【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DC單通道 ADC+AGC雙通道 10 位 DAC串行輸入輸出接口32 管腳的通用輸入輸出管腳低電壓檢測(cè)/低電壓復(fù)位Watchdog串行異步通信接口IOB7(RXD) IOB10(TXD) IOB0(SCK) IOB1(SDA)… …IOA15~0 IOB15~0AUD2MIC_INAUD1ICE_ENICE_SCKICE_SDAXI/RVcpXO圖31 SPCE061A的結(jié)構(gòu)根據(jù)公交車報(bào)站器的硬件設(shè)計(jì)要求，對(duì) SPCE061A 單片機(jī)的硬件資源分配見(jiàn)表 31。表31 硬件資源分配表WATCHDOG 使用，復(fù)位時(shí)間：。IOA7~IOA0 用于 LED 點(diǎn)陣的八位列控制線。IOA11~IOA8 用于 LED 點(diǎn)陣的頁(yè)控制線。IOA 口IOA15~IOA12 用于 LED 點(diǎn)陣的行控制線。IOB0 用于 SPR4096 的 SCK 信號(hào)。IOB1 用于 SPR4096 的 SDK 信號(hào)。IOB10 用于通用串口 Tx。IOB7 用于通用串口 Rx。IOB 口IOBIOBIOBIOBIOBIOBIOB1IOB12 接鍵盤。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 Timer 使用情況TimerA 放音時(shí)使用。DAC 音頻輸出。FIQ_TimerA 中斷用于放音。IRQ4_4KHz 中斷驅(qū)動(dòng)刷新 LED 點(diǎn)陣。IRQ5_4KHz 中斷在設(shè)置時(shí)間時(shí)的閃爍效果。中斷使用情況IRQ6_TMB(128Hz)中斷掃描鍵盤。 SPCE061A 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)接線如圖 32 所示，在 OSCO、OSCI 端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入 VCP 端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作，其他不用的電源端和地端接上 的去耦電容提高抗干擾能力。圖 32 SPCE061A 最小系統(tǒng)原理圖61_SCK_IOB061_SDA_IOB1IOB3IOA5IOA0IOB5IOA12IOA4ICE_SDAIOB15AVSS1ICE_SCKVCPIOA14IOA8VDDHIOA1VCMIOB9AVSS1IOB4VDDHIOB12IOB13OPIVDD_PSLEEPIOA11AGCIOA10IOB14VRT IOA3IOB7_RXIOA9IOA6IOA2MICPVREF2IOB6IOB11IOA15ICE_ENAVSS1IOB2VSSIOA13IOA7MICOUTVSSVSSVMICVSS VDDHDAC1DAC2DACMICNVSSVDD_AVSS VSSVDDVSSC119104C115104C106104C118104C101104OSC32O12 OSC32I13XTEST14 VDD15XICE16 XICECLK17XICESDA18 VSS19PVIN20 DAC121DAC222 VREF223VSS24 AGC25OPI26 MICOUT27MICN28 PFUSE29MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC39NC40NC30 NC31NC32IOA9 54IOA1055IOA11 56IOA12 57IOA1358IOA14 59IOA15 60XROMT61VSS 62XSLEEP 63IOB1564IOB14 65IOB13 66IOB1267IOB11 68PVPP 69VDDH75IOB1076IOB977NC 70NC71NC 72NC 73NC74IOB878IOB779IOB680IOB581IOB41IOB32IOB23NC82NC83NC84IOB14IOB05XRESB6VDD7VCP8VSS9NC10NC11U101VDDVSSS0 C111104VSSAVSS1C107104Y10132768C10320pC104 20pVCPVSSC1093300p C110104R10110KC105100uC108100uFC116100uFC114100uFC120210uFxRESB2xRESB2IOB8IOB10_TX第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 VDD_PVDDH3VDDVDD_AVSSAVSS1AVSS2VSS12VD501 1N400412VD502 1N4004VI2GND1VO 3U501SPY0029 C504104C50210412J502CON25VSOT89+5VVDDH3VDDH123J501CON35VC501220uF C503220uF SPCE061A 單片機(jī)電源設(shè)計(jì)圖 33 是 SPCE061A 單片機(jī)的電源電路，SPCE061A 的工作電壓要求為，而 I/O 端口的電壓可以選擇 也可以選擇 5V。所以，在電路設(shè)計(jì)上具有兩種工作電壓：5V 和 。對(duì)應(yīng)的 SPCE061A 引腳中 136 和 7 必須為,對(duì)于 I/O 端口的電平參考引腳 5575 可以為 也可以是 5V，這兩種電平的選擇通過(guò)跳線 J501 來(lái)選擇。