单片机实训教师指导书

1、组图单片机实训教师指导书热【字体：小 大】单片机实训教师指导书作者：教务处文章来源：英才学院点击数：1703更新时间：2007-5-22第1章电子实习目的电子实习是电气与电子类等相关专业重要的实践教学环节，主要是为了贯彻理论联系实际的教学原则，巩固和扩大已学过的电子技术的基础知识，使本专业学生初步获得电子产品生产工艺的基本知识和基本操作技能，为技术基础课和专业课程的学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力。 1.1实习目的 电子实习的目的主要是培养学生的实践动手能力，通过这段时间的实习使其具备以下的能力： 1 焊（焊接、拆焊技术）； 2 选（元器件识别、性能简易测试、筛选）； 3 装（电

2、子电路和电子产品装配能力）； 4 调（电子电路与电子小产品调试能力）； 5 测（会正确使用电子仪器测电参数）； 6 读（电子电路读图能力）； 7 写（培养编写实习报告的能力）； 8 校（电子产品质量检验能力）； 9 触（提前触及三大技术）。 1.261精简开发板简介 61精简开发板如图1.1，它就是这次电子实习的“劳动成果”61板，一套完整的16位单片机开发系统。它也是一个准产品，若将我们提供的程序下载到61板上，它将成为一个复读机、语音钟表，或者成为一个极具趣味性的人机互动玩具图1.161板实物图图1.1中的主要芯片是spce061a（一颗16位单片机），若我们将程序写入其中，它既可成为各类

3、智能产品的指挥中心，当前我们看到的这块板子就是一个单片机开发人员进行各类产品开发所必须的单片机开发系统。 一、61板的具体作用 1 电子实习： 为方便顺利地完成电子实习，我们提供61板散件，详细的焊接流程、以及电子实习指导书和现场培训。这些都是为了使同学们达到动手实践的目的的同时学到更多的知识，具体的通过本次电子实习可得到pcb板的焊接锻炼，增加对电子产品生产流程的了解；在测试环节中，可以了解到测试的流程和方法增加测试经验，同时也可初步了解模拟电路、数字电路、单片机方面的知识，对即将接触的知识提前有个感性的认识。更重要的是完成这个实习后，因为61板就是一套完整的16位单片机开发系统，同学们可以

4、利用它进行各种产品的开发，包括初步的单片机及其相关方面的学习，亦可进行对语音、图形处理方面及其操作系统与网络方面的研究。 2课程设计： 以61板为核心，根据老师提供的设计题目，或者参考凌阳大学计划提供的题目，完成课程设计的动手实践锻炼。 3毕业设计： 这是每一个学生必须完成的“必修课”，通过前面的实习，学生每人都已经有了一套16位单片机开发系统，特别是前面两个实习，让学生具备了一定的动手能力。在老师的精心指导下，在凌阳大学计划提供的在线帮助下，用61板完成毕业设计已经不是一件困难的事情了。4电子制作： 大部分学校的实验条件有限，无法满足所有学生随时在实验室进行单片机的学习和开发，有了61板后，

5、这些问题都迎刃而解了。很多老师称61板为寝室型开发系统，因为有了61板，单片机的学习开发，同学们可以在宿舍、机房、甚至网吧完成了！ 5各种竞赛： 电子竞赛、挑战杯、机器人大赛等等，都是体现大家动手能力的一个非常好的机会，也是体现61板优势的一个环节。以61板为核心，同学们可以完成自己的各种创意，并取得理想的成绩！ 二、61板的套件：1 开发板：以spce061a为核心的具有dsp功能和语音特色的16位单片机开发板； 2 下载线：spce061a本身内部集成了在线仿真电路（ice），所以只要通过它就可以完成在线仿真、在线调试、在线下载； 3 光盘：包括教材、ide软件开发环境、100多个程序范例

6、、实验指导书上下册、应用范例等凌阳大学计划的技术资料； 4 说明书：61板的使用说明，使学生们尽快上手； 5 电池盒：3节普通的5号电池就可以供电； 6 喇叭：发挥语音特色，高兴并快乐着学习凌阳单片机； 7 排线：做基本的检测、扩展使用。 下面给同学们演示几个小程序，体验61板可以做些什么呢？ （1）midi播放器 这块板子出具备一般单片机的功能外，还具备强大的语音处理能力，可根据我们自己写的程序说话、唱歌，极具趣味性。 （2）语音遥控小车 当你叫小车名字的时候，它会回答你，当你发出命令的时候，小车就会去执行动作。如： 问：“小车”。 答：“我在这里”。 命令：“向左转”。答：“那好吧！“，小

