單片機畢業(yè)設(shè)計論文

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1、第一章 概述 第1章 概 述 1.1 凌陽十六位單片機簡介 隨著單片機功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的機制，擴展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，Digital SignalProcessing）等領(lǐng)域。凌陽的16位單片機就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計的。它的CPU內(nèi)核采用凌陽最新推出的’nSP?（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡稱’nSP?）。圍繞’nSP?所形成的16位’nSP?系列單片機（以下簡稱’nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以’nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、R

2、AM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件，如圖所示。 ’nSP?內(nèi)核是一個通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場合。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強的功能和更低的成本。 ’nSP?家族有以下特點: 1體積小、集成度高、可靠性好且易于擴展 ’nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴展，以適應(yīng)不同用戶的需求。 2具有較強的中斷處

3、理能力 ’nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持10個中斷向量及10余個中斷源，適合實時應(yīng)用領(lǐng)域。 3高性能價格比 ’nSP?家族片內(nèi)帶有高尋址能力的ROM、靜態(tài)RAM和多功能的I/O口。另外，’nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運算速度的16位16位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能，使得’nSP?家族運用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價。 4功能強、效率高的指令系統(tǒng) ’nSP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速,并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。 5低功耗、低電壓 ’nSP?家族采用CMOS

4、制造工藝，同時增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，’nSP?家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時正常工作，且能用電池供電。這對于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。 1.2 總述 SPCE061A 是繼’nSP?系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。與SPCE500A不同的是，在存儲器資源方面考慮到用戶的較少資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里只內(nèi)嵌32K字的閃存（FLASH）。較高的處理速度使’nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。因此，與SPCE500A相比，以’nSP?為核心的

5、SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟的選擇。 1.2.1 性能 16位’nSP?微處理器； 工作電壓(CPU) VDD為2.4~3.6V (I/O) VDDH為2.4~5.5V CPU時鐘：0.32MHz~49.152MHz ； 內(nèi)置2K字SRAM； 內(nèi)置32K FLASH； 可編程音頻處理； 晶體振蕩器; 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電僅為2A@3.6V； 2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預(yù)置初始計數(shù)值)； 2個10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；

6、 32位通用可編程輸入/輸出端口； 14個中斷源可來自定時器A / B，時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒； 具備觸鍵喚醒的功能； 使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)； 鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號； 32768Hz實時時鐘； 7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器； 聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能； 具備串行設(shè)備接口； 具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能； 內(nèi)置在線仿真電路I

7、CE（In- Circuit Emulator）接口； 具有保密能力； 具有WatchDog功能。 1.2.2 結(jié)構(gòu)概覽 SPCE061A的結(jié)構(gòu)如圖1.2所示： 1.2.3 芯片的引腳排列和說明 SPCE061A有兩種封裝片，一種為84個引腳，PLCC84封裝形式；它的排列如圖1.4所示；另一種為80個引腳，LQFP80封裝。他3的排列如圖所示。 在PLCC84封裝中，有15個空余腳，用戶使用時這15個空余腳懸浮。在LQFP80封裝中有9個空余腳，用戶

8、使用時這9個空余腳接地。此處以LQFP80封裝管腳功能介紹。 【1】可將PFUSE接5V, PVIN接GND并維持1s以上即可將內(nèi)部保險絲熔化，此后就無法讀取和向閃存加載數(shù)據(jù)。 1.2.4 特性 SPCE061A系統(tǒng)的特性參數(shù)如表1.2所示。 1.2.5 SPCE061A最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)接線如圖1.6所示，在OSC0、OSC1端接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應(yīng)的電容電阻后即可工作。其它不用的電源端和地端接上0.1F的去藕電容提高抗干擾能力。 1.2.6 SPCE061A開發(fā)方法 SPCE061A的開發(fā)是通過在線調(diào)試器PR

9、OBE實現(xiàn)的。它既是一個編程器（即程序燒寫器），又是一個實時在線調(diào)試器。用它可以替代在單片機應(yīng)用項目的開發(fā)過程中常用的軟件工具——硬件在線實時仿真器和程序燒寫器。它利用了SPCE061A片內(nèi)置的在線仿真電路ICE（In- Circuit Emulator）接口和凌陽公司的在線串行編程技術(shù)。PROBE工作于凌陽IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，其5芯的仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上SPCE061A相應(yīng)管腳，直接在目標(biāo)電路板上的CPU---SPCE061A調(diào)試、運行用戶編制的程序。PROBE的另一頭是標(biāo)準(zhǔn)25針打印機接口，直接連接到計算機打印口與上位機通訊，在計算機IDE集成開發(fā)環(huán)境軟件包下，完成在線調(diào)試

10、功能。圖1.7是計算機、PROBE、用戶目標(biāo)板三者之間的連接示意圖，圖1.8是實物連接圖。 71 第二章SPCE061A的硬件結(jié)構(gòu) 第二章.SPCE061A的硬件結(jié)構(gòu) SPCE061A 芯片內(nèi)部集成了ICE (在線實時仿真/除錯器)、FLASH (閃存)、SRAM (靜態(tài)內(nèi)存)、通用I/O 端口、定時器/計數(shù)器、中斷控制、CPU時鐘鎖相環(huán)(PLL)、ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)、DAC (數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)輸出、UART (通用異步串行輸入輸出接口)、SIO (串行輸入輸出接口)、低電壓監(jiān)測/低電壓復(fù)位等模塊。

11、在本章中我們將詳細(xì)介紹各個模塊的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。 ’nSP?的核心由總線、ALU算術(shù)邏輯運算單元、寄存器組、中斷系統(tǒng)及堆棧等部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。 2.1 ALU 算術(shù)邏輯運算單元 ’nSP?的ALU 非常有特色，除了一般基本的16 位算術(shù)邏輯運算，還提供了結(jié)合算術(shù)邏輯的16 位移位運算。在數(shù)字信號處理方面，提供了高速的16 位16 位乘法運算和內(nèi)積(乘加)運算。 2.1.1 16 位算術(shù)邏輯運算 ’nSP?與大多數(shù)CPU 一樣，提供了基本的算術(shù)運算與邏輯操作指令，加法、減法、比較、補碼、異或、或、與、測試、寫入、讀出等16 位算術(shù)邏輯運算及數(shù)據(jù)傳送操作。 2.1

