凌阳61板实验指导书

1、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 31.1 凌阳6 1板硬件介绍 31.2 LED键盘模组扩展板结构介绍 61.3 集成开发环境介绍 8实验二8061的简单10操作 122.1 介绍常用的几条指令 122.2 点亮一盏LED灯实例 132.3 数码管显示数字实例 15实验三键控发光二极管循环点亮 16实验四按键显示数字 19实验五电子时钟分秒设计 22实验六数字电子语音报时钟 24实验一实验设备介绍1.1 凌阳6 1板硬件介绍1.1.1 6 1板硬件结构一、61板的结构图如 图1所示。lOSnui74HC244J12PLLRESET K4(LfiFP)R/CK2POR

2、TAPORTBPLL 锁向环外部电路RESET复位电路PROBE在线调试器串行5pin接口J12、J3耳机插孔和两pin喇叭插针MIC麦克风输入电路VREF A/D转换外部参考电压输入接 口K1K3 扩展的按键：接IOAOIOA2PORTA/B32 个 I/O 口图1表1.1框POWER5v&3V供电电路Power 电源指示灯Sleep 睡眠指示灯K4复位按键S5EZ-PROBE和PROB切换的拨断开关DAC路音频输出电路，采用SPY0030集成音频放大器OSC32768晶振电路R/C芯片其他外围电阻、电容电路SPCE061A 61板核心：16位微处理器、具体功能介绍，如61板图2电源指睡眠描

3、示灯示灯电ifi. 接口在跋调试器勺（PROBE）棲口拨断幵关rooPOWER meefJ4 J10ccfj ProgyKFYobeEZ-Pro be 播 口JilJ12-J3 XIRESTK3 K2 Kl00000060000000080 0- 十0O0QQQQOOOCOOQ0-O8OO - *IOBO 10B8 I I10B7 10B15IOAO IOAB卜1 (10A7 10A15-咅频输出接口麦克输入图2（一）输入/输出（I/O ）接口61 板将 SPCE061A的 32 个 I/O 口全部引出：IOAOIOA15, IOBOIOB15,对应的引脚 为：A 口，4148、53、5460

4、; B 口，51、8176、6864。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 SPYOO3放大，然后输 出，SPY0030是凌阳的芯片，相当于

5、LM386,但是比386音质好，它可以工作在2.46.0V围，最大输出功率可达 700mW（ 386必须工作在4V以上，而且功率只有 100mVV（三）在线调试器（PROBE和EZ-PROBE接口图2中J4为PROBE勺接口，该接口有5PIN,其中两个分别是地（VSS和3.3v电源（VCC , 我们就是通过PROBE-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E

6、Z-PROBE的下载，一端连接PC机的25pin并口，另外一端接 61板的5pin EZ-PROBE接口，参见图 2。（四）电源接口图2中J10是电源接口，61板的核SPCE061A电压要求为3.3V ,而I/O端口的电压可 以选择3.3V也可以选择5V。所以，在板子上具有两种工作电压：5V和3.3V。对应的引脚中15、36和7必须为3.3V,对于I/O端口的电压51、52、75可以为3.3V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3.3V稳压器）稳压到3.

7、3V，为整个61板提供了 4.5V和3.3V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3.3V。3、DC3 V供电提供直流3.3V电压为实验板进行供电，此时整个板子只有3.3V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。1.1.2 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

8、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 。1.1.3 61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

9、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

10、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连接线，并按下K3键测试MIC输入及D/A转换输出是否正常现象：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。探以上操作，只有当I/O测试成功时，按键才会有效1.2 LED键盘模组扩展板结构介绍LED键盘模组集成LED KEY数码管功能，可作为单片机常用外围器件的扩展模块。 LED键盘模组采用DC5V供电。硬件结构介绍一、结构布局LEDlLED2LEDSLED-1LEDSLED6LE

11、D?LEDSoooooooomFiKEY2EY3KET4KEYSKEY?R20 o onLI D_DP L5KEYTiTEL2OL6直叵1.2.2主要元器件介绍1. ULN2003A其部为三极管阵列，其IN脚相当于三极管的B极，0U较相当于三极管的 C极。若IN脚输入高电平，对应的 0U脚接地；IN脚输入低电平，对应的 0U脚截止输出。2. LG5621AH共阴极2位数码管adp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。adp为数码管的段信号,d1、d2为时钟冒号的段信号；G1G釣4位数码管的位信号,G5为时钟冒号的位

12、信号。段信号高有效，位信号低有效。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L1L6的段发光管阳极和8个 LED旨示灯的阳极并联，并且8个LED旨示灯采用共 阴极方式。6位数码管L1L6的阴极和8个LED勺共阴极分别用 位数码管后时钟冒号 见图11。D_DP（见图2 ）的位信号用DIG8控制,DIG接口的DIG1DIG7控制，第4位信号均为高有效。DIG接 口详i n e 寸=q u 匕 0 年 i i i i a小aDIG图11 DIG接口图2. SEG 接口AG DP是 6位数码管L1L6的段信号和8个 LED

