凌阳61板实验指导书.docx
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凌阳61板实验指导书
专业感知与实践实验指导书
电路与系统教研室
实验一实验设备介绍3
凌阳61板硬件介绍3
LED键盘模组扩展板结构介绍7
集成开发环境介绍8
实验二8061的简单IO操作13
介绍常用的几条指令13
点亮一盏LED灯实例14
数码管显示数字实例15
实验三键控发光二极管循环点亮17
实验四按键显示数字20
实验五电子时钟分秒设计23
实验六数字电子语音报时钟25
实验一实验设备介绍
凌阳61板硬件介绍
61板硬件结构
一、61板的结构图如图1所示。
图1
表框图说明
POWER
5v&3V供电电路
PLL
锁向环外部电路
Power-电源指示灯
Sleep-睡眠指示灯
RESET
复位电路
K4
复位按键
PROBE
在线调试器串行5pin接口
S5
EZ-PROBE和PROBE切换的拨断开关
J12、J3
耳机插孔和两pin喇叭插针
DAC
一路音频输出电路,
采用SPY0030集成音频放大器
MIC
麦克风输入电路
OSC
32768晶振电路
VREF
A/D转换外部参考电压输入接口
R/C
芯片其他外围电阻、电容电路
K1~K3
扩展的按键:
接IOA0~IOA2
SPCE061A
61板核心:
16位微处理器
PORTA/B
32个I/O口
二、具体功能介绍,如61板图2
图2
(一)输入/输出(I/O)接口
"61板"将SPCE061A的32个I/O口全部引出:
IOA0~IOA15,IOB0~IOB15,对应的引脚为:
A口,41~48、53、54~60;B口,5~1、81~76、68~64。
而且该I/O口是可编程的,即可以设置为输入或输出:
设置为输入时,分为悬浮输入或非悬浮输入,非悬浮输入又可以设置为上拉输入或是下拉输入;在5V情况下,上拉电阻为150K,下拉电阻为110K;
设置为输出时,可以选择同相输出或者反相输出。
(二)音频输入/输出接口
正如我们在前面介绍的"61板"具有强大的语音处理功能,如图2所示,X1是语音的MIC输入端,带自动增益(AGC)控制,J12和J3都是语音输出接口,一个是耳机插孔另一个是两pin的插针外接喇叭,由DAC输出引脚21或22经语音集成放大器SPYOO30放大,然后输出,SPY0030是凌阳的芯片,相当于LM386,但是比386音质好,它可以工作在~范围内,最大输出功率可达700mW(386必须工作在4V以上,而且功率只有100mW)。
(三)在线调试器(PROBE)和EZ-PROBE接口
图2中J4为PROBE的接口,该接口有5PIN,其中两个分别是地(VSS)和电源(VCC),我们就是通过PROBE一端接PC机25针并口,一端连接它来调试、仿真和下载程序的。
这样,就不需要再用仿真器和编程器了,只要按图2所示将其连接好,就可以通过它在PC机上调试程序,并且在线仿真,最后将程序下载到芯片中,即完成了程序的烧写。
图2中的J11是EZ-PROBE的接口,我们提供一根转接线用作EZ-PROBE的下载,一端连接PC机的25pin并口,另外一端接61板的5pinEZ-PROBE接口,参见图2。
(四)电源接口
图2中J10是电源接口,"61板"的内核SPCE061A电压要求为,而I/O端口的电压可以选择也可以选择5V。
所以,在板子上具有两种工作电压:
5V和。
对应的引脚中15、36和7必须为,对于I/O端口的电压51、52、75可以为也可以是5V,这两种电平的选择通过跳线J5来选择。
"61板"的供电电源系统采用多种选择方式:
1、DC5V电池供电
用3节电池来供电,5V直流电压直接通过SPY0029(相当于一般稳压器)稳压到,为整个"61板"提供了和两种电平的电压。
2、DC5V稳压源供电
直接外接5V的直流稳压源供电,5V电压再通过SPY0029稳压到。
3、DC3V供电
提供直流电压为实验板进行供电,此时整个板子只有电压,I/O端口电压此时只有一种选择。