12、.2 結(jié)合算術(shù)邏輯的16 位移位運算 ’nSP?的移位運算包括：算術(shù)右移ASR、邏輯左移LSL、邏輯右移LSR、旋轉(zhuǎn)左移ROL 及旋轉(zhuǎn)右移ROR。 ’nSP?的移位器shifter 就串接在ALU 的前面，也就是說，操作數(shù)在經(jīng)過移位處理后，馬上會進入ALU 進行算數(shù)邏輯運算。所以，’nSP?的移位指令都是復(fù)合式指令，一個指令會同時完成移位和算術(shù)邏輯運算。程序設(shè)計者可利用這些復(fù)合式的指令，撰寫更精簡的程序代碼，進而增加程序代碼密集度(Code Density)。在微控制器應(yīng)用中，如何增加程序代碼密集度是非常重要的問題；提高程序代碼密集度可以減少程序代碼的大小，進而減少ROM 或FLASH

13、 的需求，以降低系統(tǒng)成本與增加執(zhí)行效能。 2.1.3 16 位 16 位的乘法運算和內(nèi)積(乘加)運算 除了普通的16 位算數(shù)邏輯運算指令外，’nSP?還提供了高速的16 位 16 位乘法運算指令MUL， 和16 位內(nèi)積運算指令MULS 。二者都可以用于有符號數(shù)相乘(signed signed) 或無符號數(shù)與有符號數(shù)相乘(unsigned signed)的運算。在’nSP?ISA1.1 指令集下，MUL 指令只需花費12 個時鐘周期，MULS 指令花費10n+6 個時鐘周期，其中n 為乘加的項數(shù)。例如：“MR=[R2]*[R1] ，4”表示求4 項乘積的和，MULS指令只需花費46（104

14、+6=46）個時鐘周期。這兩條指令大大的提升了’nSP?的數(shù)字信號處理能力。 2.2寄存器組 ’nSP? CPU 的寄存器組一共有8 個16 位寄存器，可分為通用寄存器和專用寄存器兩大類別。通用寄存器包括：R1~R4，作為算術(shù)邏輯運算的來源及目標(biāo)寄存器。專用寄存器包括SP、BP、SR、PC，是與CPU 特定用途相關(guān)的寄存器。 2.2.1 通用寄存器R1~R4 (General-purpose registers) 可用于數(shù)據(jù)運算或傳送的來源及目標(biāo)寄存器。寄存器R4、R3 配對使用，還可組成一個32 位的乘法結(jié)果寄存器MR；其中R4 為MR 的高字符組，R3 為MR 的低字符組，用于

15、存放乘法運算或內(nèi)積運算結(jié)果。 2.2.2 堆棧指針寄存器SP (Stack Pointer) SP 是用來紀(jì)錄堆棧地址的寄存器，SP 會指向堆棧的頂端。堆棧是一個先進后出的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，’nSP?的堆棧結(jié)構(gòu)是由高地址往低地址的方向來儲存的。CPU 執(zhí)行push、子程序調(diào)用call、以及進入中斷服務(wù)子程序(ISR，Interrupt Service Routine) 時，會在堆棧里儲存寄存器內(nèi)容，這時SP 會遞減以反映堆棧用量的增加。當(dāng)CPU 執(zhí)行pop 時、子程序返回ret、以及從ISR 返回reti 時，SP 會遞增以反映堆棧用量的減少?！痭SP?堆棧的大小限制在2K 字的SRAM 內(nèi)，

16、即地址為0x000000~0x0007FF 的內(nèi)存范圍中。 2.2.3 基址指針寄存器BP (Base Pointer) ’nSP?提供了一種方便的尋址方式，即基址尋址方式[BP+IM6]；程序設(shè)計者可通過BP 來存取ROM 與RAM 中的數(shù)據(jù)，包括：局部變量（Local Variable）、函數(shù)參數(shù)（FunctionParameter）、返回地址（Return Address）等等。BP 除了上述用途外，也可做為通用寄存器R5，用于數(shù)據(jù)運算傳送的來源及目標(biāo)寄存器。因此，在本書或程序中，BP 與R5 是共享的，均代表基址指針寄存器。 2.2.4 程序計數(shù)器PC (Program Co

17、unter) 它的作用與一般微控制器中的PC 相同，是用來紀(jì)錄程序目前執(zhí)行位置的寄存器，以控制程序走向。CPU 每執(zhí)行完一個指令，就會改變PC 的值，使其指向下一條指令的地址。在’nSP?里，16 位的PC 寄存器與SR 寄存器的CS 字段，共同組成一個22 位的程序代碼地址。 2.2.5 狀態(tài)寄存器SR (Status Pointer) SR內(nèi)含許多字段，每個字段都有特別的用途，如圖2.1所示。其中包含兩個6 位的區(qū)段選擇字段: CS (Code Segment)，DS (Data Segment)，它們可與其它16 位的寄存器結(jié)合在一起形成一個22 位的地址，用來尋址4M字容量的

18、內(nèi)存。SPCE061A只有32K字的閃存，只占用一頁的存儲空間，所以CS和DS字段在SPCE061A中都是設(shè)為0。 算數(shù)邏輯運算的結(jié)果會影響CPU 內(nèi)的標(biāo)志(flag)，標(biāo)志的內(nèi)容可以作為條件判斷的依據(jù)。’nSP?有四個1 位的標(biāo)志: N、Z、S、C，即SR 寄存器中間的4 個位（B6~B9）。CPU 在執(zhí)行條件跳轉(zhuǎn)指令時，會先測試這些標(biāo)志位，以控制程序的流向。這些標(biāo)志的詳細(xì)說明如下： 1 進位標(biāo)志C C=0 時表示運算過程中無進位或是有借位情況產(chǎn)生；而C=1 表示運算過程中有進位或是無借位情況產(chǎn)生。在無符號數(shù)運算中，16 位可以表示的數(shù)值范圍是0x0000~0xFFFF，即0~65

19、535。如果運算結(jié)果大于65535(0xFFFF)，則標(biāo)志位C 被置為1。請注意：進位標(biāo)志C 一般用于無符號數(shù)運算的進、借位判斷。 2 零標(biāo)志Z Z=0 時表示運算結(jié)果不為0，Z=1 時表示運算結(jié)果為0。 3 負(fù)標(biāo)志N 負(fù)標(biāo)志N 是用來判斷運算結(jié)果的最高位（B15）是否為1。B15=0 則N=0； B15=1則N=1。 4 符號標(biāo)志S S=0 時表示運算結(jié)果為正數(shù)或是0，S=1 時則表示運算結(jié)果（在二進制補碼的規(guī)則下）為負(fù)。對于有符號數(shù)運算，16 位所能表示的數(shù)值范圍是0x8000~0x7FFF，即-32768~32767。若運算結(jié)果小于零，則符號標(biāo)志S 被置為1。有符號數(shù)運

