凌阳板试验参考指导书.doc

专业感知与实践实验指引书

电路与系统教研室

实验一 实验设备简介 3
1.1　凌阳６１板硬件简介 3
1.2　LED键盘模组扩展板构造简介 7
1.3　集成开发环境简介 8
实验二 8061简朴IO操作 13
2.1　简介惯用几条指令 13
2.2 点亮一盏LED灯实例 14
2.3　数码管显示数字实例 15
实验三 键控发光二极管循环点亮 17
实验四 按键显示数字 20
实验五 电子时钟分秒设计 23
实验六 数字电子语音报时钟 25

实验一 实验设备简介
1.1　凌阳６１板硬件简介
1.1.1　６１板硬件构造
一、61板构造图如图1所示。

　　　　　　　　　　　　　　　图１

表1.1框图阐明
POWER
5v&3V供电电路
PLL
锁向环外部电路

Power－电源批示灯
Sleep－睡眠批示灯
RESET
复位电路
K4
复位按键
PROBE
在线调试器串行5pin接口
S5
EZ-PROBE和PROBE切换拨断开关
J12、J3
耳机插孔和两pin喇叭插针
DAC
一路音频输出电路，
采用SPY0030集成音频放大器
MIC
麦克风输入电路
OSC
32768晶振电路
VREF
A/D转换外部参照电压输入接口
R/C
芯片其她外围电阻、电容电路
K1~K3
扩展按键：接IOA0~IOA2
SPCE061A
61板核心：16位微解决器
PORTA/B
32个I/O口

二、详细功能简介，如61板图2

　　　　　　　　　　　　　　　　　图２
（一）输入/输出（I/O）接口
　　"61板"将SPCE061A32个I/O口所有引出：IOA0~IOA15，IOB0~IOB15，相应引脚为：A口，41～48、53、54～60；B口，5～1、81～76、68～64。并且该I/O口是可编程，即可以设立为输入或输出：
　　设立为输入时，分为悬浮输入或非悬浮输入，非悬浮输入又可以设立为上拉输入或是下拉输入；在5V状况下，上拉电阻为150K，下拉电阻为110K；
设立为输出时，可以选取同相输出或者反相输出。
（二）音频输入/输出接口
　　正如咱们在前面简介"61板"具备强大语音解决功能，如图2所示,X1是语音MIC输入端，带自动增益（AGC）控制，J12和J3都是语音输出接口，一种是耳机插孔另一种是两pin插针外接喇叭，由DAC输出引脚21或22经语音集成放大器SPYOO30放大，然后输出，SPY0030是凌阳芯片，相称于LM386，但是比386音质好，它可以工作在2.4~6.0V范畴内，最大输出功率可达700mW（386必要工作在4V以上，并且功率只有100mW）。
（三）在线调试器（PROBE）和EZ-PROBE接口
　　图2中J4为PROBE接口，该接口有5PIN，其中两个分别是地（VSS）和3.3v电源（VCC），咱们就是通过PROBE一端接PC机25针并口，一端连接它来调试、仿真和下载程序。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，即完毕了程序烧写。
　　图2中J11是EZ-PROBE接口，咱们提供一根转接线用作EZ-PROBE下载，一端连接PC机25pin并口，此外一端接61板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"内核SPCE061A电压规定为3.3V，而I/O端口电压可以选取3.3V也可以选取5V。因此，在板子上具备两种工作电压：5V和3.3V。相应引脚中15、36和7必要为3.3V，对于I/O端口电压51、52、75可觉得3.3V也可以是5V，这两种电平选取通过跳线J5来选取。"61板"供电电源系统采用各种选取方式：
1、DC5V电池供电
　　用3节电池来供电，5V直流电压直接通过SPY0029（相称于普通3.3V 稳压器）稳压到3.3V，为整个"61板"提供了4.5V和3.3V两种电平电压。
2、DC5V稳压源供电
　　直接外接5V直流稳压源供电，5V电压再通过SPY0029稳压到3.3V。
3、DC3V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取。
　　 （五）外部复位
　　复位是对"61板"内部硬件初始化，"61板"自身具备上电复位功能，即只要一通电就自动复位，此外，还具备外部复位电路，即在引脚6上外加一种低电平就可令其复位。如图2中REST按键。