(五)外部复位
复位是对"61板"内部的硬件初始化,"61板"本身具有上电复位功能,即只要一通电就自动复位,另外,还具有外部复位电路,即在引脚6上外加一个低电平就可令其复位。
如图2中的REST按键。
61板使用方法
一、上电
61板配套有电池盒,将电池盒的插头插到61板的5V座上,这时电源指示灯(红色发光二极管)就被点亮了。
若未被点亮时,应先排除故障再使用。
注:
本次实验使用USB口进行供电,使用时将USB线带有白色插头一段插到电路板电源插座上,另一端插在电脑USB接口。
二、接喇叭或者耳机
61板配套有喇叭,将喇叭插到电路板上标有J3和SPK的两PIN方针座上,不分反正,插上就可以使用。
这时按复位键,会有语音播放。
三、接下载线
下载线大口(25pin)端接PC机的并口上,另一端接在61板的Ez_probe接口上,在probe与ez_probe之间有一个逻辑开关,扳到ez_probe方向。
表示在线调试器选择ez_probe。
1.1.361板自检方法
"61板"检测的具体步骤
第一步、连接电源,可以连接3节电池,也可以直接接5V的稳压源
现象:
当电源接通时,红色的发光二极管会点亮。
同时会有语音提示:
"欢迎进入自检模式",此时因为还没有连线,所以会听到:
"I/O测试失败"的警告,所以就要进行第二步的操作;
第二步、用连线分别将I/OA口的低8位和IOB口的低8位相连,IOA口的高8位和IOB口的高8位相连,然后按下REST复位键
现象:
当按下复位键后,程序从第一调开始运行开始执行,语音提示"欢迎进入自检模式",当听到语音:
"I/O测试成功"后,进行第三步操作;
第三步、按K1键进行睡眠功能测试
现象:
如果测试成功,会看到绿色的发光二极管亮灭一下,并有语音提示"睡眠测试成功",否则提示"睡眠测试失败",然后进行第四步操作;
第四步、按下K2键进行A/D转换的测试
现象:
语音提示:
"A/D测试成功",否则提示"A1.2.1
1.2.2 ULN2003A其内部为三极管阵列,其IN脚相当于三极管的B极,OUT较相当于三极管的C极。
若IN脚输入高电平,对应的OUT脚接地;IN脚输入低电平,对应的OUT脚截止输出。
2.LG5621AH共阴极2位数码管
a~dp为数码管的段信号,G1、G2为2位数码管的位信号。
段信号高有效,位信号低有效。
3.LG5641AH共阴极4位数码管。
a~dp为数码管的段信号,d1、d2为时钟冒号的段信号;G1~G4为4位数码管的位信号,G5为时钟冒号的位信号。
段信号高有效,位信号低有效。
1.2.3扩展板使用说明
一、主要接口说明:
LED模组使用十分简单,直接用排线与61板I/O接口相连即可。
1.DIG接口
6位数码管L1~L6的段发光管阳极和8个LED指示灯的阳极并联,并且8个LED指示灯采用共阴极方式。
6位数码管L1~L6的阴极和8个LED的共阴极分别用DIG接口的DIG1~DIG7控制,第4位数码管后时钟冒号D_DP(见图2)的位信号用DIG8控制,位信号均为高有效。
DIG接口详见图11。
图11DIG接口图
2.SEG接口
A~G、DP是6位数码管L1~L6的段信号和8个LED指示灯的阳极控制信号输入端。
控制信号为高有效。
图12SEG接口图
实验前,要了解数码管和LED的结构,在用排线连接系统开发板和模组进行实验时一定要注意方向问题:
板子的VCC与模组的VDD是同一点。
二、具体连接方法
1.使用排线连接将61板插槽IOA低8位与扩展板seg插槽连接;
2.将61板插槽IOB低8位与扩展板DIG插槽连接。
集成开发环境介绍
1.3.1开发环境IDE简介
一、选择调试方式
在IDE的集成开发环境下需要选择当前使用的是哪种调试方式,在使用下载线的时候一定要选择SPCE061A-ezProbe既可。
如图所示
二、IDE开发环境简介
PC机上如何下载程序、如何编写程序呢它也有一个使用于‘61’开发板的软件环境,名字叫IDE开发软件,如下图所示。
主界面里通常有三个主要窗口:
Workspace(工作区)窗口、Edit(编辑)窗口和Output(输出)窗口。
进行窗口切换只需在各窗口处单击鼠标左键即可。
此外,主界面里还提供下拉菜单、工具栏等。
在μ’nSP™IDE中,配备硬件声明的头文件和常用函数模块,例如键盘扫描模块,语音音量调节模块等等。
另外还配备各种库文件,包括标准C常用的库函数、凌阳音频库函数等。
开发者只要了解这些库函数的使用后,就可以灵活运用于自己的设计开发中。
三、IDE使用流程:
(1)双击μ’nSP™IDE工具软件
。
(2)建立一个新项目:
打开上面菜单file->new->project->file->键入文件名;并在location下选择存放路径。
(3)在该项目的源文件夹(sourcefiles)下建立一个C语言文件,在new对话框中进行以下操作:
File->new->file(C文件)->右侧file->文件名
4)在相应的文件内编程,本例相应文件为文件。
(5)编译程序:
build->build
(7)运行程序:
build->startdegug->go(快捷键为F5)
(6)下载程序:
build->StartDebug->Download(快捷键为F8)
此时,相当于程序已被程序存储器中,可脱机运行。
1.3.261板及扩展板联调程序下载
一、自检时61板和LED键盘模组硬件连接情况是:
1.使用排线连接将61板插槽IOA低8位与扩展板seg插槽连接;
2.将61板插槽IOB低8位与扩展板DIG插槽连接。
二、确认硬件连接就绪后,使用IDE下载自检程序,下载步骤如下:
(1)打开μ’nSP™IDE工具软件。
(2)选择File/open/文件
(3)下载程序:
build->StartDebug->Download
此时,相当于程序已被程序存储器中,可脱机运行。
三、自检过程描述如下:
运行自检程序后,发光二极管循回点亮并数码管计数(LED巡回闪烁,同时数码管从左至右显示0~8),全部显示完成后,LED停止闪烁,数码管全亮,延时一段时间后数码管全灭,然后人为按8个按键,顺序自选,按键相对应的数码管将点亮,8次检测结束后,二极管全亮,自检完成。
以上过程完成说明LED模组功能完全正常。
学生练习
1熟悉61板及扩展板的使用
2完成61板及扩展板的自检,包括硬件的连接及程序下载,观察现象。
实验二8061的简单IO操作
介绍常用的几条指令
在介绍对61板进行IO操作之前,对几个专业名词说明一下:
字节:
十六位进制的两位数据称为一个字节
指令:
是给计算机制定的每一步应该做什么工作的命令,指令由操作码(表示进行什么操作)和操作数(说明对谁进行操作)两部分组成。
程序:
是解决某一个问题的一串有序的指令
指令系统:
对某种计算机来说它的全部指令叫该计算机的指令系统,如对SPCE061A单片机来说,它的指令系统共有41条;
地址:
是为区别存储器中的不同单元而设定的编号,每个字占用一个地址单元。
下面先学习指令,这里只介绍常用的几条:
(一)数据传送类指令
书写格式是:
<目的操作数>=<源操作数>
例如
R1=0x0000;
[P_IOB_Data]=R1
说明:
在凌阳十六位单片机中,有一组普通寄存器为R0-R4,分别用于数据运算或传送的源及目标寄存器。
此范例意思就是将B口状态设置为低电平。
(二)算术运算类指令
书写格式:
<目的操作数>+=<源操作数>
<目的操作数>-=<源操作数>
例如:
R1+=0x0000;
R1-=0x0032;说明:
将R1寄存器中的值加上或者减去立即数后,再赋值给R1。
(三)逻辑运算类指令
<目的操作数>&=<源操作数>
<目的操作数>|=<源操作数>
例如:
R1|=0x0000; 说明:
R1的值与0x0000进行或操作,R1值不变。
R1&=0xffff 说明:
R1的值与0xffff进行与操作,R1值不变。
(四)控制转移类指令
例如:
JEloop; 说明:
相等则转移到标号为loop处运行,否则继续下一条执行
JGEloop1 说明:
大于或者等于则转移到标号为loop1处运行,否则继续下一条执行
点亮一盏LED灯实例
第一步:
硬件连接。
1.使用排线连接将61板插槽IOA低8位与扩展板seg插槽连接;
2.将61板插槽IOB低8位与扩展板DIG插槽连接。
第二步:
代码编写
1.使用IDE编写程序,使用流程如下:
(1)打开μ’nSP™IDE工具软件。
(2)建立一个新项目:
打开上面菜单file->new->project->file->键入文件名;并在location下选择存放路径。
(3)在该项目的源文件夹(sourcefiles)下建立一个汇编语言文件或C语言文件:
File->new->file(选择C文件)->file->文件名
4)在相应的文件内编程
#defineP_IOA_Data(volatileunsignedint*)0x7000
#defineP_IOA_Buffer (volatileunsignedint*)0x7001
#defineP_IOA_Dir (volatileunsignedint*)0x7002
#defineP_IOA_Attrib (volatileunsignedint*)0x7003
#defineP_IOB_Data(volatileunsignedint*)0x7005
#defineP_IOB_Buffer (volatileunsignedint*)0x7006
#defineP_IOB_Dir (volatileunsignedint*)0x7007
#defineP_IOB_Attrib (volatileunsignedint*)0x7008
#defineP_Watchdog_Clear(volatileunsignedint*)0x7012
#defineKEY_ALL0xff00
intDelay();
intmain()
{
*P_IOA_Dir=0x00ff; 在输出窗口中,会有编译信息输出,如果为0个错误,表示编译通过,这时点击工具栏中的标识为
,然后点击工具栏中的
,就可以将代码下载到芯片的程序存储空间中。
第四步:
运行
点击工具栏中的标识
,程序就自动开始全速运行。
第三个LED灯会被点亮。
数码管显示数字实例
第一步:
硬件连接。
1.使用排线连接将61板插槽IOA低8位与扩展板seg插槽连接;
2.将61板插槽IOB低8位与扩展板DIG插槽连接。
第二步:
代码编写
按照上一节方法写入以下一段程序:
#defineP_IOA_Data(volatileunsignedint*)0x7000
#defineP_IOA_Buffer (volatileunsignedint*)0x7001
#defineP_IOA_Dir (volatileunsignedint*)0x7002
#defineP_IOA_Attrib (volatileunsignedint*)0x7003
#defineP_IOB_Data(volatileunsignedint*)0x7005
#defineP_IOB_Buffer (volatileunsignedint*)0x7006
#defineP_IOB_Dir (volatileunsignedint*)0x7007
#defineP_IOB_Attrib (volatileunsignedint*)0x7008
#defineP_Watchdog_Clear(volatileunsignedint*)0x7012
#defineKEY_ALL0xff00
intDelay();
intDispTbl[10]={0x003F,0x0006,0x005B,0x004F,0x0066,007F 在输出窗口中,会有编译信息输出,如果为0个错误,表示编译通过,这时点击工具栏中的标识为
,然后点击工具栏中的
,就可以将代码下载到芯片的程序存储空间中。
第四步:
运行
点击工具栏中的标识
,程序就自动开始全速运行。
第个数码管会显示数字5。
学生练习:
1完成实验中LED灯点亮程序下载及数码管显示程序下载,观察现象。