20、算的運算結(jié)果可能會大于0x7FFF 或小于0x8000。比如：0x7FFF+0x7FFF=0xFFFE（65534），運算結(jié)果為正（S=0），且無進位（C=0）發(fā)生；在此情況下，負(fù)標(biāo)志N 被置為1（因為最高位為1）。若標(biāo)志N 與S 不同，則說明了有溢出(overflow)發(fā)生，即：S=0，N=1 或S=1，N=0。符號標(biāo)志S 可用來判斷有符號數(shù)的正負(fù)。而JVC(N==S)，JVS(N!=S)則可用來判斷溢出。請注意：N，S 的組合用于有符號數(shù)溢出的判斷。 特別需要注意：在運算操作過程中，若目標(biāo)寄存器是PC，則所有標(biāo)志位均不會受到影響。 總結(jié)： [1]．由于補碼可以把有符號數(shù)與無符號

21、數(shù)的運算統(tǒng)一起來，所以對于同一條加法或減法指令，既可以認(rèn)為是有符號數(shù)運算又可以認(rèn)為是無符號數(shù)運算，只是觀察的角度、判斷的標(biāo)準(zhǔn)不同而已。 [2]．進位標(biāo)志C 一般用于無符號數(shù)運算的進、借位判斷。 [3]．N，S 的組合用于有符號數(shù)溢出的判斷。 [4]．有符號數(shù)的范圍為-32768~32767，無符號數(shù)的范圍為0~65535。若為有符號數(shù)，運算前數(shù)值的正負(fù)應(yīng)利用負(fù)標(biāo)志N 來判斷；運算后結(jié)果的正負(fù)應(yīng)利用符號標(biāo)志S來判斷。 2.3 數(shù)據(jù)總線和地址總線 ’nSP?是16 位單片機，它具有16 位的數(shù)據(jù)線和22 位地址線。由此決定其基本數(shù)據(jù)類型是16

22、位的“字”型，而不是8 位的“字節(jié)”型；因此內(nèi)存都是按“字”操作的，22位的地址線最多可尋址到4M 字的內(nèi)存空間。地址線中的高6 位A16~A21 來自SR 寄存器中的6 位的CS 字段或是6 位的DS 字段，低16 位A0~A15 則來自內(nèi)部寄存器。通常，地址線的高6 位稱為內(nèi)存地址的Page Selector，簡稱為頁碼（Page）；而低16 位則稱為內(nèi)存地址的偏移量（Offset）。 ’nSP?通過對區(qū)段（Segment）的編碼來實現(xiàn)內(nèi)存分頁的檢索，即是說‘Segment’的含義與‘Page’的含義是相等的。因而，通過Segment與Offset的配合即可產(chǎn)生22 位地址，如圖2.1中

23、ADDRGEN所示。（注意： SPCE061A只有32K字閃存FLASH，僅占一頁存儲空間，所以CS字段和DS字段在SPCE061A用不到，都設(shè)為0）。 2.4 SPCE064A片內(nèi)存儲器結(jié)構(gòu) SPCE061A 的內(nèi)存地址映像如圖2.2 所示。芯片內(nèi)的內(nèi)存有2K 字的SRAM（包括堆棧區(qū)）和32K 字閃存（FLASH）。 2.4.1 RAM SPCE061A 有2K 字的SRAM(包括堆棧區(qū))，其地址范圍從0x0000 到0x07FF。前64 個字，即0x0000～0x003F 地址范圍內(nèi)，可采用6 位地址直接地址尋址方法，存取速度為2 個CPU 時鐘周期；其余范圍內(nèi)(0x0040～

24、0x07FF)內(nèi)存的存取速度則為3 個CPU時鐘周期。 2.4.2 堆棧 SP 是用來記錄堆棧地址的寄存器，SP 會指向堆棧的頂端。堆棧是一個先進后出的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，’nSP?的堆棧結(jié)構(gòu)是由高地址往低地址的方向來儲存的。CPU 執(zhí)行push、子程序呼叫call、以及進入中斷服務(wù)子程序(ISR，Interrupt Service Routine) 時，會儲存寄存器內(nèi)容在堆棧里，這時SP 會遞減以反映堆棧用量的增加。當(dāng)CPU 執(zhí)行pop、子程序返回ret、以及從ISR 返回reti 時，SP 會遞增以反映堆棧用量的減少。 ’nSP?堆棧的大小限制在2K 字的SRAM 內(nèi)，即地址為0x00

25、0000~0x0007FF 的內(nèi)存范圍中。SPCE061A 系統(tǒng)復(fù)位后，SP 初始化為0x07FF，每執(zhí)行push 指令一次，SP 指針減一。 2.4.3 閃存Flash SPCE061A 是一個用閃存替代mask ROM 的MTP(multi-time-programmable)芯片，閃存可以進行多次的擦除與寫入，可用來存儲程序與數(shù)據(jù)。SPCE061A 具有32K 字(32K16 位)閃存容量，這32K 字的內(nèi)嵌閃存被劃分為128 個頁，每個頁存儲容量為256 個字。它們在CPU 正常運行狀態(tài)下均可通過程序擦除或?qū)懭?。全?2K 字閃存均可在ICE 工作方式下被寫入或被擦除。為了安

26、全起見，不對用戶開放整體擦除功能。 用戶必須通過向P_Flash_Ctrl (寫) ($7555H)單元寫入0xAAAA，來啟用閃存的存取功能。然后，向P_Flash_Ctrl (寫) ($7555H)單元寫入0x5511，來擦除頁的內(nèi)容。寫入0x5533，對閃存寫入。這些指令不能被任何其它的操作打斷，包括中斷、ICE 的單步跟蹤動作。這是因為閃存控制器必須保證閃存處于寫入狀態(tài)。如果其它的操作打亂了這個順序，閃存的狀態(tài)將發(fā)生改變，擦除頁和寫入的操作不能再繼續(xù)進行。 此外，為保證數(shù)據(jù)的正確寫入，用戶必須在寫入之前擦除頁的內(nèi)容。頁大小為0x100。第一頁地址范圍：0x8000~0x80FF

27、，最后一頁的地址范圍：0xFF00~0xFFFF。0xFC00~0xFFFF范圍內(nèi)的地址由系統(tǒng)保留，用戶最好不要用本范圍內(nèi)的地址。 1 讀取操作 在芯片上電后，閃存就處于讀取狀態(tài)，讀取的操作與SRAM 相同。 2 擦除操作 在對閃存寫入數(shù)據(jù)前，必須對閃存進行擦除操作。由于閃存采用分頁的數(shù)組結(jié)構(gòu)，使得各個存儲頁可以被獨立地擦除。當(dāng)用戶向閃存控制接口發(fā)出頁擦除命令以后，只要向某個地址寫入任意的數(shù)據(jù)，對應(yīng)到這個地址的的記憶頁就被擦除。要保證擦除操作的正確 完成，必須考慮以下幾個參數(shù)： 1. 該閃存的內(nèi)部分頁結(jié)構(gòu)。 2. 每個頁分區(qū)的擦除時間。 3 寫入操作 閃存芯片的寫入