圖 33 SPCE061A 電源電路原理圖SPY0029 是凌陽(yáng)公司設(shè)計(jì)的電壓調(diào)整 IC，采用 CMOS 工藝。SPY0029 具有靜態(tài)電流低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、線性調(diào)整出色等特點(diǎn)。圖 33 圖中的 VDDH 為 SPCE061A 的 I/O 電平參考，接 SPCE061A 的5575 腳；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。 LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)LED(Light Emitting Diode 發(fā)光二極管) 電子顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件，它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、發(fā)熱量少、單色發(fā)光、反應(yīng)速率快、耐沖撞、機(jī)械特性好、體積小、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于汽車、通訊新產(chǎn)品、資訊新產(chǎn)品、消費(fèi)性新產(chǎn)品、交通信號(hào)標(biāo)志及大型資訊顯示屏等方面。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 本次設(shè)計(jì)采用可 8 個(gè) 1616 型的 LED 點(diǎn)陣，整個(gè)顯示屏共 16 路行線和128 路列線，可以同時(shí)顯示 8 個(gè)漢字。 LED 點(diǎn)陣掃描原理本系統(tǒng)中的 LED 點(diǎn)陣屏采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示，即逐行掃描，工作時(shí)先將一行點(diǎn)陣字模文件通過(guò)列輸出，然后運(yùn)用譯碼器選中對(duì)應(yīng)行，使該行得以顯示，接著再送下一行數(shù)據(jù)，再選中下一行有效，直到 16 行全被掃描一遍。至此，一幅完整的文字信息就顯現(xiàn)出來(lái)。然后在多次掃描這 16 行直至顯示新的信息。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是耗電少，成本低，壽命長(zhǎng)，但是也存在顯示亮度及內(nèi)容顯示穩(wěn)定的問(wèn)題。根據(jù)視覺(jué)滯留原理，根據(jù)視覺(jué)滯留原理，每屏的完整的顯示時(shí)間應(yīng)控制在 20ms 之內(nèi)，即 50Hz，人眼看上去才不會(huì)覺(jué)得閃爍。由于要掃描 16 行的點(diǎn)陣，所以每行的時(shí)間絕不能超過(guò) 20ms247。16=，同時(shí)也不是每行的掃描時(shí)間越短越好，因?yàn)?LED 的亮度同電流的大小和維持時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。LED 點(diǎn)陣塊的單點(diǎn)靜態(tài)電流一般在 10mA 左右，由于占空比是 1/16，所以單點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電流最大可以達(dá)到 160mA。在維持時(shí)間恒定的情況下，電流越大（不超過(guò)額定電流），點(diǎn)陣亮度也越亮，而在電流恒定的情況下，需要一段維持時(shí)間來(lái)保持亮度。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)輸入 LED 的電流為 15mA 時(shí)，維持時(shí)間至少需要 1ms，否則 LED 呈微亮狀態(tài)。由于設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置 SPCE061A 單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為 24MHz，而每次傳送移行的字模數(shù)據(jù)有 64 位，經(jīng)計(jì)算傳輸所需的時(shí)間小于 1ms，這樣就能充分利用列驅(qū)動(dòng)的鎖存功能，即在它接收下一行待顯示的數(shù)據(jù)，還沒(méi)有鎖存新數(shù)據(jù)的這段時(shí)間來(lái)顯示本行的內(nèi)容，這樣就不需要額外加延時(shí)來(lái)增加顯示屏的亮度。采用這個(gè)方法就不要再增加 LED 的列驅(qū)動(dòng)器件，從而使整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，成本降低。 SPCE061A 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示方案鑒于 SPCE061A 單片機(jī)比傳統(tǒng)的 51 系列 8 位單片機(jī)具有更加豐富的資源，而且數(shù)據(jù)處理速度快，將顯示數(shù)據(jù)通過(guò)并行(一般為 8 位)方式送入驅(qū)動(dòng)電路，這樣的好處是：相對(duì)于串行控制而言，數(shù)據(jù)的刷新速度快，在處理同等數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)處理速度要求可以大大降低，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。