7、车开始向左转 现在是不是想自己焊接一个61板来试试，不过为确保焊接无误我们还得先看第二章的内容，一步一步的做下去，就会得到更多锻炼和学到很多新的知识。第2章 焊接练习通过第一章的介绍知道，我们要获得自己的开发系统板，第一步就是要把它正确的组装起来，这一章主要学习焊接的基本知识，通过同学们的实际焊接练习，才可以完成系统开发板的焊接，也是保证系统开发板正常工作的前提。 2.1 焊接目的 1了解焊料，焊剂的选择及其焊点质量的检查。 2掌握焊接方法，要求及其注意事项。 2.2 焊接器材 2.2.1 认识手工器材（选学内容，要求掌握） 图2.1 常用手工工具实物图1尖嘴钳 （1）主要用途 主要用来夹持零

8、件、导线、及零件脚弯折 内部有一剪口，用来剪断1mm以下细小的电线 配合斜口钳做拨线用 （2）注意事项 注意不可以当做扳手，否则会损环钳子 不可用来敲打 在焊接的时候夹持元件可以防止元件因过热而损伤 2斜口钳 （1）主要用途 常用来剪断导线、零件脚的基本工具 配合尖嘴钳做拨线用 （2）注意事项 斜口钳剪断时，应将线头朝向下，以防止断线时伤及眼睛或其他同学 不可用来剪断铁丝或其他金属的物体，以免损伤器件口，超过1.6mm的电线不可用斜口钳剪断 3平头钳 （1）主要用途 用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做拨线用 用来弯折、弯曲导线或一般的金属线 用来夹持较重物体 （2）注意事项 不可拿它当扳手

9、使用 不可用来敲打 4电烙铁 （1）分类 图2.2 电烙铁的分类圆锥形：适合焊接热敏感元件 斜角形：适于焊接端子点，因有尖端表面，所以热更易于传导 锥斜面形：通常用在一般焊接和修理上 具体内容请参看第二章的2.3节。 5吸锡器 （1）主要用途 检修时，将零件上的焊锡吸走，以便利于更换元件 使用是应将吸锡口靠近焊锡点，但要必免与烙铁直接接触 （2）注意事项 使用一段时间后，就要清理吸锡器中锡渣 6螺丝起子 （1）主要用途 松紧螺丝必须的工具 一般根据用途分为：一字起子，十字起子 （2）注意事项 选择起子时应根据螺丝的大小选用，起子刀口厚薄与宽度均需配合 金属把子的起子不可以使用在带电的电路上，以

10、免触电 使用起子应于螺丝帽成90度 手柄越大转矩越大 7镊子 镊子的分类也是很多的，在各种实际应用场合主要是以下两种：尖头镊子和弯头镊子。镊子的使用主要是夹持小的元器件，辅助焊接，弯曲电阻、电容、导线的作用。平时不要把镊子对准人的眼睛或其他部位。图2.3 尖头镊子和弯头镊子2.2.2 使用器材 1电烙铁一把 2万用表一块 3万能电路板一块 4各种元件若干 2.3 焊接原理 2.3.1焊接 1焊料与焊剂的选择 焊料：一般常用焊锡作焊料。它具有较好的流动性和附着性。在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。而且具有耐腐性，使用方便的优点。 焊剂：作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡

11、的流动性。常用的焊剂是松香。但在使用时要注意最好配成松香水。如果电烙铁直接沾松香焊接，虽然焊接的烟量少，附着力强，但沾到焊点上的松香少，不能充分发挥助焊剂的作用。而且电烙铁头经常接触松香也易使松香焦糊变质。所以最好将松香溶于酒精中。以3：1的比例配成松香水点在焊接处。千万注意：绝对不能用酸性焊油。因为它对焊点有腐蚀性，会引起电烙铁漏电，发霉。 注意：焊剂用完后用三氯甲烷/酒精擦板子，便于焊接元器件。 2电烙铁与电烙铁头的选择 常用的电烙铁有外热式、内热式和速热式三种。一般功率不能过大，选用2050w即可。若选用的功率过大，不易掌握火候，很容易使元件过热而损坏。烙铁头经常加工成各种形状以适应焊接

12、的要求。为了保证一定的温度，烙铁头要有一定的体积。一般焊接较大的元件时，烙铁头与焊接物接触面积要大.焊接密度较大的小焊点时，为了避免伤及周围元件和焊点，应采用锥形的烙铁头。 3焊点质量 焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。 质量好的焊点称标准焊点，如图2.1（a）所示，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。 虚焊点，如图2.1（b）所示，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。 产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁，或者电烙铁头温度偏低，元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面

13、太小导致受热太慢，温度不够，也有焊锡用量不当引起的。 要避免出现虚焊，重点是搞好清洁处理。焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。掌握好焊接时间，一般一个焊点约用23秒。焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。若时间长，易损坏焊接部件及元件。铜箔、元件三者较好地融合在一起。若时间短，又不能使焊接达到标准要求，焊点上的焊锡要适当，以饱满引线为宜，呈圆锥形。焊锡过多是浪费，而且容易出现焊点互相桥连现象。图2.4 焊接质量 2.3.2焊接顺序及方法1顺序 先测量，作好记录；再清洁，挂锡焊接；最后再检查测量。杜绝马虎大意。2焊接方法 1顺序 先测量，作好记录；再清洁，挂

