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实验箱硬件说明书1.0.pdf

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实验 硬件 说明书 10
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2 页 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 1. 系统简介 本实验箱是以台湾凌阳 16 位单片机 SPCE061A 为核心设计的实验培训系统 能完成教学大纲所规定的各项基础实验和毕业设计 并能感受到凌阳独具特色的语音处理功能该系统集成度高 驱动能力大 扩展方便 语音处理功能强大 是各高校学生学习凌阳单片机必备的实验工具 也是验证教学 从事科研专案的开发 科技制作及竞赛的实用教学设备 特别是其独具的语音实验处理功能 为相关教学和专案研发赋予许多新的内容和功能 从而更实用 更符合潮流 更具有竞争力 图 1 实验箱整体图 2. 注意事项与相关说明 1 本系统在基础试验模块的基础上综合了 LCD USB SIO UART 以及将要外挂的RF 和 FPGA 模块 为了更加方便地使用本系统 各模块的 I/O 和 SPCE061A 的 I/O 都采用双排插线座 模块外面的一排为本模块的 I/O 靠近此模块里面的一排为我们选用的 SPCE061A 默认的 I/O 在我们给出的例子都采用的是默认 I/O 只要用短路子短接上就选中了此模块的默认 I/O 为了满足不同用户的需求 在您需要为模块另选 I/O 时只要把短路子拔掉 用排线接到想使用的 I/O 上即可 2 本系统使用 3.3V 为 SPCE061A 和各模块供电 为了给用户更多方便 留出了 5V 接线座 J35 和 J36 另外 为了使 SPCE061A 能输出 5V 的 I/O 电平 在供电模块上预留了5V 插针 您只要将 J30 短接到 J37 的 2 或 3 脚上即可 J37 的 2 或 3 脚连接到 SPCE061A的 VDDH 上 VDDH 为 SPCE061A 的 I/O 参考电平输入引脚 请特别注意在使用 Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 3 页 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 SPCE061A 输出 5V 的 I/O 电平的功能时 请把各模块的短路子拔掉 以免对模块产生影响 各模块的工作电压为 3.3v 3 使用此系统时 为避免 I/O 产生的错误状态 请注意如下事项 a USB 的数据线和控制线和 LCD 的数据线和控制线是共用的 编程时请注意片选信号 b LCD 的 D1 同 UART 的 Tx 是复用的 在 LCD 和 UART 复用且用到默认 I/O 时请注意编程 c 在 USB SIO 和 6 位 LED 复用时请把 JP5 的 4 5 6 的短接子跳开 3. 系统组成结构 实验箱图以及区域划分如图 2 所示  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 4 页 图 2 实验箱板图区域划分图 A 系统电源 系统采用的是开关电源 该电源提供 5V 电压 用于 SPCE061A 端口电压和用户实验电路供电 实验箱的供电电源系统采用多种输入 用户有多种选择方式 a220V 交流电压供电 用户可以选择 220V 交流电压供电 系统已将其经过变压 稳压处理成 5V 再经过一个三端稳压器提供 3.3V 供系统工作 bDC5V 供电 电源部分 SIO & 8*8 点阵 &高低电平发生按键 USB LCD & 8 个发光二极管 SPCE061A 核心及其周边 UART 6 位数码管 AUDIO & MIC Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 用户可以直接提供直流 5V 电压和 3.3V 电压为实验箱进行供电 如图 3 所示为电源系统图 包括电源开关 低电压检测供电端子和指示灯 5V 供电端子和电源指示灯 特别提示 本系统的各个模块是 3.3V 供电,当要用到 5V 时 请把各模块的跳线跳开 图 3 实验箱供电系统图 电源部分电路原理图如图 4 所示 实验箱的供电电源为 220V 的交流电源 经过开关电源 稳压为 5V 和 3.3V,供系统工作 123POWER OUTGND1GND1220VGND+3.3V+5VHF10W-DV1COMV2PWR-SWLNLNAC+5+3.3G图 4 实验箱电源电路原理图 B SPCE061A 核心及 I/O 口电路 IOA0-IOA15 IOB0-IOB15 共 32 个 I/O 口 特别提示 所有实验插座未经驱动 直接输出凡需较大电流或功率时应考虑增加缓冲驱动 具体性能指标请参见相关的 SPCE061A 电器特性 资料 如图 5 所示 SPCE061A 核心及 IO 口电路包括 SPCE061A 芯片和 64 个实验插座  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 5 页 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 6 页 图 5 SPCE061A 核心及 IO 口电路 SPCE061A 