【文章內(nèi)容簡介】 EZPROBE 下載線的 5 pin 接口 MIC 麥克風(fēng)輸入電路 VRT A/D 轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入接口 K1~K3 擴展的按鍵，接 IOA0~IOA2 PLL 鎖相環(huán)外部電路 RESET 復(fù)位電路 PROBE 在線調(diào)試器 5 pin 接口 J3 2 pin 喇叭插針 OSC 32768Hz 晶振電路 PORTA/B 32 個 I/O 口 61 板的硬件電路大體上可分為 SPCE061A 最小系統(tǒng)、電源電路、音頻電路、 ICE 接口等模塊，下面分別介紹 61 板的各部分電路。 SPCE061A 最小系統(tǒng) SPCE061A 最小系統(tǒng)中，包括 SPCE061A 芯片及其外圍的基本模塊，其中外圍的基本模塊有：晶振輸入模塊（ OSC） 、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL） 、復(fù)位電路（ RESET） 、指示燈（ LED）等，如圖 所示。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 6 圖 SPCE061A 最小系統(tǒng) 電源電路 圖 是電源部分的電路，由電池盒提供的 直流電壓經(jīng)過 SPY0029 后產(chǎn)生 給整個系統(tǒng)供電。 SPY0029 是凌陽公司設(shè)計的電壓調(diào)整 IC，采用 CMOS 工藝，具有靜態(tài)電流低、驅(qū)動能力強、線性調(diào)整出色等特點。 圖中的 VDDH3 為 SPCE061A 的 I/O 電平參考，如果該點接 SPCE061A（ PLCC84 封裝，下面的介紹中當(dāng)出現(xiàn) SPCE061A 的引腳描述時，均指此封裝的芯片）的 51 腳，可使 I/O 輸出高電平為 ； VDDP 為 PLL 鎖相環(huán)電源， 接 SPCE061A 的 7 腳； VDD 和 VDDA 分別為數(shù)字電源與模擬電源， 分別接SPCE061A 的 15 腳和 36 腳； AVSS1 是模擬地， 接 SPCE061A 的 24 腳； VSS是數(shù)字地， 接 SPCE061A 的 38 腳； AVSS2 接音頻輸出電路的 AVSS2。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 7 圖 電源電路圖 音頻電路 音頻電路由音頻輸出和音頻輸入兩部分組成。圖 是音頻輸出電路圖。SPCE061A 內(nèi)置 2 路 10 位精度的 DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放。圖中的 SPY0030 是凌陽的一款音頻放大芯片，可以工作在 ~6V范圍內(nèi)，最大輸出功率可達 700mW。 圖 音頻輸出電路 SPCE061A 芯 片中已經(jīng)集成了音頻輸入專用 ADC 以及 AGC 放大電路，因此芯片外部的電路比較簡單，圖 是 61 板的音頻輸入電路模塊。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 8 圖 音頻輸入模塊 ICE 接口電路 SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了 ICE（ 在線仿真）接口， PC 機通過 Probe（ 在線調(diào)試器）或 EZ_Probe（ 簡易下載線）與 61 板相連，就可以方便地完成程序的下載、調(diào)試等。 61 板為 Probe 和 EZ_Probe 各自提供了一組接口，可通過 S5 跳線來選擇使用的接口類型。 ICE 接口部分電路如圖 所示。 圖 ICE 接口電路 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 9 第 3 章 如何用 SPCE061A 單片機開發(fā) SPCE061A 單片機開發(fā)的過程 傳統(tǒng)的單片機學(xué)習(xí)硬件方案是 編程器 +開發(fā)系統(tǒng) +仿真器 ，由于這些設(shè)備相互之間各自獨立，使用者在學(xué)習(xí)或開發(fā)項目時，需要反復(fù)不停地拔插電纜、芯片、電源等，其繁瑣的連線和復(fù)雜的操作，極大的降低了學(xué)習(xí)和開發(fā)的效率，如稍有不慎就有可能造成器件和設(shè)備的損壞，給使用者帶來不必要的麻煩或損失。而且備齊這些設(shè)備往往需要一筆昂貴的費用，大大提高了單片機學(xué)習(xí)的門檻。 