14、锡焊接；最后再检查测量。杜绝马虎大意。 2焊接方法 如下图：（1）右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。 （2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在23秒钟。 （3）抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。 （4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。 3焊接注意事项 （1） 防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。 （2） 电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中。不要过多。 （3） 烙

15、铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以防止虚焊。 （4） 切不可将烙铁头在焊点上来回移动。也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。 （5） 焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。（6） 焊接集成电路时，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。 2.3.3实训要求 1 一丝不苟，认真操作，循序渐进。 2 要注意安全，防止触电、烫伤、损坏仪器设备。不要到处甩锡，注意电烙铁的摆放，以免烙坏衣物或电源线等其他物品。离开实训室时要及时断电。 3 学会使用各种工具。 4 元件安装要规范，讲究安装工艺

16、，挂锡饱满适中，避免虚焊、漏焊及连焊。 2.3.4焊接练习 1 分立器件焊接练习（学会焊接立式器件和熟练焊接技巧） 2 接插器件焊接练习（认识常用接插件，由于接插件管脚靠得较近，要防止短路） 3 拆件练习（学习拆件，以防在检测到有需要拆换的器件时，可以胸有成竹，不至于把61板焊坏） 4 贴片器件焊接练习（进一步提高焊接水平，熟练贴片器件的焊接）第3章 常用元件介绍及检测方法 （选学内容，要求掌握） 3.1 目的 1了解各种元件特点和作用。 2掌握各种常用元件的测量方法。 3.2 仪器与元件 1万用表一块。 2各种电器元件若干。 3.3 器件原理 3.3.1电阻 电阻是电子电路常用元件，对交流、

17、直流都有阻碍作用，常用于控制电路电流和电压的大小，以下列出的是常规的电阻内容的介绍。 图3.1 常用电阻实物图1常规知识小结 表3.1 常规知识小结2电阻器的色标法 表3.2 电阻器的色标法3用万用表判别电阻阻值和电位器的好坏 （1）万用表判别电阻阻值。把万用表拨至电阻档的适当量程，用两个表笔分别与电阻器两个引脚相接触。电阻的阻值=万用表转换开关的指示值*指针偏转的格数。 （2）用万用表核对电位器的阻值并检查接触状况 电位器的示意图如图3.2所示，引出端a、c之间就是一个定值电阻器，把万用表拨至电阻档的适当量程，核对它的电阻值，方法同上。然后，用两个表笔分别接触引出端a、b和c、b，转动活动臂

18、，同时观察表针的移动情况。如果表针移动平稳，说明滑动端与电阻体接触良好。否则出现指针跳动、摇摆等情况。 图3.2 电位器示意3.3.2 电容器 它是电子电路常用元件，在电路中起耦合、滤波、旁路、调谐、振荡等作用。图3.3 常用电容实物图1种类：分为固定电容器、半可变电容器和可变电容器。 2符号：c 3单位 表3.4 单位表示3电容器的数值表示法 前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位pf 例如：102=1.00 x 1000pf=1000pf=1nf=0.001uuf 682=6.8x1000pf=6800pf=6n8f=0.0068uf 5检测法 对于小容量的无极性的电容器（包括可变电

19、容器既单连、双连或微调电容），一般万用表的电阻档只能测一下它的极间是否短路、断路或漏电。可用万用表x1k档或x10k档。当两个表笔棒接触电容器的两个引出脚时，指针应指在位置处不动（对于容量为几百f的电容器，指针很快地摆动一下，最后指向0处。可变电容器应观察指针随动片的转动有什么变化）。如指针有读数，说明该电容器严重漏电，如指针指在0位置，表明该电容器内部的介质已击穿，不能使用。 对于有极性的电解电容，一般容量较大，允许有一定的漏电流，用万用表的电阻档除了可判断它是否短路、断路外，还能估测出它的漏电流和电容量。把万用表拨到x100档或x1k档（测量前应将电容器放电，把电容器的两脚相碰一下，以中和

20、电容器内部残存的电荷），红表笔接电容器负极，黑表笔接正极时表针将迅速向右摆动一个角度，然后慢慢退回。待表针不动后，指示的电阻值越大，表明漏电流越小。从指针摆动的幅度还可以估算出它的电容量，见表3.3。 表3.5 测量各种电容器指针摆动范围6注意事项 测量高耐压，大容量电容之前，一定先用电阻放一下电再测量，因为未确定没电的电容都默认为充过电，直接测量充过电的电容会打坏万用表。 3.3.3二极管 二极管在电路中常起整流、检波和稳压作用。 1 符号：d 2 特点：具有单向导电性 3 检测法： 把万用表拨至x100或x1k档，用两个表笔分别接触二极管的两个引出脚。若表针的示数较小（锗管100-200，

