【文章內(nèi)容簡介】 列組合也稱之為目標(biāo)碼或機(jī)器碼），這個(gè)“中間人”就是我們通常所說的開發(fā)環(huán)境（也稱“編譯器”），為了把翻譯的結(jié)果 存入 單片機(jī)，人們發(fā)明了下載器（或稱“燒錄器”）。 同時(shí)，為了更加方便的檢查我們編寫的程序是否符合設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的要求（或者 說更好的進(jìn)行程序調(diào)試），人們又發(fā)明了仿真機(jī)，當(dāng)我們的程序仿真成功以后，再下載到我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)上，這樣一來不僅為我們的程序調(diào)試提供了方便，也減少了把一個(gè)有誤的程序下載到設(shè)計(jì)的系統(tǒng)上的可能。當(dāng)然如果你確認(rèn)你的程序沒有問題的話，也可以不使用仿真器，可惜的是這種牛人在現(xiàn)實(shí)中很少見。 總體來說單片機(jī)開發(fā)的一般過程是首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，然后根據(jù)硬件和系統(tǒng)的要求在開發(fā)環(huán)境中編寫程序，經(jīng)多次使用仿真器把程序調(diào)試成功后，再通過燒錄器把程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)里。 SPCE061A EMU BOARD “ 61 板 ” 簡述 61 板是 SPCE061A EMU BOARD 的簡稱，是“凌陽大學(xué)計(jì)劃”專為電子愛好者和高校學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及電子競賽所設(shè)計(jì)的，以凌陽 16 位單片機(jī) SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實(shí)驗(yàn)板。硬件電路包括電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，讓學(xué)生在掌握軟件設(shè)計(jì)的同時(shí)，熟悉單片機(jī) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 6 硬件的設(shè)計(jì)制作，鍛煉動(dòng)手能力。而且它的體積小，采 用電池供電，方便隨身攜帶。 熟悉 61 板，應(yīng)該從各功能模塊入手，如圖 11： 圖 11 61 板各模塊劃分 A 區(qū)為電源區(qū)； B 區(qū)為 SPR4096 擴(kuò)展區(qū)； C 區(qū)為在線調(diào)試 PROBE/EZ_PROBE 接口選擇區(qū)； D 區(qū)為音頻 MIC 輸入、音頻輸出區(qū)； E 區(qū)為 UART/USB 通訊接口 為什么選用 SPCE061A 單片機(jī)來講解 SPCE061A 單片機(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)讀機(jī)、語音萬年歷之類的系統(tǒng)，這也是一些人把 61 板稱為一個(gè)準(zhǔn) 產(chǎn)品的原因。 SPCE061A 是各類單片機(jī)里的一種，它是伴隨著凌陽大學(xué)計(jì)劃在大陸推 出的，在短時(shí)間里 SPCE061A 單片機(jī) 得到了各大專院校師生的認(rèn)可，并在業(yè)界獲得了良好的聲譽(yù)，因?yàn)檫@個(gè) 片機(jī)代表了現(xiàn)代單片機(jī)的大部分特點(diǎn)，在這本書中所有的例子都以它為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行講解?，F(xiàn)在可以說是一個(gè)單片機(jī)百花齊放，百家爭鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 7 司都推出了自己的單片機(jī)， SPCE061A 單片機(jī)之所以能在短時(shí)間內(nèi)在國內(nèi)得到認(rèn)同，主要是因?yàn)樗砹藛纹瑱C(jī)發(fā)展的潮流。 1． 它整合了多個(gè)常用的 功能模塊，讓我們在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候不用外加過多的硬件就可方便 完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這就是人們常說的 SoC（ System on chip）技術(shù)。 2． 耗電少，可以滿足很多手提設(shè)備、掌上設(shè)備低能耗的需求，低能耗也是電子技術(shù)一直在追求的一個(gè)目標(biāo)。 3． 可方便的用來實(shí)現(xiàn)聲音錄制、播放， Midi 音樂合成和語音識別，相比別的單片機(jī)比較有特色。 4． 可方便的完成一系列乘加的運(yùn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理比較容易，別的單片機(jī)一般都不具備這種功能。 5． 芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本給節(jié)省下來了。 使用 SPCE061A 單片機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅可以學(xué)到單片機(jī)的一些基礎(chǔ)知識，并且學(xué)習(xí)成本低廉，還可進(jìn)一步了解單片機(jī)的發(fā)展 方向和接觸到當(dāng)前一些先進(jìn)的技術(shù)。 第二章 “ 61 板 ”介紹 “ 61 板 ” 硬件結(jié)構(gòu) 61 板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便隨身攜帶。 61 板上有調(diào)試器接口（ Probe 接口）以及下載線（ EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合 unSP IDE，可方便地在板上實(shí)現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。 圖 21 61 板硬件結(jié)構(gòu)框圖 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 8 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 PCE061A 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。 輔助電路模塊 1．電源電路 需要注意的是由于 SPY0029 最大輸出電流為 50mA，所以如果需要外接一些模組時(shí)要先考慮負(fù)載是否合適。 