SPCE061A 單片機學(xué)習(xí)開 發(fā)系統(tǒng)將開發(fā)軟件、單片機開發(fā)系統(tǒng)（或稱“實驗板”）、下載線、編程器、仿真器進行完美的結(jié)合。 SPCE061A 單片機里面整合了進行在線編程控制的功能模塊，試驗過程中無需拔插任何電纜和芯片，也無需切換電源，配合下載線，就可輕松地將編譯好的代碼下載到開發(fā)系統(tǒng)上進行驗證或演示，整個過程只需利用鼠標(biāo)操作即可。當(dāng)然也可以使用配套的開發(fā)環(huán)境直接對實驗板上的資源進行在線仿真。該開發(fā)系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)、繁鎖的單片機學(xué)習(xí)方式，將當(dāng)今最流行、最經(jīng)濟有效的學(xué)習(xí)方案完美地整合在了同一個系統(tǒng)中，是一個快捷、高效、靈活的單片機學(xué)習(xí)、開發(fā)方案 。有了這個開發(fā)系統(tǒng)就同時擁有了學(xué)習(xí)實驗板、下載線、編程器、仿真器，具有非凡的性價比，是單片機愛好者快速學(xué)習(xí)單片機開發(fā)的理想工具。 所以，采用 SPCE061A 單片機進行開發(fā)比采用傳統(tǒng)單片機進行開發(fā)的過程簡化很多，簡單的說它的 開發(fā)過程就是首先在我們開發(fā)環(huán)境中編程，把編好的程序下載到開發(fā)系統(tǒng)上， 通過開發(fā)環(huán)境提供的各類調(diào)試窗口進行仿真調(diào)試，或者直接運行。 61 板 “ 61 板”是 SPCE061A EMU BOARD 的簡稱，是 SPCE061A 單片機的開發(fā)系統(tǒng)，通過掛接不同的硬件和下載不同的程序就可實現(xiàn) 各類特定功能的系統(tǒng)。由于具有語音處理的特色，即便是不掛接額外的硬件，下載一些我們開發(fā)環(huán)境下提供的程序就可以實現(xiàn)一個復(fù)讀機、語音萬年歷之類的系統(tǒng)，這也是一些人把 61 板稱為一個準(zhǔn)產(chǎn)品的原因，至于如何下載和找到那些程序在后面的章節(jié)中會詳細介紹。 熟悉 61 板，應(yīng)該從各功能模塊入手，關(guān)于各功能模塊的劃分見圖 。下 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 10 面將各區(qū)的功能進行一下簡要的介紹，以便在后面的編程調(diào)試時知道是要操作硬件的哪一部分，關(guān)于詳細介紹請參考附錄。 1. 電源區(qū)：為整個系統(tǒng)提供電源，通常采用系統(tǒng)配套的電池盒進行供電，只要放入 3 節(jié) 5 號電 池就可以滿足供電需求了。 2. 下載區(qū)：程序就是通過這邊的接口下載到 SPCE061A 單片機的，當(dāng)然，在進行在線調(diào)試時也能上傳一些硬件信息到開發(fā)環(huán)境中。 3. 音頻區(qū)：這里的麥克風(fēng)是用來進行語音輸入的，還有一個喇叭的接口用來進行語音播放。 4. SPCE061A 與周邊：這就是整塊板子的大腦，所有控制信息都是從這里發(fā)出的，那些周邊器件用來協(xié)助 SPCE061A 單片機正常工作。 5. 鍵控區(qū)：采用這幾個按鍵我們可以做一些簡單的試驗，比如說當(dāng)板子里下載了復(fù)讀機的程序，按這幾個按鍵就可以分別用來進行錄音、暫停和播 放，如果下載了語音萬 年歷的程序，這幾個按鍵就可以用來設(shè)定初始時間和控制播放當(dāng)前時間等。 6. 復(fù)位區(qū)：這里是由幾個簡單的電子元器件組成，當(dāng)按下這里面的按鍵后，單片機就重新開始工作，也可以說成是單片機里的程序從第一條開始重新運行。 7. 端口區(qū)： 用于對外掛硬件的控制 ，或者獲取外部硬件的一些狀態(tài)以便 SPCE061A 來進行處理。 圖 61 板 功能分區(qū)圖 下載線和在線調(diào)試器 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 11 由于 61 板開發(fā)系統(tǒng)與傳統(tǒng)單片機開發(fā)系統(tǒng)的不一樣，下載線和在線調(diào)試器賦予的功能就比較多了，它不僅承擔(dān)著把開發(fā)環(huán)境生成的目標(biāo) 代碼灌入單片機的功能，在進行程序調(diào)試時，它又承載著把單片機里各功能模塊的當(dāng)前訊息傳送到開發(fā)環(huán)境，以便程序員能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)判斷程序的正確與否，從而進行程序的修改，因為傳上來的是單片機內(nèi)部功能模塊的當(dāng)前訊息，所以這個調(diào)試過程就形象地稱之為在線調(diào)試。 