21、硅管70012k）时，与黑表笔相接的引出脚为正极。接着调换两个表笔再测量，若表针的示数较大（锗管几百千，硅管几兆）时，说明该二极管是好的，并且原先判明的极性是正确的。如果正反向电阻均为0或无穷大，表明该管已经击穿或断路，不能使用。 4 应当注意： （1） 测量小功率的二极管，不宜使用rx1或rx10k档，前者通过二极管的电流较大，可能烧坏二极管; 后者加在二极管两端的反向电压太高，易将二极管击穿。 （2） 使用指针万用表测量的时候，黑色的表笔（“-”级）接的二级管的“+”级，红色的表笔（“+”级）接的是二级管的“-”级，才可以获得好坏的判断。（3） 使用数字万用表的时候，黑色的表笔（“-”级）

22、接的二级管的“-”级，红色的表笔（“+”级）接的是二级管的“+”级，才可以获得好坏的判断。 3.3.4扬声器的检测 扬声器和耳机的检测主要是检查它们的震动部分是否阻塞和音圈是否断路、短路和接触是否良好。对于扬声器可先用手均衡推动扬声器纸盆，应有柔和感和较强的弹性感。如果纸盆破损，手感阻塞，毫无弹性的扬声器不宜使用。然后用万用表测量它的音圈电阻，万用表拨置rx1，当两个表笔分别接触扬声器或耳机应有“喀喀声”，且万用表的电阻标称阻抗值稍低一些，说明扬声器或耳机可以使用。 3.3.5三极管 三极管在电子电路中组成震荡电路、放大电路。 1符号：t 基极-b（b） 发射极-e(e) 集电极-c(c)图3

23、.4 三极管的表示2管型的判别 图3.5是晶体三极管的结构示意图，由电路可知，对pnp 型三极管，ce极分别为其内部两个pn结的正极、b极为它们共同的负极；对npn型三极管情况恰好相反。显然，根据这一点用前面讲的二极管的方法能很快地区分出pnp型和npn型三极管，并找到b极。图3.5 三极管的结构3电极的判别 在判别出管型和基极b的基础之上，先任意假定一个电极为e极，另一个为c极，将万用表拨动至x1k档，对npn型三极管，令黑笔接c极，红笔接e极，再用较湿润的手捏一下管子的b、e极，注意不要让两个电极直接接触，并观察一下表针向右摆动的幅度，然后使假设的c、e极对调，重复以上测试步骤。哪次表针的

24、摆幅大，则该次的假设与实际情况相符。 4三极管放大能力的判断 在上面电极的判别时，其实已经测试了三极管的放大能力；对几只测过的三极管，在判别集电极时，表针摆动较大的，放大能力较大；表针摆动较小的，放大能力较小。 另外还可以测量直流放大倍数hfe 的方法判别放大能力，见仪器三mf47型万用表的使用方法。 5三极管质量的判别 （1）反向截止电流iceo、icbo测量。电流值较大为次品。 （2）三极管损坏的判断。当三极管的某个pn 结损坏或无放大能力时，可判定为损坏，不能使用。 3.3.6多端元器件变压器的检测 1变压器的绝缘检查 变压器的各线圈之间以及线圈与铁心之间应有良好的绝缘。用万用表rx10

25、k档，测两个线圈之间的电阻或线圈与铁心之间的电阻（如测量图3.6 中的1、3或2、4端就是初次极之间的电阻），测量时表针应指在处为绝缘良好。 图3.6 测量图2线圈的通电检查 检查线圈通电时可测量一下各个线圈的直流电阻，然后与其正常值相比较，其误差不应大于5%。若阻值大于正常值，说明该组线圈接触不良或有断路故障；若阻值远小于正常值或为零，说明该组线圈有短路故障。 3通电检查 为了安全要在初级线圈串上1a 的保险丝，见图3.6。通电后，若保险丝随即熔断，说明变压器有短路故障；若保险丝虽未熔断，但变压器发出较强的“嗡嗡”声，并且温度在短时间内上升很多（正常时应为微热），也说明内部的匝与匝或层与层之

26、间有短路故障。若没有上述的异常情况，可用万用表测量一下次级线圈的交流电压值，这时次级的电压应比额定电压高5%7%；若电压为零，说明内部有断路故障。 3.4 万用表及示波器介绍 各学校可根据实际教学内容做对应的讲解。这里只是引导性的简单介绍，作为参看内容。 3.4.1 万用表 1指针性万用表 （1）测试范围 直流电压（dvc）：0.25v、0.5v、2.5v、10v、50v、250v、1000v。交流电压（acv）：10v、50v、250v、500v、1000v。 直流电流（dcma) ：50a、2.5ma、25ma、0.25a。 电阻刻度音量单位：-10+22db 负载电流：li 0150ma

27、 hfe 01000 负载电压：lv 03v （2）误差 直流电压及电流（dcv & ma）：3%以内（全刻度指示值） 交流电压（acv)：4%以内（全刻度指示值） 电阻（ohms）：3%以内（全刻度长） 2数字形万用表 （1）测试范围 直流电压（dcv）：交流电压（acv）直流电流（dcma）：电阻（ohm）频率范围（frequency range）：45450hz 显示：7段显示，0.5英尺，lcd显示屏幕 3.4.2 示波器 请根据学校的示波器使用说明书具体操作和介绍。图3.7 示波器示意图在图3.7中的表示的内容是其中常用的功能，还有很多的功能并没有在上图中表示出来。在这里也就对常用按