1.1.2　61板用法
一、上电
　　61板配套有电池盒，将电池盒插头插到61板5V座上，这时电源批示灯（红色发光二极管）就被点亮了。若未被点亮时，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机并口上，另一端接在61板Ez_probe接口上，在probe与ez_probe之间有一种逻辑开关，扳到ez_probe方向。表达在线调试器选取ez_probe。

1.1.3 61板自检办法

"61板"检测详细环节
第一步、连接电源，可以连接3节电池，也可以直接接5V稳压源
　　现象：当电源接通时，红色发光二极管会点亮。同步会有语音提示："欢迎进入自检模式"，此时由于还没有连线，因此会听到："I/O测试失败"警告，因此就要进行第二步操作；
第二步、用连线分别将I/OA口低8位和IOB口低8位相连，IOA口高8位和IOB口高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营开始执行，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"，然后进行第四步操作；
第四步、按下K2键进行A/D转换测试
　　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、拔掉第一步测试时连接线，并按下K3键测试MIC输入及D/A转换输出与否正常
　　现象：可以在MIC上轻轻拍几下，同步听与否有声音输出，如果有，则阐明MIC输入和D/A转换输出某些正常。
※ 以上操作，只有当I/O测试成功时，按键才会有效

1.2　LED键盘模组扩展板构造简介

LED键盘模组集成LED、KEY、数码管功能，可作为单片机惯用外围器件扩展模块。
LED键盘模组采用DC5V供电。

1.2.1 硬件构造简介
一、构造布局

1.2.2　重要元器件简介

1. ULNA 其内部为三极管阵列，其IN脚相称于三极管B极，OUT较相称于三极管C极。若IN脚输入高电平，相应OUT脚接地；IN脚输入低电平，相应OUT脚截止输出。
2. LG5621AH 共阴极2位数码管
a~dp为数码管段信号，G1、G2为2位数码管位信号。段信号高有效，位信号低有效。
3. LG5641AH 共阴极4位数码管。
a~dp为数码管段信号，d1、d2为时钟冒号段信号；G1~G4为4位数码管位信号，G5为时钟冒号位信号。段信号高有效，位信号低有效。

1.2.3 扩展板使用阐明
一、重要接口阐明：
LED模组使用十分简朴，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L1~L6段发光管阳极和8个LED批示灯阳极并联，并且8个LED批示灯采用共阴极方式。6位数码管L1~L6阴极和8个LED共阴极分别用DIG接口DIG1~DIG7控制，第4位数码管后时钟冒号D_DP（见图 2）位信号用DIG8控制，位信号均为高有效。DIG接口详见图 11。

图 11 DIG接口图
2. SEG接口
A~G、DP是6位数码管L1~L6段信号和8个LED批示灯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，要理解数码管和LED构造，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VCC与模组VDD是同一点。
二、详细连接办法
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　集成开发环境简介
1.3.1 开发环境ＩＤＥ简介
一、选取调试方式
在IDE集成开发环境下需要选取当前使用是哪种调试方式，在使用下载线时候一定要选取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、如何编写程序呢？它也有一种使用于‘61’开发板软件环境，名字叫IDE开发软件，如下图所示。
主界面里普通有三个重要窗口：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μ’nSP™ IDE中，配备硬件声明头文献和惯用函数模块，例如键盘扫描模块，语音音量调节模块等等。此外还配备各种库文献，涉及原则C惯用库函数、凌阳音频库函数等。开发者只要理解这些库函数使用后，就可以灵活运用于自己设计开发中。

三、IDE使用流程：
（1） 双击μ’nSP™ IDE工具软件。
（2） 建立一种新项目：
打开上面菜单file－>new－>project－>file－>键入文献名；并在location下选取存储途径。

（3） 在该项目源文献夹(source files)下建立一种C语言文献，在new对话框中进行如下操作：
File－>new－>file（C文献）－>右侧file－>文献名

4） 在相应文献内编程，本例相应文献为abc.c文献。

（5）编译程序：build－>build
（7） 运营程序：build－>start degug－>go(快捷键为F5)
（6）下载程序：build－>StartDebug－>Download（快捷键为F8）
此时，相称于程序已被程序存储器中，可脱机运营。

