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1、61板组装与调试实习报告摘要 “61板”是 SPCE061A精简开发板的简称， 是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发仿真实验板， 它除了具备单片机最小系统电路外，硬件电路还包括电源电路、音频电路（含 MIC 输入部分和 DAC音频输出部分） 、复位电路等，拥有“61 板”即可拥有：单片机实验板（具有 DSP 功能和语音处理功能）仿真器“编程器”，它的汇编指令类似 C，可读性强，集成开发环境（IDE）支持 C 语言，并且采用电池供电，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。本次操作让学生在掌
2、握软件设计的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼动手能力。 Abstract 61 board is short of SPCE061A streamline development board,Ling Yang is in the 16 bit single chip SPCE061A as the core of the streamlined development simulation experiment board, In addition to its smallest system circuit, hardware circuit also comprises a powe
3、r supply circuit, audio circuit ( including the MIC input part and the DAC audio output part ), reset circuit, With 61 plate can have: SCM experiment board ( with DSP function and voice processing function ) + emulator + programmer, its compilation instructions similar to C , readability is strong,
4、integrated development environment ( IDE ) to support the C language, and uses a battery to supply power, it is also a standard product, if the program which we provide is downloaded into the 61 plate, it will become a repeater watches, speech, or become a highly interesting man-machine interactive
5、toy. The operation is to make students master the software design at the same time, familiar with the hardware design, exercise ability.关键词：SPCE061A开发板 组装调试 软件设计 硬件设计 目 录1 系统描述31.1 61 板功能描述31.2 61板硬件说明31.3 61板功能分区51.3.1 电源接口51.3.2 程序下载区51.3.3 音频输入区61.3.4 音频输出区61.3.5 按键部分62 61板的组装过程：62.1 组装原理62.2 组装过
6、程63 软件部分74 系统测试与数据分析94.1 整体测试流程94.2 测试结果94.3 测试数据记录104.3.1 电源部分104.3.2 键盘部分104.3.3 晶振部分104.3.5 音频输入输出部分114.3.6 PWM输出部分115 系统总结116 附录：121 系统描述1.1 61 板功能描述 61 板是 SPCE061A精简开发板的简称，是“凌阳大学计划”专为电子爱好者和高校学生进行课程设计、毕业设计及电子竞赛所设计的，以凌阳 16 位单片机 SPCE061A 为核心的精简开发仿真实验板。硬件电路包括电源电路、音频电路（含 MIC 输入部分和 DAC 音频输出部分） 、复位电路等
7、，让学生在掌握软件设计的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼动手能力。而且它的体积小，采用电池供电，方便随身携带。 具体能完成以下实验内容： 1. 20 多个基础实验：内含单片机常用的功能包括 I/O口、中断、定时器/计数器、A/D转换和 D/A转换等； 2. 综合实验：配合学校培养学生动手能力的需求，实验需要搭配必要的电路完成，包括键盘、数码管、液晶（LCD） 、USB 及外扩 FLASH 等模组； 3. 语音处理实验：提供三种应用于不同场合、不同压缩比的放音、录音（DVR）及语音辨识实验。同学们可以通过简单的操作实现放音或录音，了解一般语音处理的功能，极大丰富同学们的单片机知识，增强学生学
8、习单片机的兴趣。 另外，SPCE061A 具有 16*16 位的乘法运算和内积运算的 DSP 功能，这不仅为它进行复杂的语音数字信号的压缩编码与解码提供了便利，还可以做数字滤波器 (Digital Filter) 。1.2 61板硬件说明61 板硬件框图如图 1 所示： 图 1 61 板硬件框图表 1 框图说明61 板接口说明图：图 2 61 板接口说明图 1.3 61板功能分区下面是各区分块图,在后面的表里是针对各区,按电流走向对元器件的排序。图 3 功能分区1.3.1 电源接口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
9、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。1.3.2 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
10、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 是作为数据回送还是数据下传的选择。 1.3.3 音频输入区如下图所示电路， 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。1.3.4 音频输出区SPY00
11、30 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) 1.3.5 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。 2 61板的组装过程：2.1 组装原理 在焊接前要认真对照原理图并参照电路功能分区，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，并按照器件大小
12、，安放高低依次焊接组装。各部分原理图详见附录。 2.2 组装过程第一步 61裸板检测 1、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用万用表检测 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
13、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。 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。 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（13 个） ： 排针（9 个） 、接座（3 个） 、电位器（1 个） 。第四步 组
14、装61板的18个步骤 组装原则是从低到高,为确保焊接一次成功,请根据我们的 18 个步骤来焊接，各类元件焊接顺序由上表的序号大小来决定，序号小的需要先焊。图4 焊接流程3 软件部分本次实习采用程序均为凌阳单片机实习所给程序，并参考程序进行研究学习，这里仅给出部分软件设计模块流程图，测试程序详见附录。1 音频输出通道音量调到中点值函数程序流程图： 2 队列中写数据函数程序流程图： 3 队列中读数据函数程序流程图：4系统测试与数据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,若没焊好可造成很大破坏性),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
15、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。4.1 整体测试流程整体测试流程图如下：4.2 测试结果电源部分初测器件测量：使用万用表电阻档对二级管两端测量，使用电容档对各个电容进行测量，测量稳压管数据如表2整体测量：使用万用表测量电源电路各点导通状况，结果正常。表2 器件测量表二级管D3正向：蜂鸣反向：1.1M二极管D4正向：蜂鸣反向：1.2 M4.3 测试数据记录4.3.1 电源部分Step 1:用万用表的欧姆档的蜂鸣档测J10的两脚得不短路，并测得电阻大于300欧姆。 Step 2: 接通电源发光二极管D1点亮。Step 3: 用万用表的直流20V档测得如下数据 ： 测量名称理论值实测值U1 7脚
