61板的焊接与调试.doc

16位单片机原理及开发大作业项目 61板的焊接与调试 系 别：专 业： 电子信息工程技术年 级： 2011级班级： 1 班学 号：学 生 姓 名： 评 阅 人 ： 提 交 时 间：2013年 11 月 3 日 评 阅 时 间：2013年 11 月 日 61开发板的焊接和调试一、61板简介1.1 61板的结构61板包括： 1、电源 2、下载区 3、音频区 4、SPCE061A&周边区 5、键控区6、复位区 7、端口区 1.2 61板各模块的电路结构：图1 61板各模块的电路结构1.3 61板框图功能介绍：电源：61 板采用 3 节5 号电池进行供电，由 J10 接入，如原理图所示。其中的前后两组电容用来去耦滤波，使其供给芯片的电源更加干净平滑。为了获得标准的 3.3V 电压，在板子上加入 SPY0029 三端稳压器。两个二极管，是为防止误将电源接反造成不必要损失而设置的，在操作过程中千万不要将电源接反，因为反向电压超过一定的值，二极管将会被损坏，达不到保护的目的。后面的零电阻及其电源、地分成不同的几路是为减少电磁干扰设置的。图2 电源部分原理图程序下载区： ICE 基本运作方式是通过控制 clock 及通过 ICE 喂入指令方式， 来控制 CPU 的运行及缓存器资料和内存资料的存取，因此必须透过控制缓存器值的设定来控制目前 CPU 的动作. 每个相连接的不同 ICE 模块都拥有自己独特的 3-bit ID， 当 PC 在传送 control 信号时都会先传送该 3-bit ID，只有 ICE 本身的 ID 和 control 信号的 ID 相同时才会执行该命令或回传资料。61 板上的 74HC244 主要在我们选用下载线的时候起作用，主要奇缓存的作用和完成 SDA 是作数据回送还是数据下传的选择。图3 下载区原理图音频输入部分:如下图所示电路， MICP 和 MICN 将随着 MIC 产生的波形变化，并在两个端口处形成两路反相的波形，再经过两级运放放大，把放大的语音信号交给 ADC 转换为数字量，这个时候我们就可以通过单片机编程对这些数据进行处理，比如说语音数据压缩、语音识别样本处理。图4 音频输入外围电路音频输出部分: SPY0030 是凌阳公司开发的专门用于语音信号放大的芯片，它的增益如下所示Gain=2*5000/(5000+R1) 图5 SPY 0030工作原理按键部分:按键是通过通断控制来实现它的功能，61 板上的按键在没按下时，它的 1、3 脚是断开的，当按下时这两个脚是连通的。若此时我们在 1 脚接一个高电平，把第三脚连到一个 I/O 口上，这就形成了一个人机操作界面，通过编程对 I/O 扫描，单片机就能识别到我们的按键命令。二、焊接61板第一步 61裸板检测目的：检测 61 板裸板电源部分是否短路方法：利用万用表检测61板上 U3 的第一脚和第三脚之间是否短路，无短路说明61板电源部分是正常。第二步 检测元器件、并做器件整形 1用万用检测 12 个电解电容、16个独石 104、3 个独石224是否短路，短路的器件需更换（有条件的可采用电容表逐个测试）。 2利用万用表检测 4 个按键，按下后看 1、3 脚是否接通，是则说明按键正常。 3先将单排插针掰开，分别为 10PIN 4 个、3PIN 3 个和2PIN 2 个、1PIN 1个。 4将所有检测过的电阻、电容、二极管按电路板间距把引脚折弯，以便插到电路板上。注意：绝对不能在元件引脚跟部反复折弯， 因为这样引起的元件内部接触不良造成的故障是很难维修的。 5查看芯片座所有引脚是否偏移原位，若有偏移整形后插在塑料泡沫板上待用。第三步 元件分类1、小个子元器件（20 个） ： SPY0029（1 个） 、电阻（18 个） 、晶振（1 个） 、二极管（3 个） 。 2、中间个子元器件（45 个） ： 瓷片电容（5 个） 、独石电容（19 个） 、按键（4 个） 、发光二极管（2 个） 、电解电容（12 个） 、芯片座（3 个） 。 3、大个子元器件（13 个） ： 排针（9 个） 、接座（3 个） 、电位器（1 个） 。 第四步 焊接61板的18个步骤:图6 焊接61板的18个步骤三、61板的测试第一步：分步测试一、电源部分的测试 （3个集成块不能插入！）1、J10的测试（不加电！）： 1、2脚之间的电阻为500左右。2、加电红灯点亮。3、测各器件电源供电是否正常（S5的1、2脚短接）。 