1.3.2 61板及扩展板联调程序下载
一、自检时61板和LED键盘模组硬件连接状况是：
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，下载环节如下：
(1) 打开μ’nSP™ IDE工具软件。
(2) 选取File/open/checkled.spj文献
(3)下载程序：build－>StartDebug－>Download　　　　　　
　　此时，相称于程序已被程序存储器中，可脱机运营。
三、自检过程描述如下：
运营自检程序后，发光二极管循回点亮并数码管计数（LED巡回闪烁，同步数码管从左至右显示0~8），所有显示完毕后，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，按键相相应数码管将点亮，8次检测结束后，二极管全亮，自检完毕。以上过程完毕阐明LED模组功能完全正常。

学生练习
１熟悉６１板及扩展板使用
２完毕６１板及扩展板自检，涉及硬件连接及程序下载，观测现象。

实验二 8061简朴IO操作
2.1　简介惯用几条指令
在简介对61板进行IO操作之前，对几种专业名词阐明一下：
　　字节：十六位进制两位数据称为一种字节
　　指令：是给计算机制定每一步应当做什么工作命令，指令由操作码（表达进行什么操作）和操作数（阐明对谁进行操作）两某些构成。
　　程序：是解决某一种问题一串有序指令
　　指令系统：对某种计算机来说它所有指令叫该计算机指令系统，如对SPCE061A单片机来说，它指令系统共有41条；
　　地址：是为区别存储器中不同单元而设定编号，每个字占用一种地址单元。
下面先学习指令，这里只简介惯用几条：
（一） 数据传送类指令
书写格式是：
<目操作数>=<源操作数>
例如
R1 = 0x0000;
[P_IOB_Data] = R1
阐明：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源及目的寄存器。此范例意思就是将B口状态设立为低电平。
（二）算术运算类指令
书写格式：
<目操作数>＋=<源操作数>
<目操作数>－=<源操作数>
例如：
R1 += 0x0000;
R1 -= 0x0032；阐明：将R1寄存器中值加上或者减去及时数后，再赋值给R1。
（三） 逻辑运算类指令
<目操作数>&=<源操作数>
<目操作数>|=<源操作数>
例如：
R1|= 0x0000;　阐明：R1值与0x0000进行或操作，R1值不变。
R1 &= 0xffff　阐明：R1值与0xffff进行与操作，R1值不变。
（四）控制转移类指令
例如：
JE loop；　　 阐明：相等则转移到标号为loop处运营，否则继续下一条执行
JGE loop1 　　阐明：不不大于或者等于则转移到标号为loop1处运营，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μ’nSP™ IDE工具软件。
（2） 建立一种新项目：
打开上面菜单file－>new－>project－>file－>键入文献名；并在location下选取存储途径。
（3） 在该项目源文献夹(source files)下建立一种汇编语言文献或C语言文献：
File－>new－>file（选取C文献）－>file－>文献名

4） 在相应文献内编程
#define P_IOA_Data (volatile unsigned int *)0x7000
#define P_IOA_Buffer 　　(volatile unsigned int *)0x7001
#define P_IOA_Dir 　　(volatile unsigned int *)0x7002
#define P_IOA_Attrib 　　(volatile unsigned int *)0x7003
#define P_IOB_Data (volatile unsigned int *)0x7005
#define P_IOB_Buffer 　　(volatile unsigned int *)0x7006
#define P_IOB_Dir 　　(volatile unsigned int *)0x7007
#define P_IOB_Attrib 　　(volatile unsigned int *)0x7008
#define P_Watchdog_Clear (volatile unsigned int *)0x7012
#define KEY_ALL 0xff00
int Delay();
int main()
{
*P_IOA_Dir = 0x00ff;//设立A口低8位为同向低输出，控制LED和数码管显示状态
*P_IOA_Data = 0xff00;
*P_IOB_Dir = 0x00ff； //设立B0~B7口为同相低电平输出，LED和数码管片选
*P_IOB_Attrib = 0x00ff;
*P_IOB_Data = 0x0000;
//***************test***************//
*P_IOB_Data = 0x0040；
*P_IOA_Data = 0x0004;
Delay();
*P_IOA_Data = 0x0000;
*P_IOB_Data = 0x0004;
while(1)

