凌阳实验箱实物对照以及原理说明.doc

实验箱使用说明书 北阳电子技术有限公司保留对此文件修改之权利且不另行通知 北阳电子技术有限公司所提供之资讯相信为正确且可靠的 但并不保证本文件中绝无错误 请于向北阳电子技术有限公司提出订单前, 自行确定所使用之相关技术文件及规格为最新之版本 若因贵公司使用本公司之文件或产品 而涉及第三人之专利或著作权等智慧财产权之应用及配合时 则应由贵公司负责取得同意及授权 本公司仅单纯贩售产品 上述关于同意及授权 非属本公司应为保证之责任 又未经北阳电子技术有限公司之正式书面许可 本公司之所有产品不得用于医疗器材 維持生命系統及飞航等相关设备凌阳大学计划推广中心北京市海淀区上地信息产业基地中黎科技园 1 号楼 6 层 C 段 邮编 100085TEL : 86-10-62981668 FAX : 86-10-62985972 E-mail: http:/www:Technology for Easy Living 目 录实验箱使用说明书目123录 . 2系统概述 . 31.1 功能及其特点 . 3硬件结构及其 I/O 分配 . 52.1 硬件结构 . 52.2 默认 I/O 资源分配 . 14快速入门 . 173.1 主控元件与编程环境的熟悉 . 173.2 轻松体验在线调试与编程 菜鸟篇 . 193.3 轻松体验在线调试与编程 高手篇 . 22 Sunplus University Program E-mail: 第 2 页1.1 功能及其特点Technology for Easy Living 1 系统概述实验箱使用说明书凌阳科技股份有限公司是台湾最大的消费性 IC 设计公司 为回馈教育 改善大专院校单片机教 学条件 推出具有长期战略意义的凌阳大学计划 本实验箱是凌阳公司为支持大学计划以凌阳 16 位单片机 SPCE061A 为核心开发出来的实验教学系统 去年的 V1.0.2 版实验箱即以操作方便 易学易用 功能强大受到了广大在校师生以及业界用户的欢迎 这里主要介绍 V2.4 版实验箱凌阳大学计划 V2.4 版实验箱是一集单片机应用技术学习 在线调试 在线仿真等于一身的强大的开发工具 SPCE061A 及其系列产品将带领 MCU 的应用迈进SOC 时代 让您在体验凌阳音频的欢快愉悦中轻松步入单片机及其嵌入式系统的流行领域1.1.1 功能特点本系统用于初学 unsp 系列单片机的实验设备和实践手段 能最大程度激发学生的学习兴趣 巩固学习效果 达到事半功倍的学习效果 它大致分为软件部分和硬件部分 两者相辅相成 互为补充 软件为硬件提供编译环境 代码下载 通信软件等 硬件是软件代码的实现1 CPU 为 Sunplus 的 SPCE061A 16 位 SOC 单片机 详情请参见 3.1.1 主控元件 SPCE061A 功能简介2 采用动态扫描方式连接 4*4 矩阵键盘和 7 位 8 段数码管3 外接 1*8 高低电平发生按键和 8 个 LED 灯4 提供 5V I/O 输出电路以及外接 5V 和 3.3V 接座5 提供两路 0-3.3V 可变电压 可方便的完成 AD 的数据采集实验6 扩展双色 8*8 LED 点阵 可以完成图形显示以及子模显示之类的基础实验7 扩展 RS232 接口可直接与计算机进行通信 或者进行单片机之间的双机通信8 扩展 SIO 存储芯片 SPR4096A 可选择 4M Bits Flash 或者 2M Bits SARM 作为存储方式9 扩展 USB1.1 接口 提供完整的单片机固体程序 上位机驱动程序源代码及其完整的软件包和应用范例10 扩展带背光的点阵液晶 这是一款 128x64 的点阵 LCD 自带驱动 SPLC501SPLC501 是凌阳的一个 LCD 驱动芯片 采用最新的 TOG 技术使驱动和液晶合二为一11 内置音频输出电路 采用凌阳功放 SPY0030 可以有效的体验 SPCE061A 给您带来的听觉效果12 内置 MIC 输入电路 配合 SPCE061A 内部的 AGC 和 OPI 电路 可获得不错的语音数据13 内置 ICE 电路 配合我们的 PROBE 和 IDE 可方便的实现在线编程14 提供所有外围电路的原理图 IDE 环境下的所有实验的源代码 以及方便快 Sunplus University Program E-mail: 第 3 页4*4KEY MICMICMIC实验箱使用说明书DACSPY0030DAC1-PIN21CS1-B152-B143-B13 LED4-B125-B26-B17-B0SIOabcdefgCSSCKSDAB12-B15B0 B1 B2B0 B1A0-A7B0-B7B11A0- A7B0-B7B12-B15SPC E06 1ADAC2-PIN22SPR4096 