在該對話框的“ Program File”一項中選擇要加入的 .hex 文件。首先在硬件電路仿真的電路設計時，電路連接中是由按鍵、 LCD、 LED、單片機組成，由于對這個仿真軟件第一次使用，所 以在連接硬件電路圖時，連接完成后電氣規(guī)則檢查始終出錯，要把按鍵值送到 LCD 液晶顯示，由此可以知道是哪個按鍵按下，并且用按鍵控制 LED 同時 LCD 液晶顯示按鍵值和 LED 的顯示方式都組合在一起，放在同一張電路圖中，連接電路圖時增加了電路的元件個數，同時增加了軟件編程的復雜性。 第 4 章 本次電路設計難點和不足 通過對實驗板的研究和設計，增加了我對硬件電路設計的深刻認識，對于設計硬件電路時一定要注意細節(jié)，也就是電路設計中對每一個元件都要認識清楚并且要知道其電氣屬性