28、键的功能做描述。 1水平位置调整 控制荧光屏上的光迹，可以左右移动水平位置，以方便观察信号波形。通常和垂直增益选择控制功能配合使用。若将此按钮向外拉出，可使水平周期扩大10倍，方便观察局部的波形。 2水平周期扫描控制 此钮用来调整水平扫描时间的长短，使荧光屏所显示的波形最适于观察，一般可以分为23个档，每档所表示的时间为荧光幕扫描一格（1公分）所需的时间，一般以荧幕上出现2-3个周期的波形较为适宜。 3ch1、ch2垂直位置调整 这两个旋钮可以分别控制ch1、ch2通道进来的荧幕上的垂直位置上的波形，以方便观察信号波形。 4垂直增益选择控制垂直增益选择控制旋钮有两个，ch1和ch2，其中主要的

29、作用是将待测信号电压的大小作适当的衰减，让出现在硬木上信号的振幅大小变化，适于观察。通常此钮分为20v、10v等12个档。 5模式选择 invert-1：按下ch1的波形方向180度。 ch1/2：选择硬木只出现ch1或ch2的信号。 dual：双轨迹显示，硬木上同时出现ch1及ch2的输入信号。 alt/chop：alt交互扫描模式，可同时出现ch1与ch2字之信号，先显示ch1的波形，在显示ch2的波形，使用于高频测量。 chop：分时切割扫描模式，可同时出现ch1与ch2之信号，但以分时切割上下间断扫描，用于低频。 6其他功能 根据学校的情况，请查看相关说明书介绍。第4章 61板焊接 注

30、意事项： 1、认真阅读焊接注意事项，了解61板电路原理图（参见61板说明书）和61板各器件（参见61板说明书）的对应关系； 2、焊接的时候要仔细认真，并按焊接步骤完成； 3、认真检测板子和各种焊接器件，否则可能导致把坏的元件焊接到板子，将会加大后续测试的难度； 4、焊接spy0029的时候注意spy0029焊接事项； 5、焊接u1、u2、u4的座子的时候要注意芯片座的摆放顺序，以免焊接反； 6、焊接u1、u2、u4芯片座时，芯片座中不要按放器件，以免导致器件损坏。 养成良好的焊接习惯，是成功的一半！ 4.1 硬件框图介绍 4.1.1 框图介绍&工作原理 框图介绍: 第二章的学习后我们进行了焊接

31、练习，提高了基本功，并总结了经验，在这个基础上我们今天就来焊接61板。此61板的特点是元件密集，焊点多，焊接技术要求高。共有元件79个，焊点322个，而电路板面积只有7.2cm*10.6cm=76.32cm2，具体的框图见4.1。图4.1 “61”板框图表4.1 框图说明图4.2 “61”板功能分区图表4.2 各区元件排序表（主要按电流走向进行排序）注：*号表示零电阻无需焊接，板子上已经连通。 器件前的标号表示各区器件按电流走向的排列顺序。 4.1.2 spce061a简介1性能特点 16位unsp微处理器； 工作电压：vdd为2.63.6v(cpu), vddh为vdd5.5v(i/o)；

32、cpu时钟：0.32mhz49.152mhz； 内置2k字sram； 内置32k flash； 可编程音频处理； 晶体振荡器； 系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电小于2ma3.6v； 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； 32位通用可编程输入/输出端口； 14个中断源可来自定时器a / b，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒； 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； 锁相环pll振荡器提供系统时钟信号； 32768hz实时时钟； 7通道10位电压模-数转换器

33、（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和自动增益控制（agc）功能； 具备串行设备接口； 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ice（in- circuit emulator）接口； 具有保密能力； 具有watchdog功能。2管脚说明图4.3 spce061a 引脚排列图图4.4 spce061a实物图表4.2 管脚功能表4.2 焊接注意事项及其焊接步骤 在焊接前请同学们认真对照原理图，仔细查看印刷电路板，找到对应元件的功能区后，开始准备元件和工具。此电路板焊接要求使用25w左右尖烙铁，下面详细叙述焊接步骤： 第一步

34、 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，无短路则说明61板电源部分是正常。 2、端口部分： 目的：检测61板裸板相邻端口部分是否短路 方法：用万用表测量相邻端口是否短路，无短路则说明端口部分是正常。 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、5pin 1个、3pin和2pin 各1个。

35、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 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）： 晶振（1个）、二极管（3个）、spy0029（1个）、电阻（18个）。 2、中间个子元器件（45个）： 瓷片电容（5个）、独石电容（19个）、电解电容（12个）、按键（4个）、发光二极管（2个）、芯片座（3个）。 3、大个子元器件（9个）： 排针（5个）、接座（3个）、电位器（1个）。 第四步 焊接61板的18个