CF7SWITCHB11RFINT/RB4B6GNDSPRF271 6OUTB5B2B3/INT/RESRxUARTTxB10B9 B8A8-A15B6B5B4 /A LE/WR/RD/CSD0-D7USBMAX3 232 CPEB8GNDAOA8-A15SWITCHCSD0- D7C86SWITCHV3B4B5B6RWEPLCDSPG12063YS2GND1.1.2应用领域图 1.1.1 功能分配图凌阳大学计划实验箱主要为在校师生设计 通过此实验箱不用外接任何器件即可完成单片机教学的基础实验 另外 V2.4 版实验箱集成了强大的软件 硬件资源并且所有器件均采用相对廉价的器件 因而也适合开发人员作产品前期的开发工作 正因为设计的多层考虑 用户可以通过使用 V2.4 版实验箱完成多方面的工作1 学习 Sunplus 的 16 位 SPCE061A 单片机和各类外围器件 比如 串行 Flash Sunplus University Program E-mail: 第 4 页Technology for Easy Living 实验箱使用说明书和 SRAM 器件 SPR4096 RS232 器件 MAX3232 USB 器件 PDIUSBD12 LCD GPG12063YS 以及语音录放 键盘显示等等2 进行各类接口实验 设计接口转接器 如:USB-232 转换器 232- USB 转换器3 完成基础实验以及毕业设计 也可作为产品设计的应用工具4 通过 CPU 内部的 ICE 电路与 IDE 配合 可按单步 断点 连续等方式在线调试5 进行实时操作系统的学习 凌阳专为 SPCE061A 单片机写了 MINI OS 可以方便的学习实时操作系统 并提供强大的技术支持6 进行语音数据压缩编码 解码以及存储的学习和开发实验项目丰富 并且全部提供源代码 方便入门和应用 共设计了基础类项目应用型实验项目及扩展项目几十个(同时提供汇编代码和 C 代码程序)2 硬件结构及其 I/O 分配2.1 硬件结构本节主要介绍 V2.4 版实验箱的硬件信息 让您对它的功能有一个大概的了解对您的系统设计将起到必不可少的作用2.1.1 电路外观 凌阳大学计划实验箱 V2.4 版电路布局框图如图 2.1 所示 Sunplus University Program E-mail: 第 5 页图 2.1 电路布局框图Sunplus University ProgramPOWER NO TOUCHING J30 5V J10S30Technology for Easy Living RF扩展插针 RF&IO 万能扩展插槽实验箱使用说明书拨码 S1 UART U1 VB1电源U175-3.3V稳压器J21V3PROBE RF拨码开关GNJ31JP9U2JP8V3开关MAX3232CPE外接插孔开关J15VIND12 D13 J3LVDLED LED IN-13VDDHVDDHLVDRESET按键J21DJ8DAC1SPCE061A-13D2J20LEDAUDIO OUT耳机U3音量MICJ13J9DAC2 2VADUSB&USBJP3USB模组孔SPY0030调节IOU14J22J23J24J25耳机孔SPY0030音量调节MICIOA0-A7 IOA8-A15 IOB0-B7 IOB8-B15J26 J27 J28 J29IOA0-A7 IOA8-A15 IOB0-B7 IOB8-B15JP4数码管&IOVOL 0-3.3电压JP10SPR4096&IOJ34COM+J32LED接口J16U10U114位数码管 2位数码调节J15LED LED LED LED LED LED LED LED管电压输出电压调节J17SPR4096Entity name8*8点阵JP33JP6JP74*4KEY KEY KEY KEY电压输出S28SIOLED 8*8LCD&128*64 LCDKEY&KEY KEY KEY KEYH/L选择开关J18KEY KEY KEY KEY KEY KEY KEY KEYIOIOKEY KEY KEY KEYKEY KEY KEY KEYJ35V2.0.25V GNDJ365V5VLCD2.1.2 主要器件 电路主要器件说明 如表 2.1 所示表 2.1 主要器件一览表类别 名称 参数数量功能显示器件四位 LED 数码管LG5641AH , 共阴 尺寸 5019 注 右下角带 中间带数码显示两位 LED 数码管LG5621AH , 共阴 尺寸 2519 1 数码显示 Sunplus University Program E-mail: 第 6 页IC & 晶体管& 功 率器件其他双 色 88LED 