28、操作是自動字節(jié)寫入， 既可以循序?qū)懭耄部芍付ǖ刂穼懭?。閃存的地址空間為0x8000—0xFFFF，閃存控制接口的地址為0x7555 。第一頁范圍是[0x8000—0x80FF]，最后一頁范圍是[0xFF00—0xFFFF]。 1. 擦除一頁的流程是：先對命令用戶接口地址0x7555 送出0xAAAA，然后再對命令用戶接口地址0x7555 送出0x5511，再來對要擦除的記憶頁地址寫入任意數(shù)據(jù)，約20ms 即可完成擦除操作，之后就可以再進行其它操作。例如擦除第6 頁[0x8500—0x85FF]流程如下：（1）0x7555 ←0xAAAA (2) 0x7555 ←0x5511(3)0x85

29、XX←0xXXXX (其中X 為任意值)。 2. 寫入一個字的流程是：先對命令用戶接口地址0x7555 送出0xAAAA，然后再對命令用戶接口地址0x7555 送出0x5533，再來對要寫入字的地址寫入數(shù)據(jù)，約40us 即可完成寫入操作，之后就可以再進行其它操作。例如向0x8000記憶地址寫入0xffff 流程如下：（1）0x7555 ←0xAAAA (2) 0x7555 ←0x5533 (3) 0x8000←0xFFFF 3. 連續(xù)寫入多個字的流程是：先對命令用戶接口地址0x7555 送出0xAAAA，然后再對命令用戶接口地址0x7555 送出0x5544，再給要連續(xù)寫入字的起始地址

30、寫入字?jǐn)?shù)據(jù)，約40us 即可完成1 個字的寫入操作。再對命令用戶接口地址0x7555 送出0x5544，再對后續(xù)要寫入的字地址寫入字?jǐn)?shù)據(jù)，等待40us，循環(huán)操作即可完成連續(xù)字的寫入。 *上面所提到延時等待是由硬件完成，不需要軟件延時，閃存的擦寫過程如圖2.4 所示， 以上所介紹的閃存擦除及寫入操作，一般用于執(zhí)行中數(shù)據(jù)的儲存。例如，當(dāng)我們把一小段程序?qū)懭腴W存后，假設(shè)程序代碼占用的空間不大（例如5 字K 字），我們就可以在程序代碼后面的空間（5K~32K）存儲一些數(shù)據(jù)，這樣就需要對這一段閃存空間（5K~32K）進行上述的寫入或擦除操作。前提條件是，必須計算出程序代碼所占用的空間。

31、 2.5 SPCE061A的輸入/輸出接口 輸入/輸出接口（也可簡稱為I/O 端口）是單片機與外設(shè)交換信息的通道。輸入端口負(fù)責(zé)從外界接收檢測信號、鍵盤信號等各種開關(guān)量信號。輸出端口負(fù)責(zé)向外界傳送由內(nèi)部電路產(chǎn)生的處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等?！痭SP?內(nèi)有并行和串行兩種方式的I/O 口。并行口線路成本較高，但是傳輸速率也較高；與并行口相比，串行端口的傳輸速率較低但可以節(jié)省大量的線路成本。SPCE061A 有兩個16 位的通用并行I/O 口：A口和B 口。這兩個端口的每一位都可通過編程單獨定義成輸入或輸出口。 A 口的IOA0~IOA7 作為輸入端口時，具有

32、喚醒功能，即當(dāng)輸入電平發(fā)生變化時，會觸發(fā)CPU 中斷。在電池供電、追求低耗電的應(yīng)用場合，可以讓CPU 進入睡眠模式（利用軟件控制）以降低功耗，需要時才以按鍵來喚醒CPU，使其進入工作狀態(tài)。例如：手持遙控器、電子字典、PDA、計算器、無線電話等。 2.5.1 I/O 端口結(jié)構(gòu) SPCE061A 提供了位控制結(jié)構(gòu)的I/O 端口，每一位都可以單獨用于數(shù)據(jù)輸入或輸出。每個獨立的位可通過以下3 種控制向量來作設(shè)定： 1. 數(shù)據(jù)向量Data 2. 屬性向量Attribution 3. 方向控制向量Direction 每3 個對應(yīng)的控制向量組合在一起，形成一個控制字，用來定義相對應(yīng)I/

33、O 端口位的輸入輸出狀態(tài)和方式。例如，假設(shè)需要IOA0 是下拉輸入引腳，則相對應(yīng)的Data、Attribution和Direction 的值均被設(shè)為“0”。如果需要IOA1 是帶喚醒功能的懸浮式輸入引腳，則Data、Attribution 和Direction 的值被設(shè)為“010”。與其它的單片機相比，SPCE061A 除了每個I/O 口可以單獨定義其狀態(tài)外，每個對應(yīng)狀態(tài)下的I/O 端口性質(zhì)電路都是內(nèi)置的，在實際的電路中不需要再外接。例：設(shè)A 口為帶下拉電阻的輸入端口，在連接硬件時不用再外接下拉電路。 A 口和B 口的Data、Attribution 和Direction 的設(shè)定值均在不同

34、的寄存器里，用戶在進行I/O 端口設(shè)置時要特別注意這一點。I/O 端口的組合控制設(shè)置如表2.1 所示： 注： *：端口位預(yù)設(shè)為帶下拉電阻的輸入引腳； * *：只有當(dāng)IOA [7~0]內(nèi)位的控制字為000，001 和010 時， 相對應(yīng)位才具有喚醒的功能。 ***：懸浮輸入作為ADC IOA[6~0] 的輸入 P_IOA_Data(讀/寫)(7000H) A 端口的數(shù)據(jù)單元，用于向A 口寫入或從A 端口讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)A 口處于輸入狀 態(tài)時，讀出是讀A 口引腳電平狀態(tài)； 寫入是將數(shù)據(jù)寫入A 端口的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)A 口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到A 端口的數(shù)據(jù)寄存