36、步骤 焊接原则从低到高，为确保焊接一次成功,请根据我们的18个步骤来焊接。 step 1: 焊接spy0029（数量 1个）元件u3（spy0029）-先将焊盘上的焊点上少量焊锡，再将元件相应引脚镀少量锡，用镊子夹住元件放置在焊盘上，迅速将该引脚焊好，如图4.5所示。注意拿镊子的手要稳，不能抖。焊接速度要快，加热时间要短。然后将其他引脚焊好。 注意：千万注意spy0029管脚的焊锡不要太多，否则容易造成spy0029底下有连焊，很难发现，会误以为spy0029坏掉。图4.5 spy0029焊接效果图step 2: 焊接电阻（数量 18个） 如图4.6所示； spy0029图4.6 电阻焊接效果

37、图step 3:焊接二极管（数量 3个） 请注意方向，有白色短线的那一端为负极，如图4.7所示，按照排序分别焊接1、2、3二极管，以免遗漏；step 4: 焊接晶振 （数量 1个） 注意时间不宜太长，晶振位置如图4.8所示；step 5:焊接独石电容 （数量 19个） 如图4.9所示；step 6:焊接瓷片电容（数量 5个） 请按照图4.10所排顺序进行焊接，以免遗漏。step 7: 焊接电解电容 （数量 2个） 焊接电解电容焊接电解电容(已卧倒的)请注意焊接方向，有白色线的一端为负极与pcb板上的白线相对应；如图4.11所示，方框中的就是电源部分，我们先把1、2电容焊接好，这时候我们不着急往

38、后焊，先来一个小小的测试，因为这到这一步电源部分已经可以开始工作了，这时查由于没受后面的电路的影响，比较好查；step 8: 检查电源部分是否错误 先用万用表查j10两管脚，若短路则查清短路原因，可能是因为二极管坏掉或者电源部分电容有问题，请排除错误再往下执行。 step 9:检查pcb板上的spy0029三个管脚是否短路 用万用表查spy0029的三个管脚之间是否短路；可能是因为第二个二极管坏掉或者spy0029没焊好，请排除错误再往下执行。step 10:焊接剩余电解电容（数量 10个） 完成所有电解电容的焊接。step 11: 焊接按键和电位器（数量 各1个） 位置如图4.13所示；st

39、ep 12: 焊接发光二极管 （数量 1个） 焊接发光二极管二极管底部平口端为负极，与pcb板上平口端相对应插入；焊接位置如图4.14所示。step 13: 焊接电源座（数量 1个） 焊接电源座，电源座位置如图4.15所示。焊接完电源座，电源部分已全部焊完，这时我们可以上电，会看到电源指示灯点亮，如图4.16所示，如没亮请立刻断电并查清原因，还是电源部分的原因，依照电流走向，应该很快就能查到原因。step 14:焊接单排插针（数量 8个） 单排插针的焊接，请参照图4.16一部分一部分焊接，以免遗漏。step 15:5针座焊接（数量 2个） 5针座的焊接，请参照图4.17焊接，并熟悉一下他们的作

40、用；step 16: 焊接麦克风 （数量 1个） 注意：麦克风的焊接一定要注意正级和负极，见下图。 61 板上的表示 麦克风正、负极区别麦克风正确的插入到板子中，需要自己加工一下，具体步骤如下：麦克风制作过程和实物图第一步：获得两节剪断的裸露导线或是被剪断焊接元件多余的引脚，长度大于 1cm； 第二步：镊子把两节导线分别折成上图的“l”形，短边的长度小于 5mm，分别给“l”的短脚抹上一点焊锡，便于焊接； 第三步：利用烙铁分别把制作好的“l”形导线焊接到上图做的位置，目的就是给麦克风做两个引脚； 第四步：对应正、负极把引脚插入61板的正、负极焊接完成。step 17:焊接u2、u4芯片座 焊接

41、u2、u4的座，,注意座子的凹进的表示与电路板子上的凹口一致焊接u1 spce061a的座子，注意座子的斜切口与电路板子上的斜切口一致,如图4.22所示。step 18: 管脚修整 剪断已焊接元件多余的引脚，（长度大概1mm左右）并检查是否所有的器件均焊接完成。第5章 测试记录和分析在做测试的时候，一定要先检测电源部分(因为电源部分相当重要,若没焊好会造成很大破坏性),再按以下的顺序测试并一步步做好检测记录，出现问题的时候请勿心急,慌乱中可能会制造更多的问题,而是要认真检测电路，并按实验步骤完成检查，这样有利于培养自己的动手能力和分析问题的能力。整体测试流程图如下：5.1 电源部分 5.1.1