方阵LCDSPCE061ASPY0030MAX3232CPSPR4096驻极体话筒永磁喇叭Technology for Easy Living 1088DEG 共阳 尺寸 323224pin GPG12063YS2_SPECPLCC84 腿封装MIC 外径 10外径 60 0.5w1 1121112实验箱使用说明书图 形 字 模显示图 形 字 模显示主控元件音 频 功 率放大电平转换SIO 存储语 音 数 据采集语音播放2.1.3 应用接口 为了能够更好地学习 使用实验箱的系统资源 电路中为用户保留了许多应用接口 下面将按表 2.2 所列 详细介绍各个应用接口表 2.2 应用接口一览表标号J37 J50 5VJ8 DAC1J13 DAC2J9 2V功能说明SPCE061A 内核电压和 IO 参考电压接座IO 参考电压接座AD 参考电压连接目标J5 J371 2 个管脚1 2 个管脚1 2 个管脚J31 RF 模块插针RF 模块J21 J20 J35 J36 J10 外接 3.3V 的地外接 3.3V 外接 5V 的地外接 5V 在线调试器接口外接器件电源外接器件电源外接器件电源外接器件电源PROBEJ6 8 位发光二极管接针J22J29 SPCE061A 的 IO J34 J32SPCE061A 的 IO SPCE061A 的 IO 引出J33 8*8 点阵接口引出SPCE061A 的 IO Sunplus University Program E-mail: 第 7 页JP8 Technology for Easy Living 万用扩展插槽实验箱使用说明书SPCE061A 的 IO 引出JP9 RF 的 IO 接入B4 B5 B6 JP2 J14USB 插槽USB 模块JP3 USB 的 IO 接入A8-A15,B2-B6JP4 JP5 数码管数据线的 IO 接入数码管位选的 IO 接入A0-A7B12-B15,B0-B2JP7 4*4 矩阵键盘的 IO 接入JP6 LCD 的 IO 接入JP10 SIO 的 IO 接入A0-A7A8-A15,B4,B5,B6B11,B0,B1J15,J17 两路 AD 电压输入A0-A6A 供电系统之 J37&J30 供电系统如图 2.2 所示 打开电源开关前请用短接子把的 J37 的 V3 和 VDDH短接 当打开电源开关时 D12 D13 即 5V 和 3.3V 电源指示灯被点亮 如没点亮请迅速关闭电源开关 并检查电路 请不要触摸 5-3.3V 稳压器 AS2830 以免烫伤如需 IO 输出为 5V 请关掉电源开关 把 J37 的短接子以及各模块的短接子去掉从 J30 引线到 J37 的 VDDH 此功能请慎用 因为各模块均采用 3.3V 供电如不使用实验箱自带的开关电源 请关掉电源开关 使用 5V 从 J3 接入在作低电压检测时 请关掉电源开关 使用 0-3.6V 的电压从 J1 接入J30电源开关U17NO TOUCHING5-3.3V稳压器D12 D13J375VV3VDDHVDDHJ15VINLED LEDJ3LVDINLVDB SPCE061A 周边接口图 2.2 供电系统图SPCE061A 周边接口如图 2.3 所示 J8 和 J13 即两路 DAC 跳线, 作音频输出实验时 务必将 J8 和 J13 的 1 2 管脚用短接子短接 要测量 DAC 的输出波形 请拔掉短接子 可以从 J8 和 J13 的第 1 管脚测量到 DAC 输出波形AD 参考电压与输入电压之 J9 J9 的第 1 脚与 SPCE061A 的 23 管脚相连 为SPCE061A 的 2V 参考电压输出脚 J9 的第 2 脚 SPCE061A 的 35 管脚相连 为SPCE061A 的 A/D 转换外部参考电压输入脚RF 扩展接口之 J31 和 JP9 J31 和 JP9 为外扩 RF 模组服务 Sunplus University Program E-mail: 第 8 页Technology for Easy Living 实验箱使用说明书万能扩展插槽之 JP8 JP8 引出 SPCE061 的所有 I/O 以及两组电压数出 可以接入 FPGA 之类的模块I/O 引出接针之 J22-J29 J22-J29 为 SPCE061A 的 I/O 引出接针RF扩展插针J31J8RF&IOJP9U2JP8万能扩展插槽J13DAC1DAC2J92VADSPCE061AJ22IOA0-A7J26IOA0-A7J23IOA8-A15J27IOA8-A15J24IOB0-B7J28IOB0-B7J25IOB8-B15J29IOB8-B15图 2.3 SPCE061A 周边接口框图C SIO 存储选择插针之 JP10 SPR4096 提供 FLASH 和 SARM 两种存储方式 