要用 LED 點(diǎn)陣來(lái)顯示數(shù)字、字母和漢字等信息，首先要能夠提取出其字模第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 數(shù)據(jù)，即一個(gè) 16*8 的點(diǎn)陣數(shù)字、字母的字模數(shù)據(jù)共有 16 個(gè)字節(jié)，一個(gè) 16*16的點(diǎn)陣漢字的字模數(shù)據(jù)共有 32 個(gè)字節(jié)。首先要確定點(diǎn)陣信息提取方案。方案一：固定漢字顯示，就是將要顯示的語(yǔ)句中全部漢字和字母數(shù)據(jù)依次提取出來(lái)，按順序存放在存儲(chǔ)器中，當(dāng)有顯示任務(wù)時(shí)，直接取出字模數(shù)據(jù)送至顯示器即可。這種方法占用空間少，程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，顯示速度快。本系統(tǒng)中的顯示數(shù)據(jù)較少，對(duì)預(yù)存點(diǎn)陣信息的提取和存儲(chǔ)就是采用這種方案。但是，要想顯示大量的漢字信息或直接對(duì)顯示信息進(jìn)行更新，則幾乎是不可能的事。因此，要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要采用第二種方案。方案二：將標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)陣信息字模數(shù)據(jù)的字庫(kù)文件（可以采用漢字庫(kù)文件HZK1ASCII 碼庫(kù)文件 ASC16）裝入外擴(kuò) ROM 存儲(chǔ)器，采用與 PC 機(jī)相同的編碼（機(jī)內(nèi)碼），先進(jìn)行基于 PC 機(jī)的預(yù)處理，提取需顯示內(nèi)容的機(jī)內(nèi)碼，通過(guò)串口發(fā)給單片機(jī)，單片機(jī)首先進(jìn)行判斷，若是 ASCII 碼，則直接計(jì)算出起始地址，在 ASC16 文件中指定位置取出連續(xù)的 16 個(gè)字節(jié)即為其字模信息；若為漢字，單片機(jī)將機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為區(qū)碼和位碼，再計(jì)算出起始地址，在 HZK16文件中指定位置取出連續(xù)的 32 個(gè)字節(jié)即為其字模信息，然后送到顯示器去顯示。另外，PC 機(jī)與單片機(jī)之間串口通信只是傳輸機(jī)內(nèi)碼，而不是傳輸字模信息，傳輸信息量小，不需要復(fù)雜的通信協(xié)議。這樣既可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，而且可以根據(jù)要求隨時(shí)改變顯示內(nèi)容，非常簡(jiǎn)單靈活，但對(duì)于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來(lái)說(shuō)，第一種方案就可以很容易實(shí)現(xiàn)，且編程簡(jiǎn)單，顯示速度也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 LED 點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)共 16 路行線和 128 路列線，采用凌陽(yáng) SPCE061A 單片機(jī)的IOA(0～ 15)共 16 個(gè)口對(duì) LED 點(diǎn)陣顯示屏進(jìn)行控制，LED 點(diǎn)陣顯示控制電路原理圖如圖 34 所示。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 SEL1 SEL15 SEL16. . . . . . . . . . . . . . .U221 1616LED個(gè)個(gè)個(gè)個(gè) 8個(gè)1616LED個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)A23 B22 C21D20G118 G2190 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 1111 1312 1413 1514 1615 17U220474LS154SEL1SEL2SEL3SEL4SEL5SEL6SEL7SEL8SEL9SEL10SEL11SEL12SEL13SEL14SEL15SEL16r1r2r3r4r5r6r7r8r9r10r11r12r13r14r15r16IOA8IOA9IOA10IOA11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1A12 1A24 1A361A48 2A1112A213 2A315 2A4171Y1 181Y2 161Y3 141Y4 122Y1 92Y2 72Y3 52Y4 31G1 2G19U20274LS2401A12 1A24 1A361A48 2A1112A213 2A315 2A4171Y1 181Y2 161Y3 141Y4 122Y1 92Y2 72Y3 52Y4 31G1 2G19U20174LS240A23 B22 C21D20G118 G2190 11 22 33 44 55 66 77 88 9