EMB8502I工业测控板使用手册.doc

北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 emb8502iemb8502i 工业测控板工业测控板 使用手册使用手册 编编 号：号：emb20110701 作作 者：者：embedarmembedarm 属属 性：使用手册性：使用手册 版版 本本: : v0.92v0.92 日日 期：期：2010-8-102010-8-10 北京中嵌凌云电子有限公司 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 目目 录录 第一章第一章emb8502iemb8502i 测控板功能简介测控板功能简介2 2 第二章第二章emb8502iemb8502i 硬件接口详细说明硬件接口详细说明4 4 第三章开发工具及开发软件第三章开发工具及开发软件 keilckeilc 安装配置安装配置10 第四章第四章emb8502iemb8502i 常见问题常见问题1414 附录附录 a：特别声明：特别声明1515 附录附录 b：版本修定：版本修定1515 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 第一章emb8502i测控板功能简介 1概述 emb8502i是北京北京中嵌凌云公司中嵌凌云公司为工业测控而研发的一款高性能工业测控板。本测控板采用美国 silabs公司的c8051f020作为核心控制器,指令集与mcs51兼容，方便用户做二次开发。该测控板可以 使用户在设计初期省去许多硬件设计调试的麻烦，使之专注于软件开发，我们提供了模块化的底层 硬件驱动库文件，用户可直接应用非常方便。该测控板也适用于科研、开发教学实验初期的设计之 用，同时也适用于工控，智能仪表等符合要求的应用场合，具有极高的性能/价格比。 2主要特性 （1）mcu 为美国 silabs 公司 c8051f020，64kb 程序 flash、(4096+256)b ram、最高 25mips 执行速度； （2）外扩 32kb sram(选用 is62lv256,速度 45ns)； （3）扩展 ch376 芯片，实现主从机 usb 通讯接口，可直接读写 u 盘和 sd 卡及与计算机通信； （4） lcd 接口，支持各种尺寸 lcd，包括 lcd1602（字符型）、 lcd12864、lcd240128、lcd320240、包括 320240 的 tft 彩屏； （5）4 路光耦隔离输出，加 uln2803 驱动，可以直接驱动继电器；4 路光耦隔离输入； （6）2 路光耦隔离高速 pwm 信号输出；2 路光耦隔离高速脉冲信号输入； （7）8 路 12 位 ad 转换，差分输入输入，信号量程 0+12.5v/-5+5v/-12.5+12.5v、0+20ma 电 流信号可选； （8）2 路 12 位 da 输出，输出信号范围 0+10v； （9）4 路标准 rs232 通讯接口； （10）1 路带隔离 rs485（半双工）通讯接口 （11）i2c 接口的 eeprom at24c64(8kb)； （12）i2c接口的rtc时钟，带停电保护功能； （13）2mb spi 接口 flash(选用 sst25v016b）； （14）28 键键盘接口(4*7)； （15）18b20 温度传感器测量温度； （16）外置硬件看门狗，确保系统永远不死机； （17）jtag 调试接口； （18）+12v15v 供电； （19）4 层工业 pcb 板设计，全部选用工业级器件，适用环境温度-2070； 3驱动软件库(只提供驱动软件库文件及头文件) （1）外扩spi flash擦除读写驱动程序； （2）各种尺寸lcd显示驱动程序； （3）8路光耦隔离输入输出驱动程序； （4）2路光耦隔离高速pwm信号输出驱动程序； （5）2路光耦隔离高速脉冲信号输入； （6）8路ad信号采集转换程序； （7）2路da输出控制程序； （8）4路rs232及1路rs485通信驱动程序； （9）iic接口rtc时钟驱动程序； 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 （10）iic接口的eeprom（at24c64）驱动程序； （11）4*7键盘驱动程序； （12）18b20 温度测量程序； （13）u盘及sd卡读写程序； 4. 测控板配置： 标准套件配置 (1) emb8502i 测控板一块； (2) lcd1602 一块（单色，字符型液晶）； (3) 4x4 键盘一块(16 键键盘)； (4) 开关电源一个（+12v/1a）； (5) ec3 仿真器一个(如果客户已有可以省掉) (6) 资料光盘一张（购买多块测控板，只附带 1 张）； 光盘内容： 1) emb8502i 使用手册； 2) 部分接口电路（pdf 格式）； 3）emb8502i 底层硬件驱动程序库文件及引用头文件； 4）emb8502i 功能测试程序；（需配套 lcd1602 和 4*4 键盘才能运行）； 5）keil c51 v8.02 开发软件； 6）emb8502i 主要元器件资料； 7）其它相关资料； 注：客户首次购买，建议购买标准套件，这样可以方便开发及应用完善的功能测试程序； 5板子尺寸：14*10cm 6测控板图片： 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 第二章emb8502i 硬件接口详细说明 1. 测控板接口列表 标号功能说明连接对象 jp21 液晶显示lcd1602及lcd12864接口各种型号液晶 jp18 液晶显示tft彩色lcd接口各种型号液晶 jp19 液晶显示lcd240128及lcd320240lcd接口各种型号液晶 jp13 4路差分模拟信号输入接口（可输入电压或 电流）（默认输入量程-12.512.5v） 外部设备（电压或电流信号） jp14 4路差分模拟信号输入接口（可输入电压或 电流）（默认输入量程-12.5v12.5v） 外部设备（电压或电流信号） jp12 2路12位da输出接口外部设备 jp22 测控板电源输入接口外部直流电源+12v+15v jp1 cpu jtag接口,调试下载程序ec3仿真器 jp17 28(4*7)键键盘接口键盘板 jp3 2个led指示灯及复位按键外部设备 jp15 4路rs232通信接口rs232通信设备 jp16 1路带隔离rs485通信接口rs485通信设备 jp9 4路光耦隔离输出接口用户自定义 jp8 4路光耦隔离输入接口用户自定义 jp11 2路光耦隔离高速pwm信号输出接口用户自定义 jp10 2路光耦隔离高速脉冲信号输入接口用户自定义 jp2 温度传感器ds18b20接口温度传感器ds18b20 jp7 usb从机接口，可直接接计算机或其它主设 备 usb主设备 jp6 usb主机接口，可直接接u盘或其它从设备。