选择方法为第四十脚控制 低电平选择 FLASH 高电平选择 SARM 如图 2.4 所示 7 和 1 连到一起选择 FLASH存储方式 1 和 2 连到一起选择 I/O 控制存储选择方式7CF7 GNDSDASCK1CF735246B11B1B0图 2.4 SIO 存储选择插针D 串口通信 RS232 连接器之 VB1 外形为 DB9 孔式 如图 2.5 所示 可以通过串行通信电缆与计算机的串口 COM1和 COM2 相连接 进行数据通信 VB1 连接器的引脚如表 2.3 所示拨码开关 S1 的 1 2 引脚控制 RXD 和 TXD 同 SPCE061A 的 B7 B10 的通断第 3 引脚控制 LCD 背光的开关 第 4 引脚为 ICE 使能控制 拨到 ON 端可以进行下载及在线调试 拨到 OFF 端可以进行程序的脱机运行 下载程序和在线调试时请把此开关使能 Sunplus University Program E-mail: 第 9 页拨码 S1开关Technology for Easy Living UART U1 VB1实验箱使用说明书V3D2J20LEDMAX3232CPE外接插孔表 2.3 VB1 连接器引脚2 3 5 14 6 78 9 图 2.5 RS232 连接器接口框图名称RXDTXDGND 空功能PC 接收数据PC 发送数据数字地未用E 串行通信 USB 接口之 JP3 B 型接口 如图 2.6 USB 实物图 可以通过 USB 电缆与 PC 进行数据交换USB 模组与 SPCE061A 的 I/O 接线如图 2.7 所示USB 模组与 SPCE061A 的 I/O 详细说明如表 2.4表 2.4 USB 模组与 SPCE061A 接口的各引脚说明 Sunplus University Program E-mail: 第 10 页引脚符号D0-D7INT_NRESET_NCS_NALERD_NWR_NNCGNDVCC类型I/OOIIIIIPPTechnology for Easy Living 说明双向数据口中断 低电平有效复位 低电平有效片选 低电平有效地址锁存使能 在多路地址/数据总线中 下降关闭地址信息锁存 将其固定为低电平用于单地址/数据总线配置读选通 低电平有效写选通 低电平有效无用地电源电压实验箱使用说明书USB 与 SPCE061A 的接线图如图 2.7 所示 当 29 和 21 连到一起 USB 未选中USB 的 I/O 呈现高阻态图 2.6 USB 实物图 Sunplus University Program E-mail: 第 11 页D0Technology for Easy Living 1 2 A8实验箱使用说明书D1D2D3D4D5D6D7/INT/RES29/CSALE/WR/RD357911131517192123252746810121416182022242628A9A10A11A12A13A14A15B2B3B8B6B5B4图 2.7 USB 模组与 SPCE061A 的 I/O 接线图 2.6 中有四个 Pin 分别为 PC MCU D12 PC 这四个 pin 不同组合可以构成不同的供电形式 如下表 2.5 所示表 2.5 电源跳线的不同组合引脚连接情况MCU 与 D12 相连接 其它 Pin不连PC 与 D12 相连接 其它 Pin 不连MCU 与 D12 相连接 PC 与 D12相连接F 液晶显示模块接口之 JP6 供电形式USB 模组由 MCU 板的电源供电USB 模组由 USB 总线的电源供电USB 模组 MCU 板都由 USB 总线的电源供电 SPG12063YS2 液晶是自带驱动 SPLC501 的 128x64 的点阵 LCD JP6 为 LCD 模组与 SPCE061A 的 I/O 接线如图 2.8 所示 Sunplus University Program E-mail: 第 12 页Technology for Easy Living LCD 模组与 SPCE061A 的 I/O 详细说明如表 2.6表 2.6 LCD 模组与 SPCE061A 接口的各引脚说明引脚符号 类型 说明实验箱使用说明书D0-D7RESET_NCSAOPRDWRI/OIIIII双向数据口复位 低电平有效片选 低电平有效数据和命令字控制位读选通 低电平有效写选通 低电平有效LCD 与 SPCE061A 的接线图如图 2.8 所示 当 1 和 3 连到一起 USB 未选中LCD 默认选中 当 31 和 34 连到一起选择 8080 工作模式 当 31 和 30 连到一起选择 6800 工作模式 Sunplus University Program E-mail: 第 13 