35、器。 P_IOA_Buffer (讀/寫) (7001H) A 端口的數(shù)據(jù)向量單元，用于向數(shù)據(jù)向量寄存器寫入或從該寄存器讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)A 口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將A 端口的數(shù)據(jù)向量寫入A 端口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從A 端口數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)讀其數(shù)值。當(dāng)A 口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到A 端口的數(shù)據(jù)寄存器。 對輸出而言，P_IOA_Data 與P_IOA_Buffer 是一樣的.但對輸入而言，P_IOA_Data 讀的是IO 的值，P_IOA_Buffer 讀的是buffer 內(nèi)的值。假設(shè)IOA[0]作為輸出，并去接LED陽極(LED 陰極接地)。若P_IOA_Data 的IOA[0]為1

36、。在某些需要較大驅(qū)動能力的LED而言，LED 會亮，但IOA[0]會被拉到一個很低的值。此時從P_IOA_Data 讀回為0，但P_IOA_Buffer 則為1。讀回的意義是是方便做其它的IO 運算。 P_IOA_Dir(讀/寫)(7002H) A 端口的方向向量單元，用于用來設(shè)置A 口是輸入還是輸出，該方向控制向量寄存器可以寫入或從該寄存器內(nèi)讀出方向控制向量。Dir 位決定了端口位的輸入/輸出方向：即‘0’為輸入，‘1’為輸出。 P_IOA_Attrib(讀/寫)(7003H) A 端口的屬性向量單元，用于A 端口屬性向量的設(shè)置。 P_IOA_Latch(讀)(7004H) 讀該

37、單元以鎖存A端口上的輸入數(shù)據(jù)，用于進入睡眠狀態(tài)前的觸鍵喚醒功能的啟動(參見睡眠/喚醒部分)。 2.5.2 并行I/O 端口的控制向量組合 方向向量_Dir、屬性向量_Attrib 和數(shù)據(jù)向量_Data 分別代表三個控制口。這三個端口中每個對應(yīng)的字節(jié)合在一起，形成一個控制字，來定義相對應(yīng)I/O 端口位的輸入/輸出狀態(tài)和方式。 2.1 具體表示了如何通過對I/O 口的_Dir、_Attrib 以及_Data 進行編程，來設(shè)定端口位的輸入/輸出狀態(tài)和方式。 由2.1 可以得出以下一些結(jié)論： 1. _Dir 位決定了端口位的輸入/輸出方向：即‘0’為輸入，‘1’為輸出。 2. _Att

38、rib 位決定了在端口位的輸入狀態(tài)下是為懸浮式輸入還是非懸浮式輸入：即‘0’為帶上拉或下拉電阻式輸入，而‘1’則為懸浮式輸入。在端口位的輸出狀態(tài)下則決定其輸出是反相的還是同相的；‘0’為反相輸出，‘1’則為同相輸出。 3. _Data 位在端口位的輸入狀態(tài)下被寫入時，與_Attrib 字節(jié)合在一起形成輸入方式的控制字‘00’、‘01’、‘10’、‘11’，以決定輸入端口是帶喚醒功能的上拉電阻式、下拉電阻式或懸浮式以及不帶喚醒功能的懸浮式輸入。_Data 位在端口位的輸出狀態(tài)下被寫入的是輸出數(shù)據(jù)，不過，數(shù)據(jù)是經(jīng)過反相器輸出還是經(jīng)過同相寄存器輸出要由_Attrib位來決定。 例如，假設(shè)要把

39、A 口的B0 定義成下拉電阻式的輸入口，則A 口_Dir、_Attrib 和_Data三個向量對應(yīng)的B0 組合應(yīng)設(shè)為‘000’。如果想把A 口的B1 定義成具有喚醒功能的懸浮式輸入口，只需將_Dir、_Attrib 和_Data 向量對應(yīng)的B1 組合設(shè)置為‘010’即可。 A 口的IOA0~IOA7 作為喚醒來源，常用于鍵盤輸入。要啟用IOA0~IOA7 的喚醒功能，必須先讀取P_IOA_Latch 單元，以此來鎖存IOA0~IOA7 引腳上的按鍵狀態(tài)。隨后，系統(tǒng)才可通過指令進入低功耗的睡眠狀態(tài)。當(dāng)有按鍵按下時，IOA0~IOA7 的輸入狀態(tài)會與其在進入睡眠前被鎖存時的狀態(tài)不同，從而引起系

40、統(tǒng)的喚醒。 各端口位對應(yīng)的向量設(shè)置如下表2.2： 從上面的分析我們可以看出，當(dāng)作為輸入口時所讀到的數(shù)值來自不同的地方，由P_IOA_Data 所讀到是A 口引腳上的當(dāng)前狀態(tài)，由P_IOA_Buffer 所讀到的值來自數(shù)據(jù)寄存器（見例2.6）；當(dāng)A 端口作為輸出端口時，數(shù)據(jù)都是寫到A 端口的數(shù)據(jù)寄存器。對于某 些I/O 口的應(yīng)用，這種讀寫方式可以省下許多存放端口數(shù)據(jù)的RAM 空間。詳細(xì)如圖2.6。 P_IOB_Data(讀/寫)(7005H) B 端口的數(shù)據(jù)單元，用于向B 口寫入或從B 端口讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)B 口處于輸入狀態(tài)時，讀出是讀B 口引腳電平狀態(tài)； 寫入是將數(shù)據(jù)寫入B

41、端口的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)B 口處于輸出狀態(tài)時，寫入輸出數(shù)據(jù)到B 端口的數(shù)據(jù)寄存器。 P_IOB_Buffer(讀/寫)(7006H) B 端口的數(shù)據(jù)向量單元，用于向數(shù)據(jù)寄存器寫入或從該寄存器內(nèi)讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)B 口處于輸入狀態(tài)時，寫入是將數(shù)據(jù)寫入B 端口的數(shù)據(jù)寄存器；讀出則是從B 端口數(shù)據(jù)寄存器里讀其數(shù)值。當(dāng)B 口處于輸出狀態(tài)時，寫入數(shù)據(jù)到B 端口的數(shù)據(jù)寄存器。 P_IOB_Dir(讀/寫)(7007H) B 端口的方向向量單元，用于設(shè)置IOB 口的狀態(tài)。‘0’為輸入，‘1’為輸出。 P_IOB_Attrib(讀/寫)(7008H) B 端口的屬性向量單元，用于設(shè)置IOB 端口的屬性。