42、 电源测试步骤 如果在焊接中按照步骤焊接了,并且其中的两个测试都通过了,那么这里的检测可轻而易举的通过。 电源部分在板子的左上角。以下就采用万用表分别测试以下12个点的电压，注意数字万用表的使用方式（黑色的表笔接电源“-”端，红色的表笔接电源“+”端）此时请勿将芯片插入座中，以免电源部分有问题造成芯片烧坏。 step 1: 目的：测试61板电源和地是否有短路； 条件：断开电源并拔掉电池盒，将j5的2、3脚用跳线帽短接； 步骤：用万用表测量j10的两脚的电阻是否为零； 现象1：电阻为零； 结论：焊接过程中可能造成短路了； 解决办法：进行电源部分的排查； 现象2：电阻大于300欧姆； 结论：正常，

43、进入step 2。 step 2: 目的：测试61板电源部分器件是否工作正常； 条件：将三节5号电池装入电池盒中，接到j10处; 步骤：将电池盒开关拨到on处； 现象1： 发光二极管d1没点亮，立即将电源断开，进入步骤4的测试； 结论：电源部分器件有问题，进入step 4； 解决办法：进行电源部分的排查； 现象2：发光二极管d1点亮； 结论：正常，进入step 3。 step 3: 目的：测试61板上各器件电源供电是否正常； 条件：用跳线冒把j5的1、2脚短接（选择了probe端）； 步骤：测试u1的第7脚电压-3.3v左右；测试u4的第20脚电压-3.3v左右； 测试j4的第1脚电压-3.3

44、v左右； 测试u2的第7、8脚电压-4.5v左右； 测试j6、j7、j8、j9的+端电压-4.5v左右（同上）； 现象1：电压不正常； 结论：在供电的某个传输方向上出现了问题； 解决办法：对照原理一步步排查； 现象2：电压正常； 结论：正常，进行键盘部分测试。 step 4: 目的：测试61板电源部分那个器件坏掉； 条件：断开电源； 步骤：用万用表检查发光二极管是否坏掉，或者方向弄错； 测量j10的两端是否短路，如果是，先检查d3是否击穿；如果j10没有短路，再测spy0029的3脚与地是否短路，如果是，检测d4是否击穿（要先从板子将负极拖开测试），否则就是spy0029坏掉了； 现象1： 发

45、光二极管不亮； 结论：发光二极管坏掉； 解决办法：更换发光二极管； 现象2：d3或d4反向导通； 结论：d3或d4被击穿； 解决办法：更换d3或d4； 现象3：3脚与地是短路；结论：焊接出错 解决办法：清除短路； 现象4：spy0029无3.3v输出 结论：spy0029坏掉 解决办法：更换spy0029并重新测试。 注意：将spy0029取下来（需要老师的帮忙，4个管脚堆锡同时加热用镊子取下来）更换，这个过程不要太长，否则焊盘加热时间长而氧化或者脱落。5.1.2 电源测试记录及分析5.1.3 键盘部分 键盘部分测试： 目的：测试键盘输入是否正确 条件：u1、u2、u4芯片座中不安放元件；给6

46、1板通电，万用表选择电压档，利用万用表的负端（黑色表笔）接板子上的地（标示“-”的地方），万用表笔的正端（红色表笔）分别检测接ioa0、ioa1、ioa2； 步骤：把万用表笔的正端（红色表笔）放在ioa0上时，按下k1键，读取万用表上的电压值并记录，之后用同样的方法分别检测k2、k3电压值； 现象1：电压为零； 结论：不正常；解决办法：更换按键，重新测试键盘部分； 现象2：电压为高电平； 结论：正常，进入晶振部分测试。实验完毕后断开板子的供电电源（电池盒关闭）、万用表电源，认真做实验记录。5.2 模拟部分 5.2.1 晶振部分 1工作原理 石英晶体的主要特征是它具有压电效应，既在晶体的两个电极

47、上加交流电压时，晶体就会产生机械振动，而这种机械振动反过来又会产生交流电压时，晶体就会产生交流电场，在电极上出现交流电压。如果外加交流电压的频率与晶片本身的固有振动频率相等，则机械振动的振幅和它产生的交流电压的幅值都会显著增大，这种现象称为压电谐振，称该晶体为石英晶体振荡器，或简称晶振。石英晶体的符号表示见图5.5中的y1部分，目前市场晶体都是标准的频率，如：32768hz、6mhz、3mhz等等，图5.5中采用的是32768 hz，其中的谐振电容分别是c14（20p）、c15（20p），在这里osc部分的作用就是作为cpu时钟的振源，具体的过程示意图见5.6所示。2晶振测试：目的：测试晶振工

48、作是否正常； 条件：u1、u2、u4芯片座中安放好元件；给61板通电； 步骤：利用万用表的负端（黑色表笔）接板子上的地点（表示“-”的地方），万用表笔的正端（红色表笔）分别检测接osco、osci并记录；并用示波器查看波形； 现象1：不可看到波形； 解决办法：更换晶振，若还不行更换芯片； 现象2：可以看到32768hz的正弦波形； 结论：正常，进行余下步骤。 测试点如图5.7所示。5.2.2单片机i/o部分 单片机i/o部分测试 目的：查看是否有漏焊或虚焊 条件：u1、u2、u4芯片座中安放好元件,不接喇叭,；给61板通电，用下载器将程序1下载到61板上。 步骤：利用万用表的负端（黑色表笔）接