u盘等usb从设备 jp5 sd卡各种容量sd卡 3jp9 lcd 的接口(三角号指示的为第1脚) 135791113151719 gndv0nrdc/dd0d2d4 d6 fs +5v 2468101214161820 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 +5vnwrnlcd_csnrstd1d3d5 d7vout gnd 说明： (1) 这个接口可以和t6963c、sed1335控制的液晶显示屏直接相连接,具体连接时务必参照相关 液晶模块管脚定义，光盘中有常见的液晶资料供参考； (2) 地址总线、数据总线和控制总线电平为5v； (3) v0(vadj) * 对比度调节输入，与vout（负压输出）一起应用；vout，液晶负压输出； (4) nlcd_cs：液晶片选； (5) c/d 指令数据通道，地址0x8800：写数据或指令参数；地址0x8801：写指令代码； (6) nrst 复位信号,通过对+5v接10k 电阻对地接0.1uf 电容来实现； (7) fs 字体选择fs=1 选8*6 点阵fs=0 选择8*8 点阵；默认fs=0 选择8*8点阵； (8) 1、2脚是lcd电源；19、20脚是lcd背光电源； (9) 详细操作参见lcd软件部分； 5jp22为测控板电源输入接口(三角号指示的为第1脚) 12 12v gnd 说明：+12v,gnd:要求输入电流1a； 6jp1为jtag接口(三角号指示的为第1脚) 12345 tcktmstdotdignd 说明：使用ec3仿真器进行调试编程； 7jp12为da输出接口 123 dac1dac2agnd 说明： (1) 2路12位da输出，默认输出信号量程0+10v； (2) dac1/dac2输出电压计算公式： dac输出控制数据（d）范围：00x0fff； 0+5v量程输出：vo = 5*d/0x0fff； 0+10v量程输出：vo = 10*d/0x0fff； （3）输出限流保护 本测控板在输出端加一支33欧电阻作输出限流保护，客户可根据所接负载特性更改此值； (4) dac输出根据量程选择电阻值 通道电阻0+5v 0+10v rj110k/0.1%10k/0.1%dac1 rj430k/0.1%10k/0.1% dac2 rj210k/0.1%10k/0.1% 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 rj330k/0.1%10k/0.1% 8jp13为差分模拟输入接口 123456789 ain1+ain1-ain2+ain2-ain3+ain3-ain4+ain4-agnd jp14： 123456789 ain5+ain5-ain6+ain6-ain7+ain7-ain8+ain8-agnd 说明： (1) 模拟输入信号量程0+12.5v/-12.5+12.5v/-5+5v可选，默认输入-12.5+12.5v； 电流输入模拟信号量程：0+20ma； (2) 模拟输入信号量程选择: -12.5+12.5v，-5+5v：短路块rk2短接、rk3断开； 0+5v，0+12.5v：短路块rk2断开、rk3短接； (3) 输入信号计算公式 ad转换输出数据（d）范围：00x0fff； 0+5v量程输入：vi = 5*d/0x0fff； 0+12.5v量程输入：vi = 12.5*d/0x0fff； -12.5+12.5v量程输入：vi = 12.5*(d-0x800)/0x0800； -5+5v量程输入：vi = 5*(d-0x800)/0x0800； (3) 模拟输入信号根据量程选择电阻值 通道电阻0+5v 0+12.5v-5+5v-12.5+12.5v rj7 rj820k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1%ain1 rj9 rj1010k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj16 rj1820k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain2 rj20 rj2210k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj17 rj1920k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain3 rj21 rj2310k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj36 rj3720k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain4 rj38 rj3910k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj11 rj1220k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain5 rj13 rj1410k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj24 rj2620k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain6 rj28 rj3010k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj25 