页/CS/RESAOR/W13579Technology for Easy Living GND2 B94 RES6 B48 B5实验箱使用说明书EPD0D1D2D311 1013 1215 1417 1619 18B6A8A9A10A11D42120A12D5D6D7VR34C86PS23 2225 2427 2629 2831 3033 32A13A14A15V3V3V3图 2.8 LCD 模组与 SPCE061A 的 I/O 接线2.2 默认 I/O 资源分配2.2.1 整体设计思想 凌阳大学计划实验箱主体设计思想为模拟总线 加入双排接线座使各模块分立实验和综合实验相结合 当用户不想使用默认 I/O 把短接子跳开 用排线接到用户想用的 SPCE061A 的引出 I/O 即可 这里主要叙述默认 I/O 的分配为方便编程默认把 B 口的高八位设置为各模块的片选 在对每个模块进行编程控制时为不使各模块造成混乱 要先对 B 口的高八位进行配置 片选配置具体见表2.7 Sunplus University Program E-mail: 第 14 页表 2.7 片选配置表SPCE061A的 I/O Technology for Easy Living 默认连接片选实验箱使用说明书有效电平B8 B9 B11 B12 B13 B14 B15 USB(D12 的 11管脚) LCD(SPLC501 的 1管脚) SIO 存 储 (SPR4096的 40 管脚) 第四位数码管第三位数码管第二位数码管第一位数码管0 选中1 没选中0 选中1 没选中0 选中 4M FLASH 1 选中 2M SARM 0 没选中1 选中0 没选中1 选中0 没选中1 选中0 没选中1 选中整个实验箱默认模拟总线的数据总线为 A8A15,控制总线为 B0B7 具体每个模块的 I/O 分配图如图 2.9 所示 Sunplus University Program E-mail: 第 15 页CS1-B152-B143-B13 LED4-B12abcdefg4*4KEY MICMICMICA0-A7 A0-A7实验箱使用说明书DACSPY0030DAC1-PIN21DAC2-PIN225-B26-B17-B0SIOCSSCKSDAB12-B15B0 B1 B2B0 B1B0-B7B11B0-B7B12-B15SPCE061ASPR4096 CF7SWITCHB11RFINT/RB4B6GNDSPRF2716OUTB5B2B3/INT/RESRxUARTTxB10B9 B8A8-A15B6B5B4 /ALE/WR/RD/CSD0-D7USBMAX3232 CPEB8GNDAOA8-A15SWITCHCSD0-D7C86SWITCHV3B4B6B5EPR/WLCDSPG12063YS2GND Sunplus University Program 图 2.9 模块的默认 I/O 分配图 E-mail: 第 16 页3.1 主控元件与编程环境的熟悉Technology for Easy Living 3 快速入门实验箱使用说明书3.1.1 主控元件 SPCE061A 功能简介 本系统以凌阳自主开发的十六位单片机 SPCE061A 作为主控元件 如图 3.1 所示 它是 unsp 系列中的一款 具有以下功能特性16 位nSP微处理器工作电压 VDD 为 2.63.6V(cpu), VDDH 为 VDD5.5V(I/O)CPU 时钟 0.32MHz49.152MHz 内置 2K 字 SRAM 内置 32K 字 FLASH可编程音频处理晶体振荡器; 2 个 16 位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)2 个 10 位 DAC(数-模转换)输出通道系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)耗电小于 2A3.6V32 位通用可编程输入/输出端口图 3.1 SPCE061A 14 个中断源 定时器 A / B 2 个外部时钟源输入 时基 键唤醒等具备触键唤醒的功能使用凌阳音频编码 SACM_S240 方式(2.4K 位/秒) 能容纳 210 秒的语音数据32768Hz 实时时钟 锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号7 通道 10 位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器自动增益控制(AGC)功能具备串行设备接口具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能内置在线仿真电路