13、旨示灯的阳极控制信号输入端。控制信号 为高有效。图12 SEG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。CC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。1.3 集成开发环境介绍开发环境IDE简介、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PROBE送厘选择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

14、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。在卩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。Ml,i -J Id w*rn匀耳gC V-TH FL tl lf NI .JIVM 41

15、1 - 4 Tff | 1l& H斗 4| - ,20 *囂 HK4new project file 键入文件名；并在location 下选择存放 路径。PadclPrzTSCtCkKsPrT4KtIbJ Lose ProgTmQ sJar5Kd| Snr= N1Pecenew file( C文件)一 右侧 file 文件名4)在相应的文件编程，本例相应文件为abc.c文件。(5) 编译程序：build build(7) 运行程序：build start degug 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

16、被程序存储器中，可脱机运行。1.3.2 61板及扩展板联调程序下载一、自检时61板和LEDt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) 打开卩n SP? IDE工具软件。(2) 选择 File/open/checkled.spj 文件 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

17、时数码管从左至右显示08),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6 1板及扩展板的使用2完成6 1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10操作2.1介绍常用的几条指令在介绍对61板进行10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（表示进行什么SPCE061A单指令：是给计算机制定的每一步应该做什么工作的命令，指令由操作码操作）和操作数（说明对谁

18、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 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

19、：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：JE loop;说明：相等则转移到标号为 loop处运行，否则继续下一条执行JGE loopl说明：大于或者等于则转移到标号为loopl处运行，否则继续下一条执行2.2点亮一盏LED灯实例第一步：硬件连接。1. 使用排线连接将

20、 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) 打开卩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(source files)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)在相应的文件编程#define P_IOA_Data#define P_IOA_Buffer#define P_IOA

21、_Dir#define P_IOA_Attrib#define P_IOB_Data#define P_IOB_Buffer#define P_IOB_Dir#define P_IOB_Attrib#define P_Watchdog_Clear#define KEY_ALL OxffOO int Delay();int mai n()(volatile un sig ned int *)0x7000(volatile un sig ned int *)0x7001(volatile un sig ned int *)0x7002(volatile un sig ned int *)0x700

22、3(volatile un sig ned int *)0x7005(volatile un sig ned int *)0x7006(volatile un sig ned int *)0x7007(volatile un sig ned int *)0x7008(volatile un sig ned int *)0x7012*P_IOA_Dir = 0x00ff;设置A 口低8位为同向低输出，控制LED和数码管的显示状态*P_IOA_Data = 0xff00;*P_IOB_Dir = 0x00ff; /设置B0B7口为同相低电平输出，LED和数码管的片选*P_IOB_Attrib =

23、0x00ff;*P_IOB_Data = 0x0000;*test*int Delay()int DelayValue = 0;for (DelayValue = 0; DelayValue 0x5000; DelayValue+) *P_Watchdog_Clear = 1;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。

24、第三个LED灯会被点亮。2.3 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：(volatile un sig ned int *)0x7000(volatile un sig ned int *)0x7001(volatile un sig ned int *)0x7002(volatile un sig ned int *)0x7003(volatile un sig ned int *)0x7005(volatile un sig

25、 ned int *)0x7006(volatile un sig ned int *)0x7007(volatile un sig ned int *)0x7008(volatile un sig ned int *)0x7012#define P_IOA_Data#define P I0A Dir#define P IOA Attrib#define P IOA Buffer#defi ne P_IOB_Data #define P IOB Buffer#defi ne P_IOB_Dir#defi ne P_IOB_Attrib#defi ne P_Watchdog_Clear#defi

26、ne KEY ALL 0xff000 ， 1， 2， 3， 4 5，6，7，8，全亮int Delay();int DispTbl10 = 0x003F,0x0006,0x005B,0x004F,0x0066,0x006D,0x007D,0x0007,0x007F,0x00FF;int mai n()*P_IOA_Dir = 0x00ff; 设置A 口低8位为同向低输出，控制 *P_IOA_Data = 0xff00;*P_IOB_Dir = 0x00ff;/*P_IOB_Attrib = 0x00ff;*P_IOB_Data = 0x0000;*test*设置B0B7 口为同相低电平输出,L

27、ED和数码管的显示状态LED和数码管的片选*P_IOA_Data = 0x0000;*P_IOB_Data = 0x0004;while(1)*P_IOA_Data = DispTbl5;*e nd*int Delay()int DelayValue = 0;for (DelayValue = 0; DelayValue 0x5000; DelayValue+)*P_Watchdog_Clear = 1;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

28、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. 熟悉卩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系统和卩n