U1的7脚电压应为：3.3V。 U4的20脚电压应为：3.3V。 J4的1脚电压应为：3.3V。 U2的7、8脚电压应为：4.5V。 J6、J7、J8、J9的正端电压应为4.5V。二、键盘部分的测试（3个集成块不插入！）测试IOA口的IOA0、IOA1、IOA2：1、按下K1键IOA0输出高点平。2、按下K2键IOA1输出高点平。3、按下K3键IOA2输出高点平。三、晶振部分的测试（） 1、插入3个集成块，注意方向不要插反！2、用示波器测试OSCI、OSCO的波形。四、I/O部分的测试 （需用下载板下载程序来完成）五、音频输入部分的测试 （用示波器）六、 244的测试 （断开电源再测试！）1、U4的第1脚与S5的第1脚应连通。2、U4的第2脚与R23的一端应连通。 U4的第11脚与R24的一端应连通。 U4的第19脚与R26的一端应连通。3、U4的第4脚与J4的第4脚应连通。 U4的第9脚与J4的第4脚应连通。4、U4的第6、8、13、15、17脚与地应连通。 U4的第10脚与地应连通。 U4的第20脚与VCC应连通。第二步：总体测试下载自检程序，进行总体检查。1、检查IO口。2、按K1键，检查睡眠功能。3、按K2键，检查A/D部分。4、按K3键，检查MIC。四、61板的自检具体步骤图7 61板自检的具体步骤第一步 连接电源，可以连接电池盒（3 节），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，进行第二步的操作；第二步 用排线分别将IOA口的低 8 位和IOB口的低8 位相连，IOA口的高8 和IOB口的高8 位相连，然后按下RESET复位键（如图1.3 所示）；现象：当按下RESET复位键后，程序重新开始执行，语音提示“欢迎进入自检模式”，当听到语音提示“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，会看到绿色的发光极管闪亮一下，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”，则提示“A/D测试失败” ，进入最后一步操作；第五步 拔掉第一步测试时的排线，并按下 K3 键测试MIC 输入及 D/A转换输是否正常； （注：在按下K3 键后，喇叭会发出啸叫声，用手按在MIC上可消除啸叫声。）现象：可以在MIC上轻轻的拍几下，同时听是否有声音输出，如果有，则说明MIC输入和D/A转换输出部分正常。 以上操作，只有当I/O测试成功后，按键才会有效。主程序的代码：#include hardware.h#include s480.h/#include A2000.h/s480#defineSPEECH_1 0#defineDAC11#defineDAC22#defineRamp_UpDn_Off0#defineRamp_Up_On1#defineRamp_Dn_On2#defineRamp_UpDn_On3#defineAuto1#defineFull1#defineEmpty2/#define SUCCESS 1;#define FAIL 0;void playS480( unsigned char num);void delay3s(void);unsigned int Key; /扫描的键值 unsigned char INTflag; /定时3秒的标识unsigned int sum; /2hz 计数器 满六次为3秒unsigned int FailTimes; /失败的次数/void playS480( unsigned char num) System_ServiceLoop(); IOTest测试程序说明：IOTest流程图如下：图8 IOTest流程图程序部分代码如下：/=/函数名称：unsigned IOTest（）/出口参数：1.