//***************end****************//
}
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，办法是在IDE菜单命令中，点击build/rebuild all.
　　在输出窗口中，会有编译信息输出，如果为0个错误，表达编译通过，这时点击工具栏中标记为，然后点击工具栏中，就可以将代码下载到芯片程序存储空间中。
第四步：运营
　　点击工具栏中标记 ，程序就自动开始全速运营。
　　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
　　按照上一节办法写入如下一段程序：
#define P_IOA_Data (volatile unsigned int *)0x7000
#define P_IOA_Buffer 　　(volatile unsigned int *)0x7001
#define P_IOA_Dir 　　(volatile unsigned int *)0x7002
#define P_IOA_Attrib 　　(volatile unsigned int *)0x7003
#define P_IOB_Data (volatile unsigned int *)0x7005
#define P_IOB_Buffer 　　(volatile unsigned int *)0x7006
#define P_IOB_Dir 　　(volatile unsigned int *)0x7007
#define P_IOB_Attrib 　　(volatile unsigned int *)0x7008
#define P_Watchdog_Clear (volatile unsigned int *)0x7012
#define KEY_ALL 0xff00
int Delay();
int DispTbl[10] = { 0x003F,0x0006,0x005B,0x004F,0x0066, //0，1，2，3，4
0x006D,0x007D,0x0007,0x007F,0x00FF}; //5，6，7，8，全亮
int main()
{
*P_IOA_Dir = 0x00ff;//设立A口低8位为同向低输出，控制LED和数码管显示状态
*P_IOA_Data = 0xff00;
*P_IOB_Dir = 0x00ff； //设立B0~B7口为同相低电平输出，LED和数码管片选
*P_IOB_Attrib = 0x00ff;
*P_IOB_Data = 0x0000;
//***************test***************//
*P_IOB_Data = 0x0040；
*P_IOA_Data = 0x0004;
Delay();
*P_IOA_Data = 0x0000;
*P_IOB_Data = 0x0004;
while(1)
*P_IOA_Data = DispTbl[5];

//***************end****************//
}
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，办法是在IDE菜单命令中，点击build/rebuild all.
　　在输出窗口中，会有编译信息输出，如果为0个错误，表达编译通过，这时点击工具栏中标记为，然后点击工具栏中，就可以将代码下载到芯片程序存储空间中。
第四步：运营
　　点击工具栏中标记 ，程序就自动开始全速运营。
　　第个数码管会显示数字５。

学生练习：　
１完毕实验中LED灯点亮程序下载及数码管显示程序下载，观测现象。
２按照指引书中程序，编写如下两个程序：
（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(不同步显示)

实验三 键控发光二极管循环点亮
【实验目】
1. 熟悉μ’nSP™ IDE 环境及在该环境下C 语言编写应用程序。
２. 以A 口和B 口为例，学会使用SPCE061A 单片机I/O 口基本输出和输入功能。
【实验设备】
1. 装有Windows 系统和μ’nSP™ IDE 仿真环境PC 机一台。
2. 61 板一套；LED 键盘模组一套；10 针排线两根。
【实验阐明】
1. 61 板I/O 输出实验重要以IOA0－7 接LED 键盘模组上8 个发光二极管，IOA8~IOA15 接
键盘K1~K8 输入，将J6 接口IOB 低8 位连接到LED 键盘模组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 已内置上下拉电阻，因此端口直接连接发
光二极管驱动端。
2. 实验成果是实现按键后从相应按键相应发光二极管开始循环点亮。
3. 代码编写上，重要涉及SPCE061A 端口寄存器IOA 和IOB。
【实验环节】
1. 用10 针排线将61 板IOA 低8 位连接到LED 键盘模组SEG 接口管脚上，将IOB 低8 位连接到LED 键盘模组DIG 接口管脚上，将IOA 高8 位连接到LED 键盘
模组1*8KEY 接口管脚上，将1*8KEY 接口中ROW1 接至VDD 上。
2. 运营参照程序。