rj2720k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain7 rj29 rj3110k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% rj40 rj4120k/0.1%10k/0.1%10k/0.1%20k/0.1% ain8 rj42 rj4310k/0.1%2k/0.1%2.5k/0.1%2k/0.1% 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 11jp8为io输入输出接口 (三角号指示的为第1脚) 1234567 io1io2io3io4io5+5vgnd 说明： (1) io1io5为不带光耦隔离输入输出端口，输入输出可自由定义；输出电平3.3v，输入电 平兼容5v； (2) io输出电流和灌电流最大3ma； 12jp17为48键盘键盘接口(三角号指示的为第1脚) 123456785678 l1l2l3l4c1 c2c3c4c5 c6c7c8 说明： (1) 此接口可直接接16键键盘。 (2) 键值表如下： 注意：键盘接口交叉点是按键键值。例l2与c3之间按键，键值是10。 (3)客户设计键盘参考电路如下图： 15jp12为rs232通信接口 123456789 tx1rx1tx2rx2tx3rx3tx4rx4gnd c1c2c3c4c5c6c7c8 l11234567 无效 l2891011121314 无效 l315161718192021 无效 l422232425262728 无效 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 说明： (1) 本测控板提供4路rs232通信口，其中串口2与rs485通信口共同占用uart2，不能同时应用。 (2) tx是串口发送数据端，rx串口1接收数据端； (3) 当应用串口2时，rs485通信口不能用，在测控板上， r50r59要安装，r57r58不安装； (4) 默认应用rs485通信； 14jp16为带光耦隔离的rs485通信接口 (三角号指示的为第1脚) 125 a+b-gnd 说明： (1) 本测控板提供1路半双工rs485通信口，该通信口与串口2共同占用uart2，不能同时应用； (2) a+是rs485正端信号，b-是rs485负端信号； (3) 当应用rs485通信口时，串口2不能用，在测控板上，r57r58不安装，r50r59要安装； (4) 默认应用rs485通信； 15jp9为4路光耦隔离输出接口 123456 +optout1out2out3out4ignd 说明： (1) 本测控板提供4路光耦隔离控制输出接口，可直接控制继电器等外部设备； (2) 光耦隔离输出电路如图： 注意：本测控板opt输入范围是524v，流过q1或out最大流入电流不超过200毫安； 16jp8为4路隔离输入接口 12345 +optdin1din2din3din4 说明： 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 (1) 本测控板提供4路光耦隔离控制输入接口，可直接输入外部开关量； (2) 光耦隔离输入电路如图： 注意：本测控板要求+opti输入范围是524v。如果+opt输入电压小于12v，可适当减小r 电阻值。要求流入r电流不超过5毫安，但+opt输入最大24v。 17jp10为2路隔离脉冲输入接口 123 +optfclk1fclk1 说明： 18jp11为2路隔离pwm输出接口 1234 +optpwm1pwm2ignd 说明： 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 第三章开发工具及开发软件 keil c 安装配置 1开发工具及开发软件 （1）开发工具选择 c8051f 网络 ec3，使用方法详见 ec3 使用手册； （2）开发软件选择 keil vision3,c51 版本 v8.02,也可选择 keil vision2, c51 版本 v7.50； 请自行购买正版软件，具体安装详见其产品安装说明。强烈推荐应用 keil c 进行软件开发； （3）本开发板软件以 keil vision3 为编译环境，所以选择 keil vision3 和 ec3 作为配置目标； 2keil vision3 软件配置如下： (1) 将 ec3 与计算机和开发板连接好，检查确认无误，将测控板加电；如果没有安装 keil c 驱动请打开 ec3 光盘，先安装驱动，注意选择 keil vision3 还是 keil vision2； （2）将开发板光盘上的测试程序拷贝到电脑硬盘上，用 keil vision3 打开，注意将文件属性更 改为可读写）： （3）选择配置如下图： 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 （4）显示如下图： （5）选择 debug 项，配置如下图： 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 （6）选择 settings 项，配置如下图： （7）点击确定，完成设置； （8）编写编译并下载程序即可调试了； 北京中嵌凌云电子有限公司 emb8502i 工业测控板使用手册 第四章emb8502i 常见问题 1测控板供电电压范围: +12+15v（0.2 v）/1a，超过范围会损坏开发板器件或工作不正常。 要求电压是稳压电源，供电电流应大于 1a； 2串口2(tx2/rx2)与rs485通信口共同占用uart2，不能同时应用。本开发板默认应用rs485； 3出厂前已调好2.5v 的测试点准确为2.5v，作为电压基准，客户可不必调节 vr1； 4lcd(jp9)接口的 17 脚是字体选择端，接高电平选择 8*6 字体，接低电平选择 8*8 字体，通过 r69 和 r68 设定，默认选择 8*8 字体，r68 不安装，该设置只支持以 t6963 为控制芯片的液晶。如果 液晶显示不正常可调节 vr2 调整 lcd 对比度； 5 建议使用 ec3 仿真器进行调试。 而使用其它公司仿真器可能出现下载不了程序的情况，原因是 仿真器驱动能力比较弱。解决办法更换仿真器，或将 r4 r5 r6(