测试成功0、测试失败/无入口参数/硬件连接：A口B口短接/=/.public _IOTest;_IOTest: .procInitPortAinput_Boutput: r1=0x0000 /初始化A口为输入端P_IOA_Dir=r1P_IOA_Attrib=r1P_IOA_Data=r1 r1=0xffff /初始化B口为输出端 P_IOB_Dir=r1P_IOB_Attrib=r1r1=0x0000P_IOB_Data=r1WritePortB: r1 = Write_Port_Data; /向B口写数据xaaaa LoopWrite: r1 = r1-1; jz InitPortBinput_Aoutput;/ P_IOB_Data=r1ReadPortA: r2 = P_IOA_Data; /读A口数据 cmp r1,r2; /比较读写数据是否相同 je LoopWrite; nop; r1 = 0x0000; /测试失败 nop; nop; retf;InitPortBinput_Aoutput: r1=0x0000 /初始化B口为输入P_IOB_Dir=r1P_IOB_Attrib=r1P_IOB_Data=r1/初始化A口为输出r1=0xffff P_IOA_Dir=r1P_IOA_Attrib=r1r1=0x0000P_IOA_Data=r1WritePortA: /向A口写数据 r1 = Write_Port_DataLoopWrite0: r1 = r1 - 1; jz TestSuc; P_IOA_Data=r1 ReadPortB: nop; nop; r2 = P_IOB_Data; /读B口数据 cmp r1,r2; /比较读写数据是否相同 je LoopWrite0; r1 = 0x0000; /测试失败 retf; TestSuc: r1 = 0x0001; retf;.endp睡眠检测部分程序说明：/函数名称：unsigned KeyWakeUp()/出口参数：1.测试成功0、测试失败/无入口参数/硬件连接：A口B口短接/=/图9 睡眠模式流程图 InitAD_DA子程序睡眠检测程序代码：.public _KeyWakeUp;_KeyWakeUp: .proc.define P_IOA_RL 0x7004 r1=0x0000 /初始化A口为输入端P_IOA_Dir=r1P_IOA_Attrib=r1P_IOA_Data=r1/初始化B口为输出端r1=0xffff P_IOB_Dir=r1P_IOB_Attrib=r1r1=0x0000P_IOB_Data=r1 r1 = P_INT_Ctrl r1 |= 0x0004 /中断初始化 P_INT_Ctrl = r1; r1=P_IOA_RL INT IRQ /开中断 r1=0x0017; /on 32768 P_SystemClock=r1 /进入睡眠状态 r1 = 0x0000 P_SystemClock=r1 r1 = 0x0001; /测试成功 retf;.endp /*/键唤醒中断 /*/.text .public _IRQ3_IRQ3: push r1,r4 to sp r1=0x0080 test r1,P_INT_Ctrl /是否为键唤醒中断 jz L_notKeyArouse /否，退出中断程序 r1=0x0080 P_INT_Clear=r1 /是，清中断 L_notKeyArouse: pop r1,r4 from sp retiMIC部分程序说明MIC测试流程图如下：图10 MIC测试主程序 MIC测试代码如下：/主程序.PUBLIC _MICTEST_MICTEST: .PROC call _InitAD_DA/ 调用AD 初始化子程序.ENDPloop:R1 = 0x0001;/ Clear Watch DogP_Watchdog_Clear = R1;jmp loop .text.PUBLIC _IRQ1 _IRQ1: push R1 to SPR1 = P_ADC P_DAC1 = R1 P_DAC2 = R1 R1 = 0x1000 P_INT_Clear = R1 pop R1 from SP reti .CODE_InitAD_DA: INT OFF;R1 = 0x0030; / 时钟频率为CLKA的Fosc/2P_TimerA_Ctrl = R1;R1 = TIMER_DATA_FOR_8KHZ; / 采样率为8kHzP_TimerA_Data = R1;R1 = 0x0015;/ 设置AGC /R1 = 0x0011/ 取消AGC P_ADC_Ctrl = R1;/ 采用自动方式、且通过MIC_IN通道输入,R1 = 0x00A8;/通过定时器A的溢出锁存数据，ADC为自动方式P_DAC_Ctrl = R1;R1 = 0x1000;P_INT_Ctrl