42、A 端口低8 位的屬性設(shè)置及對應(yīng)的端口位狀態(tài)如表2.3 所示：（不考慮高8 位） B 端口低8 位的屬性設(shè)置及對應(yīng)的端口位狀態(tài)如下表2.4 所示：（不考慮高8 位） 硬件原理如圖2.7 所示： 2.5.3 B端口的特殊功能 正如前面提到的，B 口除了具有常規(guī)的輸入/輸出端口功能外，還有一些特殊的功能，如下表2.5所示： 注： 1．端口位預(yù)設(shè)為帶下拉電阻的輸入引腳 2．PWM：脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation)。 P_FeedBack(寫)(7009H) B 端口工作方式的控制單元，用于決定B 口的IOB2 (IOB3)和IOB4 (IOB

43、5)是用來作為普通I/O 端口，或是作為特殊功能端口。其特殊功能包括以下兩個部分：（1）.單個IOB2或IOB3 口可設(shè)置為外部中斷的輸入口。（2）.設(shè)置P_FeedBack 單元，再將IOB2(IOB3)和IOB4(IOB5)之間連接一個電阻和電容（電路連接如圖2.8）形成反饋電路以產(chǎn)生振蕩信號，此信號可作為外部中斷源輸入EXT1 或EXT2。當(dāng)然此時所得到的中斷頻率與RC 振蕩器的頻率是一致的。由于該頻率較高，所以通常情況下都是通過(1)獲得外部中斷信號。 此特殊功能僅運用于：當(dāng)外部電路需要用到一定頻率的振蕩信號時，可以在IOB2(IOB3)端獲得。P_FeedBack 的設(shè)置的如表2.

44、6所示。 圖2.8 為IOB2，IOB3，IOB4 及IOB5 的反饋結(jié)構(gòu)示意圖。通過在IOB2 (IOB3)和IOB4(IOB5)之間增加一個RC 電路形成反饋回路，即可在IOB2(IOB3)端得到振蕩源頻率信號。為使反饋回路正常工作，必須將IOB2 (IOB3) 設(shè)置成反相輸出口，且將IOB4 (IOB5)設(shè)置成懸浮式輸入口。 2.5.4 IOB8 和IOB10 的控制向量設(shè)置 IOB8 和IOB10 的應(yīng)用由控制向量TAON 和TXPinEn 來控制。 圖2.9 向量控制 第三章．系統(tǒng)各模塊工作原理 3.1

45、 單片機 單片機也稱單片微控制器，它集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低廉，在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化、智能儀器儀表、家用電器以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用。的組成主要如下圖所示，下面將就各部分與他們外圍的器件進行簡要的原理分析 3.2 電源 61板采用3節(jié)5號電池進行供電，由J10接入，如原理圖所示。其中的前面兩組電容用來去耦濾波，使其供給芯片的電源更加干凈平滑。為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的3.3V電壓，在板子上加入=兩個二極管，是為防止誤將電源接反造成不必要損失而設(shè)置的，在操作過程中千萬不要將電源接反，因為反向電壓超過一定的值，二極管將會被損壞，達不到保護的目的。后面的零電阻及其電

46、源、地分成不同的幾路為了減少電磁干擾設(shè)置的。 圖3.1 電源部分原理圖 3.3 程序下載區(qū) ICE基本運行方式是通過控制clock及通過ICE喂入指令方式，來控制CPU的運行及緩存器資料和內(nèi)存資料的存取，因此必須透過控制緩存器值的設(shè)定來控制CPU目前的動作。 每個相連接的不同ICE模塊都擁有自己的3-bitID，當(dāng)PC在發(fā)送control信號時都會先傳送3-bitID，只有ICE本身的ID和control信號的ID相同時才會執(zhí)行該命令或回傳資料。61板上的74HC244主要在我們選用下載線的時候起作用，主要起緩存的作用和完成SDA是作為數(shù)據(jù)回送還是數(shù)據(jù)下傳的選擇。 第三章

47、 系統(tǒng)各模塊工作原理 圖3.2 下載區(qū)原理圖 3.4音頻輸入部分 如下圖所示電路，MICP和MICN將隨著MIC產(chǎn)生的波形變化，并在兩個端口處形成兩路反向的波形，在經(jīng)過兩極運放放大，把放大的語音信號交給ACD轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這個時候我們就可以通過單片機編程對這些數(shù)據(jù)進行處理，比如說語音數(shù)據(jù)壓縮、語音識別樣本處理。 圖3.3 音頻輸入外圍電路 3.5 音頻輸出部分 SPY0030是凌陽公司開發(fā)的專門用于語音放大的芯片.它的增益如下所示: Gain=2*5000/(5000+R1) 3.5.1按鍵部分 按鍵是通過同斷控制來實現(xiàn)它的功能，61板上的按鍵在沒按

48、下時，它的1、3腳是斷開的，當(dāng)按下時這兩個腳是連通的。若此時我們在一腳接一個高電平，把第三個腳連到一個I/O口上。這就形成了一個人機操作界面，通過編程對I/O口掃描，單片機就能識別到我們的按鍵命令。 第四章 焊接 第 四 章 焊 接 在焊接前請同學(xué)們認(rèn)真對照原理圖，仔細(xì)查看印刷電路板，找到對應(yīng)元件的功能區(qū)后，開始準(zhǔn)備元件和工具。此電路板焊接要求使用25W左右尖烙鐵，下面詳細(xì)敘述焊接步驟： 4.1‘61’裸板檢測 目的：檢測61板裸板電源部分是否短路 方法：利用萬用表檢測‘61’板上是否U3的第一腳

49、和第三腳之間是否短路，無短路則說明‘61’板電源部分正常。 2端口部分： 目的：檢測61板裸板相鄰端口部分是否短路 方法：用萬用表測量相鄰端口是否短路，無短路則說明端口部分正常。 4.2 檢測元器件、并做器件整形 1．用萬用表檢測12個電容、16個獨石104、3個獨石224是否短路，短路的器件需要換（有條件的可以采用電容表逐個測試）。 2． 利用萬用表檢測4個按鍵，按鍵按下后看1、3腳是否接通，是則說明按鍵正常。 3． 先將單排插針掰開，分別為10PIN 4個、3PIN 3個和2PIN 2個、1PIN 1個。 4． 將所有檢測過的電阻、電容、二極管按電路板間距把引腳折彎，以便

50、插到電路板上。注意：絕不能在元件引腳跟部反復(fù)折彎，因為這樣引起的元件內(nèi)部接觸不良造成的故障是很難維修的。 5． 查看芯片座所有引腳是否偏移原位，若有偏移整形后插在塑料泡沫上待用。 4.3 元件分類 1． 小個子元器件（20個）： SPY0029（1個）、電阻（18個）、晶振（1個）、二極管（3個）。 2． 中間個子元器件（45個）： 瓷片電容（5個）、獨石電容（19個）、按鍵（4個）、發(fā)光二極管（2個）、電解電容（12個）、芯片座（3個）。 3． 大個子元器件（13個）： 排針（9個）、接座（3個）、電位器（1個）。 4.