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。 圖 22 電源電路圖 2．音頻電路 音頻電路由音頻輸出和音頻輸入兩部分組成 。 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。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 9 圖 23 音頻輸出電路 圖 24 音頻輸入電路 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， 61 板的音頻輸入電路模塊。 由于未經(jīng)處理的音頻資源數(shù)據(jù)量很大，對于單片機(jī)來說，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸都比較困難，這使得音頻壓縮編碼成為音頻處理 的重要環(huán)節(jié)。 因此凌陽公司 將 A/D、編碼、解碼、存儲(chǔ)及 D/A 做成相應(yīng)的模塊，每個(gè)模塊都有其應(yīng)用程序接口 API，用戶只需了解每個(gè)模塊所實(shí)現(xiàn)的功能及其參數(shù)的內(nèi)容即可。該電路是能更加快速、準(zhǔn)確完成對音頻信號的處理。 ICE 接口模塊 SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了 ICE（在線仿真）接口， PC 機(jī)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。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 10 圖 25 ICE 接口電路 “ 61 板 ” 主要器件使用說明 SPCE061A 芯片 61 板的核心是凌陽 16 位單片機(jī) SPCE061A。 SPCE061A 是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)，它采用高性能的凌陽科技自主知識產(chǎn)權(quán)的μ’ SP 內(nèi)核，具有豐富的硬件資源，并集成了 ICE（在線仿真電路）接口，可以直接利用該接口對芯片進(jìn)行下載（燒寫）、仿真、調(diào)試等操作。 SPCE061A 芯片的特性參數(shù)： 工作電壓： (CPU)VDD 為 ~(I/O)VDDH 為 VDD~； CPU 工作速率： ～ ； CPU： 16 位μ’ nS 內(nèi)核，支持 16 位加法運(yùn)算、 16 16 位硬件乘法、 DSP 的內(nèi)積濾波運(yùn)算； SRAM 容量： 2K 字 RAM； 程序存儲(chǔ)器容量： 32K 字 FLASH； 并行 I/O 端口： 2 組 16 位可編程輸入 /輸出端口： IOA15~0， IOB15~0； ADC： 7 通道 10 位電壓 ADC（ Line_IN）和單通道 10 位聲音 ADC（ Mic_IN）；單通道聲音模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制 (AGC)功能； 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 11 DAC： 2 個(gè) 10 位 DAC(數(shù) 模轉(zhuǎn)換 )輸出通道音頻 輸出方式； 中斷源： 14 個(gè)中斷源，分別來自 TimerA/B、時(shí)基信號發(fā)生器、外部中斷、觸鍵喚醒； 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器：雙 16 位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值 )；雙通道PWM 輸出； UART：提供了一個(gè)全雙工 UART 接口； SIO：提供了一個(gè)串行同步設(shè)備接口；晶振采用 32768Hz； 具備清除時(shí)間周期為 秒的看門狗；節(jié)電功能： 具備弱振方式、睡眠方式； 具有凌陽格式語音播放、語音錄放和語音識別功能； 具有低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測、保密功能等。 圖 26 SPCE061A 的結(jié)構(gòu) 芯 片的引腳排列和說明 有兩種封裝片，一種為 84 個(gè)引腳， PLCC84 封裝形式；它的排列如圖 所示；另一種為 80 個(gè)引腳， LQFP80 封裝。它的排列如 圖 所示。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 12 圖 27 SPCE061A LQFP80 封裝引腳排列圖 “ 61 板 ” 焊接與測試 “ 61 板 ” 的焊接 1．元器件檢測的重要性 查看元件是否與元件清單上的一致，如有缺失或不一致，應(yīng)立即更正。 在確定元件與清單上一致時(shí)，對元件進(jìn)行檢測，在檢測過程中不得馬虎大意，將損壞的元器件焊接在實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致其不能正常工作，還要對其更換比較麻煩，因此我們在檢測時(shí) ，要細(xì)心、不得馬虎大意。 2．元件焊接 焊點(diǎn)的質(zhì)量直接關(guān)系到整塊電路板能否正常工作，也是每個(gè)操作人員要學(xué)會(huì)并掌握的基本功 。 質(zhì)量好的焊點(diǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)，在交界處，焊錫、銅箔、元件三者較好地融 合在一起。由于 元件腳、印制電路板銅箔表面不清潔，或者電烙鐵頭溫度偏低，元件腳、印制電路板銅箔與烙鐵頭接觸表面太小導(dǎo)致受熱太慢，溫度不夠，也有焊錫用量不當(dāng)引起 ，這一類焊點(diǎn)稱為 虛焊點(diǎn) 。 焊接時(shí)使電烙鐵頭與焊接元件及銅箔接觸面積要盡可能大些。掌握好焊接時(shí)間，一般一個(gè)焊點(diǎn)約用 2 秒。焊后焊點(diǎn)應(yīng)飽滿、光亮、無裂痕、無毛刺且焊劑尚未完全揮 發(fā)干。若時(shí)間長，易損壞焊接部件及元件。銅箔、元件三者較好地融合在一起。若時(shí)間短，又不能使焊接達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，焊點(diǎn)上的焊錫要適當(dāng)，以飽滿引線為宜，呈圓錐形。焊錫過多是浪費(fèi)，而且容易出現(xiàn)焊點(diǎn)互相橋連現(xiàn)象。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 13 圖 28 焊點(diǎn)質(zhì)量焊接 同時(shí)焊接時(shí)還要注意元器件要按由低到高的順序，還應(yīng)注意元器件的焊接順序，以免在焊接時(shí)出現(xiàn)元器件塤壞的現(xiàn)象。 “ 61 板” 自檢前的準(zhǔn)備 1． 硬