2按照指导书中的程序,编写以下两个程序:
(1)依次逐个点亮8个LED灯
(2)数码管从左至右依次显示数字1到6(不同时显示)
实验三键控发光二极管循环点亮
【实验目的】
1.熟悉μ’nSP™IDE环境及在该环境下C语言编写的应用程序。
2.以A口和B口为例,学会使用SPCE061A单片机I/O口的基本输出和输入功能。
【实验设备】
1.装有Windows系统和μ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。
2.61板一套;LED键盘模组一套;10针排线两根。
【实验说明】
1.61板的I/O输出实验主要以IOA0-7接LED键盘模组上的8个发光二极管,IOA8~IOA15接
键盘K1~K8的输入,将J6接口IOB低8位连接到LED键盘模组的DIG接口管脚上,将1*8KEY
接口中ROW1接至VDD上。
因61板核心芯片SPCE061A已内置上下拉电阻,所以端口直接连接发
光二极管的驱动端。
2.实验的结果是实现按键后从相应按键对应的发光二极管开始循环点亮。
3.代码编写上,主要涉及SPCE061A的端口寄存器IOA和IOB。
【实验步骤】
1.用10针排线将61板IOA低8位连接到LED键盘模组的SEG接口管脚上,将IOB低8位连接到LED键盘模组的DIG接口管脚上,将IOA高8位连接到LED键盘
模组的1*8KEY接口管脚上,将1*8KEY接口中ROW1接至VDD上。
2.运行参考程序。
熟悉SPCE061A控制键盘和LED数码管显示的方法。
2.进一步熟悉μ’nSP™C语言程序设计。
3.实验效果:
在数码管上显示按键的值,按第一个键则显示"1",按第二个键显示"2",……,按第8个键显示"8"。
【实验设备】
1.装有Windows系统和μ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。
2.61板一套;LED键盘模组一套;10针排线三根。
【实验步骤】
1.将LED键盘模组的"KEYTYPE"跳线跳到"1*8KEY"状态;将61板的IOA8~IOA15用排线连接到LED键盘模组的1*8KEY排针上;IOB0~7连接到LED键盘模组的SEG排针上;IOB8~IOB15连接到LED键盘模组的DIG排针上。
2.运行参考程序。
【程序流程图】
LedDispDig函数流程图参见实验五。
用排线连接将61板插槽IOA低8位与扩展板seg插槽连接;
2.将61板插槽IOB低8位与扩展板DIG插槽连接。
第二步:
代码编写
选择File/open/文件
第三步:
编译下载
代码编写结束后,将代码进行编译,方法是在IDE的菜单命令中,点击build/rebuildall.
在输出窗口中,会有编译信息输出,如果为0个错误,表示编译通过,这时点击工具栏中的标识为
,然后点击工具栏中的
,就可以将代码下载到芯片的程序存储空间中。
第四步:
运行
点击工具栏中的标识
,程序就自动开始全速运行。
数码管后两位将显示出秒的计时。
学生要求:
1 完成秒程序的下载显示
2 完成分代码的编写、下载、显示
3 完成小时代码的编写、下载、显示
实验六数字电子语音报时钟
【实验目的】
1.进一步熟悉μ’nSP™C语言程序设计。
2.实验效果:
定义键盘功能,完成
1)时间可调
2)可设置闹铃时间
3)完成语音报时功能
【实验设备】
1.装有Windows系统和μ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。
2.61板一套;LED键盘模组一套;10针排线三根。
【实验步骤】
1.语音报时程序参考工程文件61_SpeechClock
- 配套讲稿:
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- 凌阳 61 板实 指导书
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