51、4 焊接61板的步驟 焊接原則從低到高，為確保焊接一次成功，請根據(jù)我們的18個步驟來焊接。 STEP 1：焊接SPY0029（數(shù)量1個） 元件U3（SPY0029---先將焊盤上的焊點上少量焊錫，再元件相應(yīng)引腳鍍少量錫，用鑷子夾住元件放置在焊盤上，迅速將該引腳焊好。注意拿鑷子要穩(wěn)，不能抖。焊接速度要快，加熱時間要短。然后將其它引腳焊好。 注意：千萬注意SPY0029管腳的焊錫不要過多，否則容易造成SPY0029底下有連焊，很難發(fā)現(xiàn)，會誤以為SPT0029壞掉。 STEP 2：焊接電阻（數(shù)量18個） STEP 3：焊接二極管（數(shù)量3個） 請注意方向，有白色短線的那一端為負(fù)

52、極，按照排序分別焊接1、2、3二極管，以免遺漏； STEP 4：焊接晶振（數(shù)量1個） 注意時間不宜太長，晶振位置要正確。 STEP 5：焊接獨石電容（數(shù)量19個） STEP 6：焊接瓷片電容（數(shù)量5個） STEP 7：焊接電解電容（數(shù)量2個） 焊接電解電容（已臥倒的）---請注意焊接方向，有白色線的一端為負(fù)極與PCB板上的白線相對應(yīng)：在電源部分，先把電容焊好，這時候我們不著急往后焊，先來一個小小的測試，因為到這一步電源部分已經(jīng)可以開始工作了，這時查由于沒受后面電路的影響，比較好查 ； STEP 8：檢查電源部分是否錯誤 先用萬用表查J10 兩管腳，若短路則查清短路原因，可能是因

53、為二極管壞掉或者電源部分電容有問題，請排除錯誤再往下執(zhí)行。 STEP 9：檢查PCB板上的SPY0029三個管腳是否短路 用萬用表查SPY0029的三個管腳之間是否短路；可能是因為第二個二極管壞掉或者SPY0029沒焊好，請排除錯誤再往下執(zhí)行。 STEP 10：焊接剩余電解電容（數(shù)量10個） 完成所有電解電容的焊接。 STEP 11：焊接按鍵和電位器（數(shù)量各一個） STEP 12：焊接發(fā)光二極管（數(shù)量1個） 焊接發(fā)光二極管---二極管部平口端為負(fù)極，與PCB板上平口端相對應(yīng)插入； STEP 13：焊接電源座（數(shù)量1個）：焊接電源座，電源座位置要正確。焊接完電源座，電源部分已全部

54、焊完，這時我們可以上電，會看見電源指示燈點亮，如沒亮請立刻斷電并查清原因，還是電源部分的原因，依照電流走向，應(yīng)該很快就能查到原因。 STEP14:焊接單排插針（數(shù)量9個） 單排插針的焊接，要一部分一部分焊接，以免遺漏。 STEP15：5針座焊接（數(shù)量2個） 在焊接5針座的同時一定要了解他們的作用； STEP16:焊接麥克風(fēng)（數(shù)量1個） 注意：麥克風(fēng)的焊接一定要注意正極和負(fù)極。 麥克風(fēng)要正確的插入到板子中，需要自己要了解一下，具體步驟如下： 第一步：獲得兩節(jié)剪斷的裸露導(dǎo)線或是被剪斷焊接元件多余的引腳，長度大于1cm; 第二步：鑷子把兩根導(dǎo)線分別折成“L”形，短邊的長度小于5 m

55、m，分別給“L”的短腳抹上一點焊錫，便于焊接； 第三步：利用烙鐵分別把制作好的 “L”形導(dǎo)線焊接到合適的位置，目的就是給麥克風(fēng)做兩個引腳； 第四步：對應(yīng)正、負(fù)極把引腳插入‘61’板的正、負(fù)極焊接完成。 Step17:焊接U2、U4芯片座 焊接U2、U4的座，注意座子的凹進的表示與電路板子上的凹口一致焊接U1SPCE061AD的座子，注意座子的斜切口與電路板子上的斜切口一致。 Step18：管腳修整 剪斷已焊接元件多余的引腳，（長度大概1cm左右）并檢查是否所有的器件均焊接完成。 第五章 測試記錄和分析 在做測試的時候一定要先檢測電源部分（因為電源部分相當(dāng)重要，若沒焊好

56、可造成很大破壞性）。再按以下的順序測試并一步步做好檢測記錄，出現(xiàn)問題的時候請勿心急，慌亂中可能會制造更多的問題，而是要認(rèn)真檢測電路，并按實驗步驟完成檢查，這樣有利于培養(yǎng)自己的動手能力和分析問題的能力。整體測試流程圖如下： 圖5.1 測試流程圖 5．1電源部分 5.1.1電源測試步驟 第五章 測試記錄和分析 如果在焊接中按照步驟焊接了，并且其中的兩個測試都通過了，那么這里的檢測可輕而易舉的通過。 電源部分在板子左上角。以下就采用萬用表分別測試以下12個點的電壓，注意數(shù)字萬用表的使用方式（黑色的表筆接電源“-”端，紅色的表接電源“+”端），此時請勿

57、將芯片插入座中，以免電源部分有問題造成芯片燒壞。 Step1: 目的：測試61板電源和地是否有短路： 條件：斷開電源并拔掉電池盒，將J5的2、3腳用跳線帽短接； 步驟：用萬用表測量J10的兩腳的電阻是否為零； 現(xiàn)象1：電阻為零； 結(jié)論：焊接過程中可能造成短路了； 解決辦法：進行電源的排查，進入Step4 現(xiàn)象2：電阻大于300歐姆； 結(jié)論；正常，進入STEP2。 STEP2： 目的：測試61板電源部分器件是否工作正常； 條件：將三節(jié)5號電池裝入電池盒中，接到J10處，將電池盒開關(guān)撥到ON處； 步驟：將電池盒開關(guān)撥到ON處； 現(xiàn)象1：發(fā)光二極管D1沒點亮，立刻將電源斷