49、板子上的地点（表示“-”的地方），万用表笔的正端（红色表笔）分别检测接各i/o并记录； 现象1：电压正确(ioa口全为低,iob口全为高) ； 解决办法：正常，进入音频输入部分的测试； 现象2：电压不正确； 结论：排查漏焊或虚焊。 实验完毕后断开板子的供电电源（电池盒关闭）、万用表电源，认真做实验记录。5.2.3音频输入部分 在spce061a芯片中具有声音模数转换通道，内置了麦克风放大电路和自动增益控制（agc）功能。 agc是自动增益补偿功能（automatic gain control），agc可以自动调麦克风的收音量，使听者收到一定的音量水平，不会因发言者与麦克风的距离改变时，声音有忽

50、大忽小声的缺点。 spce061a中集成了麦克风前端运算放大电路，而运算放大电路的基本结构就是有输入级、中间级、输出级三大部分组成。输入级由差分放大电路组成，它是运算放大器的关键部分，差分放大电路有两个输入端，这样的组成能为信号的输入提供多种方式，并能有效的抑制共模干扰信号，放大有效信号的作用。在原理图5.9中的vmic是提供麦克风的电源，avss1是系统的模拟地，agc是语音输入自动增益控制引脚，micp是麦克风输入的正向输入脚，micn是麦克风输入的负向输入脚，micout第一运放的输出脚，opi是第二运放的输入脚，其中vref是有电路板上的j1用调线冒把1、2脚短接提供。 音频输入部分测

51、试 目的：查看音频输入部分是否正常 条件：断开电源，接上喇叭，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 位和iob口的高8位相连，然后按下reset复位键s1。 步骤：把j2的左边两脚短接，听到“i/o测试成功”后，按键3，（这个时候要是听见喇叭有很大的噪音，则是正常的现象，因为喇叭和麦克风离的近，解决的办法就是改变变位器的阻值，用一字螺丝刀顺时钟调节，直到噪音减少，要是还是不可以，就把喇叭取下，继续往下测试既可），采用示波器查看波形，测试点在板子的背面均已标示。 现象1：无波形 结论：音频输入部分有问题 解决办法：按照原理图和各区元件排序表中给出的器件顺序查找音频

52、输入部分的问题； 现象2：有不规则波形出现 结论：正常，进入音频输出部分测试。实验完毕后断开板子的供电电源（电池盒关闭），示波器电源、万用表电源，认真做实验记录。5.2.4 音频输出部分 图5.7是音频输出部分的原理图，输出的声音经spy0030音频放大后通过喇叭输出。spy0030的输入电压的范围是2.4v6.0v，在这个电路中采用的电压是3.3v。其它管脚的介绍见表。音频输出部分测试： 目的：查看音频输出部分是否正常； 条件：接音频输入部分的条件，继续测试 ； 步骤：采用示波器查看波形，测试点在板子的背面均已标示； 现象1：无波形； 结论：音频输出部分不正常； 解决办法：按照原理图和各区元

53、件排序表中给出的器件顺序查找音频输入部分的问题； 现象2：有不规则波形出现； 结论：正常，进入74hc244部分测试。这里主要是让同学们了解音频输出后经过放大以后的波形是否有失真。采用示波器查看波形，认真做实验记录。5.3 数字部分 5.3.1 74hc244 1工作原理 下图5.12介绍的是probe/ez_probe的电路原理图。其中probe就是在线调试器主要是为凌阳十六位单片机（包括spce061a）提供在线编程、仿真和调试使用的工具。该调试器一端接在pc机的并口上，另一端接在开发系统的ice 端口上（j4口）。在凌阳十六位单片机的集成开发环境上就可以实现在线编程、仿真和调试，其实物见

54、图5.13。在这个单元中主要还是学习电路的检测，感兴趣的同学可参看第六章6.1.2小节介绍。由原理图上了解它的主要核心的器件就是74hc244，74hc244是集成电路8路3态缓冲驱动，其实物管脚排列如下图5.14。当1oe、1oe1选通端为低的时候，芯片通路被选通进入工作状态，这时候分别对应的输入脚是（1a1、1a2、1a3、1a4）、（2a1、2a2、2a3、2a4）， 输出脚分别对应的是（1y1、1y2、1y3、1y4）、（2y1、2y2、2y3、2y4），其逻辑关系见图5.11。2测试步骤&记录 目的：查看74hc244外围电路是否连接正确； 条件：断开电源，数字万用表选择鸣叫功能； 步骤：s5用跳线帽把1、2脚短接，测试点在板子的背面均已标示； 现象1：应该接通的地方没有接通； 结论：连接有问题； 解决办法：按照原理图和各区元件排序表中给出的器件顺序查找连接问题； 现象2：各部分测试不正确； 结论：正常，进入d/a部分测试。 5.4.1 d/a部分 d/a的作用就是把数字量转换为模拟量的部分，第五章中的