29、SP? 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，IOA8IOA15 接键盘K1K8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10B。【实验步骤】1. 用10针排线将61板I

30、OA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R0W1接至VDD上。2. 运行参考程序。-deRiifitv&lan Is utigtgfi昶 ifi *X 000-dsfitiejOABuffEiutLEfi?d mt 01.kdefine P_fOA_Dir (volatile unsigned int *Xk7truiLiEnei int *Xk700rPditw ?_K)B_Amib (volvtik imsigiicd tut *Xh7O08P

31、Vi atchdcE Cleir C olidle uiisiEtitd int *)(h 7C12!xcu unsientd GerKntvcitE):-d=ineKEY_ALL OtffDO 使用IO_A9-IQM5 作対犍盘输入口 in mdttO unsigiifdKey ta(KXX):int L edCo-ntral -hKXW,化Ig Hr =Oxf设墨A 口伽 位为同向歸出P IM山皿=心血设赛人口評位为冋向高输入*P IXIJ在有效范圉以內L-edCwitrol = Ox 0001;/在工程中新建c文件敲入以下程序P_KA_Dau iy&lanle uti 殛usd ifi

32、*Xh 000=dfi.neP_LOA_Bufff (v(?je1? utLEfifd mt *)0k_ W1=4efi.M P_KA_DiT (volatile unstgned-int JQxYOCCP-KJAAiuib (volatile unsigned itit *M7OO3 sfineP_Witchdoe_CItar(1 idle unsiEntdint )(h7O12YALL teffDO 使用 IO_AS-IQM5 作対锂盘输入口 uiiig aed GetKeyvot d)kunsiEatdKalueuiiehm! KNumter OsOOOO:呼皿Kr&=-KEY ALL初

33、始化K玄的相应端口为上拉输入 &i=A_Dau =出五 tie-deflnt 卩 KJA Artrib 血皿 PK)BDm-dsEne P 10B_Buf=r =ds?Ln e P IOB Dir =defi. neP ：OB A mbol zi & un 遅 ESI i nt 甲)仮；Q0Q uineii itit * fe&Ol fr-olatile tifiEifrei itit * ：0s 1Q02 Volatile unsig ned itit*Ox(X)3 +olatite untie Mti i M氐pl三ti:m un5itel int *? 006 (vpgiile un&i

34、gneJitit *)fe?007 kp*ti2 unsijneJ int *0 COS-defi at 匕讥 ac hdoCt tnolaile uniEed int C:皿必LEd_EG张血兰PefiiK LEDDIG OidtOTlOB-lOB控制数码管或灯的扶态.IOB8-1OBB另别控制C个数冯管=define LED_LIGim &x4(XM)IOB14|ljLED 灯-dsfiMKEY_ALL OiffOft使用IOA8-IOA15作対犍盘输入口:onsrutLnrntdchar Dig Cod.e1 fl=(Os 3 F.CtW ? B.6Uta7Dtftt07+(k7Ff(k

35、6F:HZ 十个巍字的 LED 编码/：/函数名称：GetKey/ 功能描述:等待直到有键按下并抬起，返回键值，没有去抖处理/语法：unsignedGetKey(void)/输入：无/输岀：16位键值 /=ufiisn-sd GetKa 丈弋读 d)unjij-ned KeAalue；初妬化1OM的f目应臨口为上拉输入化QA_D 裁 dICEY_ALL;*?30亦减二 Ke_ALL ,*P_JO.Buffer=KY_.i_L h等待有朗下，即育端口娈肯0while (T(TP_10_Dflts&KEY_.LLrKEY_ALL * PWacehdofCleafI:KevAPaliifi=(BP_

36、IQ.DjuiXE Y 丸LLALL;w ht1 (C*P_JOA_Dar&K Y_ALLr KET_.ALL)* PVacehdoeClear =1: _ _retusn后歸理血；/=/函数名称：LedDispDig/功能描述:在指定的数码管上显示数字/语法：void LedDispDig(int Pos,int Dig)/输入：Pos:要显示数字的数码管位置，取值围 16/Dig:要显示的数字，取值围09/vmd L e dDDii)新始化JOB觅同相输出 P_)OB_Dtr=LED_SEG-LED_DJ&; *P JOB AaribLED SECHLED DIG;BDB Dati (un si tti?d Os fll O0(Po 1): 高$位面注电相应的渝码曽P JOB Diti =DicCodfiEh5.1OB低M位扁出/捋埶宇的位畫笹拯为IOB将數字播锁为煽码，作泊/ 主函数/=实验五电子时钟分秒设计3.1使用到的单片机部功能介绍计数器（定时器）一、定时器/计数器的定时和计数功能定时计数器应用非常广泛，如定时采样、时间测量、产生音响、作脉冲源、制作日历时 钟、测量波形的频率和占空比、检测电机转速等。两个定时器都有定时或事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合