//在工程中新建ｃ文献敲入如下程序

实验四 按键显示数字
【实验目】
1. 熟悉SPCE061A 控制键盘和LED 数码管显示办法。
2. 进一步熟悉μ’nSP™C 语言程序设计。
3. 实验效果：
在数码管上显示按键值，按第一种键则显示"1"，按第二个键显示"2"，……，按第8 个键显示"8"。
【实验设备】
1. 装有Windows 系统和μ’nSP™ IDE 仿真环境PC 机一台。
2. 61 板一套； LED 键盘模组一套；10 针排线三根。
【实验环节】
1． 将LED 键盘模组"KEYTYPE"跳线跳到"1*8KEY"状态；将61 板IOA8~IOA15 用排线连接到LED 键盘模组1*8KEY 排针上；IOB0～7 连接到LED 键盘模组SEG 排针上；IOB8~IOB15连接到LED 键盘模组DIG 排针上。
2．运营参照程序。
【程序流程图】
LedDispDig 函数流程图参见实验五。

//=============================================================
// 函数名称： GetKey
// 功能描述: 等待直到有键按下并抬起，返回键值，没有去抖解决
// 语法： unsigned GetKey(void)
// 输入： 无
// 输出： 16位键值
//=============================================================

//=============================================================
// 函数名称： LedDispDig
// 功能描述: 在指定数码管上显示数字
// 语法： void LedDispDig(int Pos,int Dig)
// 输入： Pos: 要显示数字数码管位置，取值范畴1~6
// Dig: 要显示数字，取值范畴0~9
// 输出： 无
//=============================================================

//=============================================================
// 主函数
//=============================================================

实验五 电子时钟分秒设计
３．１使用到单片机内部功能简介
３．１．１计数器（定期器）
一、定期器/计数器定期和计数功能
定期计数器应用非常广泛，如定期采样、时间测量、产生音响、作脉冲源、制作日历时钟、测量波形频率和占空比、检测电机转速等。
两个定期器均有定期或事件计数功能，可用于定期控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。定期/计数器事实上是16位加1计数器。具备如下两个功能：
1． 计数功能
2．定期功能
定期和计数实质都是对脉冲计数，只是被计脉冲来源不同，定期方式被计脉冲来源于时钟，计数方式被计脉冲来源于外部，定期方式计数初值和被计脉冲周期关于，计数方式和被计脉冲个数关于。
无论定期还是计数，当计满规定 脉冲个数产生溢出（计数初值寄存器回零），置位TFx ，可以通过程序查询，如果容许中断，会产生中断。
二、中断
所谓“中断”，是指计算机在执行某一段程序过程中，由于计算机系统内、外某种因素，有必要中断原程序执行，而去执行相应解决程序，待解决结束后，再返回来继续执行本中断原程序过程。

３．２产生秒程序实例
一、程序模块
1．主程序
主程序重要功能是进行定期器/计数器初始化编程，然后通过重复调用显示子程序办法，等待125ms定期中断到来。
2．中断服务程序
中断服务程序重要功能是进行计时操作。程序开始先判断计数溢出与否满了8次，不满8次表白还没达到最小计时单位秒，中断返回；如满8次则表白已达到最小计时单位秒，程序继续向下执行，进行计时操作。中断服务程序流程如下图左图所示。
3．加1子程序
加1子程序用于完毕对秒、分和时加1操作，中断服务程序中在秒、分、时加1时共有3处调用此子程序。
二、程序实例
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
　　选取File/open/clock_xuesheng.spj文献
第三步：编译下载
　　代码编写结束后，将代码进行编译，办法是在IDE菜单命令中，点击build/rebuild all.
　　在输出窗口中，会有编译信息输出，如果为0个错误，表达编译通过，这时点击工具栏中标记为，然后点击工具栏中，就可以将代码下载到芯片程序存储空间中。
第四步：运营
　　点击工具栏中标记 ，程序就自动开始全速运营。
　　数码管后两位将显示出秒计时。

学生规定：
１　完毕秒程序下载显示
２　完毕分代码编写、下载、显示
３　完毕小时代码编写、下载、显示

实验六 数字电子语音报时钟
【实验目】
1. 进一步熟悉μ’nSP™C 语言程序设计。
2. 实验效果：
定义键盘功能，完毕
1） 时间可调
2） 可设立闹铃时间
3） 完毕语音报时功能
【实验设备】
1. 装有Windows 系统和μ’nSP™ IDE 仿真环境PC 机一台。
2. 61 板一套； LED 键盘模组一套；10 针排线三根。
【实验环节】
1．语音报时程序参照工程文献 61_SpeechClock