所以說下載線和在線調(diào)試器（也稱 PROBE）即是一個編程器（即程序燒寫器），又是一個實時在線調(diào)試器，相對于 61 板開發(fā)系統(tǒng)來說它們的功能是一樣的。用它們中任意一個就可以替代在傳統(tǒng)單片機應(yīng)用項目的開發(fā)過程中常用的兩件工具 —— 硬件在線實時仿真器和程序燒寫器。 與 61 板配套的是下載線，當(dāng)然也可以用在線調(diào)試器來對他進行開發(fā)。 圖 下載 線聯(lián)機開發(fā)圖 下載線的好處是便宜，但它在傳輸數(shù)據(jù)的過程中沒有在線調(diào)試器快，在線調(diào)試器就比較貴了，另外 在線調(diào)試器還可以調(diào)試凌陽科技一系列的單片機，但下載線做不到。 圖 在線調(diào)試器 SPCE061A 單片機的調(diào)試接口只有 2 根控制傳輸線，在線調(diào)試器和下載就是通過這兩根傳輸線加上 一些同電腦并行口（也稱打印口）商量好的規(guī)則來進行聯(lián)絡(luò)（商量好的規(guī)則就是通常在通訊領(lǐng)域所聽說的協(xié)議），由于并行口的信號是多個口一同發(fā)出的，要把它轉(zhuǎn)換成 兩根線的傳輸方式， SPCE061A 才能識別，正是在這里出現(xiàn) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 12 了下載線和在線調(diào)試器速度上的差別，從上面兩個圖可以看到在線調(diào)試器比下載線多一些硬件，在線調(diào)試器是通過設(shè)計一些硬件的邏輯關(guān)系進行轉(zhuǎn)換的，而下載線是通過電腦進行軟件編程來進行轉(zhuǎn)換的，根據(jù)硬件處理通常比軟件處理快的常識，我們就可得出在線調(diào)試器速度快的結(jié)論了。 開發(fā)環(huán)境 所謂的開發(fā)環(huán)境，其實就是一個或幾個電腦上的可執(zhí)行程序，它同我們通常使用的 word 文本編輯器沒有兩樣，僅是它們實現(xiàn)的功能不一樣。不管是哪類單片機的開發(fā)環(huán)境都至少具備如下的功能： 1. 程序編寫：可以在開發(fā)環(huán)境里錄入程序。 2. 編譯程序：負責(zé)把程序翻譯成機器碼。 3. 程序下載：把機器碼下載到仿真板或開發(fā)系統(tǒng)上。 61 板開發(fā)系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境叫做集成開發(fā)環(huán)境（也稱 IDE），它除了具備上面的三個功能外還可以組織多個程序文件形成一個系統(tǒng)開發(fā)的項目，這樣更有利于一些大型系統(tǒng)的開發(fā)和各功能模塊的模塊化，同時它還結(jié)合 SPCE061A 單片機的硬件提供各類在線調(diào)試窗口，使調(diào)試程序變得更加直觀和簡單，除此之外，它還提供一些軟件模擬 SPCE061A 單片機仿真的功能，在沒有硬件的情況下也可以完成 一些簡單程序的調(diào)試。 可以通過集成開發(fā)環(huán)境使用 C 語言和匯編語言對 SPCE061A 進行編程，也許你沒有編程經(jīng)驗，甚至于不知道 C 語言和匯編語言是什么東西，沒關(guān)系，因為學(xué)習(xí)它們并不是一件困難的事情，為了更加的便于理解，本書中所編寫的程序均采用 C 語言，并且每一行程序都會加上詳細的注釋。 之所以會有語言的出現(xiàn)主要是因為單片機或電腦只認識“ 0” 和“ 1”，但人就難于理解，所以后來人們就發(fā)明了一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，這就是所謂的匯編語言，當(dāng)然用匯編語言寫的程序必需通過編譯器翻譯成機器碼才能被單片機 認識和執(zhí)行。原來沒有匯編的時候，那些電子技術(shù)的拓荒者們就是采用“ 0”和“ 1”來進行編程的，當(dāng)然如果你修煉到了一定的層次也可以采用“ 0”和“ 1”來進行編程：），但那是完全沒有必要的，除非你是超人，要不寫一個比較大的系統(tǒng)程序是肯定會出錯，一旦出錯將很難查找，并且你的程序別人無法理解，不符合協(xié)同開化的潮流，再說現(xiàn)在的編譯技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到非常成熟的地步了，完全可以勝任翻譯的工作。 人能夠勉強理解匯編語言。人常用的語言是更上一層的高級語言，比如 C,