芯片周边电路如图 6 图 6 SPCE061A 芯片外围电路图 C 凌阳音频 音频电路由麦克风电路以及音频输出电路组成 如图 7 所示 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 图 7 MIC 输入电路图 音频输入部分的原理图如下图所示 C34224AVSS1C36502R1510K+MIC+ C2522uR1410K+C234.7uR10470KC28104R9 1KC27224R16 5.1KR173KC26104X1MICROPHONE12+C18220uR133KOPIMICNMICOUTAGCAVSS1VCMAVSS1MICPAVSS1AVSS1VMIC图 8 MIC 部分电路 音频输出电路采用凌阳功放 spy0030 音频输出大于 1W,喇叭直流阻抗 8 欧 左右两个通道音量分立调节并备有两个外部音频信号放大输入端 在图 5 中可以看到两个跳线 其作用在于可以测量 DAC 的输出波形 另外拔掉跳线 可以断开 DAC 到喇叭放大的通路 使得 DAC 通道处于开路状态 这样便于用 DAC 做其他用途 用户可以用这个跳线来加入自己的外围电路 另外 如图所示还为用户留出了两个外接喇叭接口 为追求音质的用户提供方便 音频输入电路的原理图如图 9 示 包括麦克录音输入及 AGC 电路 两路 DAC 音频输出通道 音频输出 OP 功放电路及旋钮 以及 DAC1 和 DAC2 跳线 在图 5 上  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 7 页 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 图 9 AUDIO OUT 输出电路图 音频输出部分的原理图如下所示 J8CON31 2 3J13CON31 2 3J12PHONEJACK132J7PHONEJACK132R191KC39104R121KC24104C38+-U4SPY003054612837J11CON41234+C43 100uC42224C22104AUDIO OUT+C32100uR111K132R181K132+-U3SPY003054612837C44104C33104C30224AVSS2VSS104AVSS2DAC1VDDHVDDHVSS图 10 DAC 输出电路原理图 D 双色 8*8 LED 点阵 COM+ 为 行共阳 公共端 共 8 行  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 8 页 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 9 页 GRE- 为 绿色 LED 的列阳极 共 8 列 RED- 为红色 LED 的 列阳极 共 8 列 特别提示 请配合晶片内部 上拉 /下拉 电阻和扫描程式合理使用 扫描方法不当会造成 LED 亮度降低 或不均匀点亮 甚至驱动电流过大损坏 IO 口 如图 11 的右侧部分为 LED 点阵显示器图 它的上方和右侧为其接口 图 11 LED 点阵显示器图 U7JP81234567812345678U13LED1088B24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12GCOL1- RCOL1-COM1+GCOL2- RCOL2-COM2+GCOL3- RCOL3-COM3+GCOL4- RCOL4-COM4+GCOL5- RCOL5- COM5+ GCOL6- RCOL6- COM6+ GCOL7- RCOL7- COM7+ GCOL8- RCOL8- COM8+U6JP81234567812345678U8JP81234567812345678LED8x8点阵R33220,8P4R12345678R34220,8P4R12345678GC4RC2GC8RC6 RC7RC4GC5GC1GC3RC8RC6GC6GC2RC5RC5GC8GC1GC7RC2GC5 RC8RC7RC4RC3RC3GC4GC2RC1GC6GC7RC1GC3图 12 LED 点阵显示器电路原理图 Technology for Easy Living 实验箱使用说明书 E 双 0-3V 直流电平输入 可调电阻电路 此项电路用于双路 A/D 输入电平 范围是 0-3V 连续可调 A/D 部分参数详见SPCE061A A/D 电路参数资料 如 图 13 所示的为双 0-5V 可调电阻电路  Sunplus University Program http://www.unsp.com.cn E-mail:unsp@sunplus.com.cn 第 10 页 J17CON212V30-3.3V SUPPLYR2210K132图 13 双 0-3.3V 可调电路 图 14 双 0-3.3V 可调电路原理图 F SPR4096 构成的 SIO 存储电路 SPR4096 使整个系统增加了 4M 存储空间 这同凌阳的语音录放相配合将产生很好的效果 使实验箱同实际应用接轨 通过我们的实验箱就可以作一些市场上比较流行的像录音笔 PDA 之类的消费性电子产品 具体操作方法请参照 SPR4096 的 Data sheet SIO 存储电路模块如 图1 5 图 15 SIO 存储电路
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