58、開，進入步驟4的測試； 結(jié)論：電源部分有問題進入Step； 解決辦法：進行電源部分的排查； 現(xiàn)象2：發(fā)光二極管D1點亮； 結(jié)論：正常，進入Step3。 Step3: 目的：測試61板上各器件電源供電是否正常； 條件：用跳線帽把S5的1、2腳短接（選擇了PROBE端0； 步驟：測試U1的第7腳電壓---3.3V左右； 測試U4的第20腳電壓---3.3V左右； 測試J4的第1腳電壓---3.3V左右； 測試U2的第7、8腳電壓---4.5V左右； 測試J6、J7、J8、J9的+端電壓---4.5V左右； 現(xiàn)象1：電壓不正常 結(jié)論：在供電的某個傳輸方向上出現(xiàn)問題 ；

59、解決辦法：對照原理一步步排查； 現(xiàn)象2：電壓正常； 結(jié)論：正常，進行鍵盤部分測試。 Step4: 目的：測試61板電源部分那個器件壞掉； 條件：斷開電源； 步驟：用萬用表檢查發(fā)光二極管是否壞掉，或者方向弄錯； 測量J10的兩端是否短路，如果是，先檢查D3是否擊穿； 如果J10沒有短路，再檢測SPY0029的3腳與地是否短路，如果是，檢測D4是否擊穿（要先從子將負(fù)極拖開測試），否則就是SPY0029壞掉了； 現(xiàn)象1：發(fā)光二極管不亮； 結(jié)論：發(fā)光二極管壞掉； 解決辦法：更換發(fā)光二極管不亮； 現(xiàn)象2：D3或D4反向?qū)ǎ? 結(jié)論：D3或D4被擊穿； 解決辦法：更換D3或D4

60、； 現(xiàn)象3：3腳與地是短路； 結(jié)論：焊接出錯； 解決辦法：清除短路； 現(xiàn)象4：SPY0029無3.3V輸出； 結(jié)論：SPY0029壞掉； 解決辦法：更換SPY0029并重新測試。 注意：將SPY0029取下來（需要老師的幫忙，4個管腳堆錫同時加熱用鑷子取下來）更換，這個過程不要太長，否則焊盤加熱時間長而氧化或者脫落。 5.1.2電源測試記錄及分析 圖5.2 電源部分原理圖 表5.1 電源部分記錄表 序號 測試記錄 結(jié)果分析 1 第一點：V1=（4.5）V左右 分析： 第1點、第2點是（并聯(lián)）電路 第1-7點電壓是否為

61、4.5V左右？是 第8-16點電壓是否為3.3V左右？是 結(jié)論：電壓比較正常，則進入模擬部分測試，否則請按如下步驟檢測、調(diào)試： 1、觀察是否有元件漏焊 2、電解電容的方向是否弄錯 3、根據(jù)原理圖檢查電阻電容的值是否正確 4、采用拍打法（用絕緣棒拍打焊點面各處） 檢測是否有虛焊，或者可以用萬用表逐點測量----工作量很大（建議對著原理來找） 2 第二點：V2=（4.5）V左右 3 J6的+端電壓=（4.5）V左右 4 J7的+端電壓=（4.5）V左右 5 J8的+端電壓=（4.5）V左右 6 J19的+端電壓=（4.5）V左右 7 U2的第7腳電壓

62、=（4.5）V左右U2的第8腳電壓=（4.5）V左右 8 U1的第7腳電壓=（3.34）V左右 9 U4的第20腳電壓=（3.34）V左右 10 J4的第1腳電壓=（3.34）V左右 11 第3點：V3=（3.34）V左右 12 第4點：V4=（3.34）V左右 5.13鍵盤部分 鍵盤部分測試： 目的：測試鍵盤輸入是否正確 條件：U1、U2、U4芯片座中不安放元件；給61板通電，萬用表選擇電壓檔，利用萬用表的負(fù)端（黑色表筆）接板子上的地（標(biāo)示“-”的地方）用萬用表的正端（紅色表筆）分別檢測接IOA0、IOA1、IOA2； 步驟：把萬用表筆的正端（紅色表筆）放在IO

63、A0上時，按下K1鍵，讀取萬用表上的電壓值并記錄，之后用同樣的方法分別檢測K2、K3電壓值； 現(xiàn)象1：電壓為零； 結(jié)論：不正常； 解決辦法：更換按鍵，重新測試鍵盤部分； 現(xiàn)象2：電壓為高電平； 結(jié)論：正常，進入晶振部分測試。 實驗完畢后斷開板子的供電電源（電池盒關(guān)閉），萬用表電源，認(rèn)真做實驗記錄。 圖5.3鍵盤部分原理圖

64、 表5.2 鍵盤部分記錄和分析 未按鍵前電壓 電壓值 VIOA0 =（ 0.00 ）V VIOA1 =（ 0.00 ）V VIOA2 =（ 0.00 ）V 按鍵后電壓 電壓值 VIOA0 =（ 4.5 ）V VIOA1 =（ 4.5 ）V VIOA2 =（ 4.5 ）V 結(jié)論：按鍵正常 5．2模擬部分 5.2.1 晶振部分 1.工作原理 石英晶體的主要特征是它具有壓電效應(yīng)，既在晶體的兩個電極上加交流電壓時，晶體就會產(chǎn)生機械運動，而這種機械運動反過來又會產(chǎn)生交流電壓時，晶體就會產(chǎn)生交流電場，在電

65、極上出現(xiàn)交流電壓。如果外加交流電壓的頻率與晶片本身的固有頻率相等，則機械振動的振幅和它產(chǎn)生的交流電壓的幅值都會顯著增大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，稱該晶體為石英晶體振蕩器，或簡稱晶振。石英晶體的符號表示5.5中的Y1部分，目前市場晶體都是標(biāo)準(zhǔn)的頻率，如：32768Hz、6MHz、3MHz等等，圖5.5采用的是32768Hz，其中的諧振電容分別是C14（20P）、C15（20P），在這里OSC部分的作用就是作為CPU時鐘的振源，具體的過程示意圖見5.4所示。 圖5.4鎖相環(huán)電路框圖 2. 晶振測試： 目的：測試晶振工作是否正常 條件：U1、U2、U4芯片座中安放好元件；給61板通電 步驟：利用萬用表的負(fù)端（黑色表筆）接板子上的地點（表示“-”的地方），萬用表筆的正端（紅色表筆）分別檢測OSCO、OSCI并記錄；并用示波器查看波形； 現(xiàn)象1：不可看到波形； 解決辦法：更換晶振，若還不行更換芯片； 現(xiàn)象2：可以看到32768HZ的正弦波形； 結(jié)論：正常，進行余下步驟。 表5.3晶振記錄結(jié)果 1.利用萬用表測試電壓 分析： 這樣的晶振振蕩是（并聯(lián)）晶體振蕩 結(jié)論： 根據(jù)是否有電壓或是波形可以判斷晶體是否起振，電壓在1.