ç¬¬ä¸€ç« å•ç‰‡æœº/ISP ç»¼åˆè®¾è®¡å®žéªŒè£ ç½®ç®€ä»‹ - 实验教学

第 一 章 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 简 介
1.1 概 述
由 于 计 算 机 科 学 和 电 路 集 成 技 术 的 迅 猛 发 展 , 电 子 系 统 日 趋 数 字 化 、 复 杂 化
和 大 规 模 集 成 化 , 且 电 子 系 统 设 计 原 理 和 大 型 软 件 设 计 的 原 理 极 为 接 近 。 这 些 都
要 求 电 子 类 专 业 的 教 学 重 点 应 由 传 统 的 基 础 功 能 模 块 设 计 转 向 对 大 规 模 复 杂 系
统 的 分 析 和 管 理 , 加 强 对 学 生 系 统 概 念 的 培 养 。
电 子 信 息 系 列 实 验 装 置 便 是 为 了 满 足 这 种 需 要 而 开 始 研 发 的 。 它 包 含 有 电 子
技 术 实 验 装 置 , 计 算 机 组 成 / 网 际 服 务 实 验 装 置 , 微 机 系 统 与 接 口 实 验 装 置 及 单
片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 。 该 系 列 实 验 装 置 提 供 了 集 演 示 、 验 证 和 综 合 设 计 的
新 一 代 教 学 平 台 , 并 按 照 教 学 大 纲 的 要 求 配 置 了 实 验 项 目 和 实 验 内 容 , 此 外 , 用
户 还 可 根 据 自 己 的 需 要 安 排 实 验 内 容 , 发 挥 创 造 性 才 能 。
单 片 机 技 术 是 一 门 很 实 用 的 技 术 , 单 片 机 在 工 业 控 制 中 独 占 鳌 头 , 故 又 称 为
微 控 制 器 。 迄 今 为 止 ,8 位 单 片 机 仍 占 有 单 片 机 市 场 的 60% 以 上 份 额 , 促 进 了 8
位 单 片 机 朝 着 高 性 能 和 多 功 能 化 方 向 发 展 。 随 着 CPLD 技 术 的 不 断 发 展 , 也 越 来
越 被 广 大 设 计 人 员 重 视 、 应 用 。 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 实 质 上 是 构 建 了 一
个 以 CPLD/FPGA 和 MCU 为 中 心 , 能 与 微 机 子 系 统 进 行 通 信 的 综 合 设 计 实 验 平
台 , 它 采 用 的 是 CPLD/FPGA 和 MCU 双 系 统 核 心 架 构 , 再 与 外 围 设 备 通 过 总 线
方 式 连 接 起 来 。 可 以 完 成 有 关 单 片 机 , 微 机 接 口 , 逻 辑 设 计 等 众 多 实 验 , 可 作 为
“ 计 算 机 结 构 与 逻 辑 设 计 ”,“ 单 片 机 原 理 与 应 用 ”,“ 在 系 统 编 程 技 术 ”,“VHDL
设 计 ”,“ 微 型 计 算 机 测 控 技 术 ” 和 “ 电 子 系 统 综 合 设 计 ” 等 课 程 的 综 合 实 验 装
置 。
该 实 验 装 置 在 教 学 实 践 中 的 应 用 , 为 提 高 学 生 的 动 手 能 力 , 加 深 学 生 对 单 片
机 、CPLD/FPGA 技 术 的 理 解 提 供 了 良 好 的 实 验 平 台 , 为 以 后 电 子 系 统 设 计 开 发
打 下 坚 实 的 基 础 。 除 具 有 单 片 机 ,CPLD/FPGA 双 系 统 核 心 构 架 外 , 提 供 了 极 其
丰 富 的 功 能 单 元 电 路 , 如 A/D、D/A、RTC 及 通 讯 接 口 等 , 并 可 根 据 学 生 应 用 的
需 要 方 便 地 扩 展 其 它 电 路 , 使 其 完 全 能 够 做 出 具 有 复 杂 性 和 创 造 性 的 综 合 性 实
验 , 另 外 配 置 的 一 些 工 具 模 块 也 能 为 学 生 做 实 验 提 供 方 便 。
1.2 实 验 装 置 的 特 点
EEEC-030B 型 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 的 主 要 特 点 如 下 :
CPLD/FPGA 和 MCU 双 系 统 架 构
该 系 统 既 能 单 独 作 为 CPLD/FPGA 实 验 系 统 或 单 片 机 实 验 系 统 使 用 , 更 能 同
时 使 用 MCU 和 CPLD/FPGA 系 统 以 充 分 满 足 不 同 类 型 , 不 同 规 模 系 统 设 计 的 需 要 。
适 应 了 当 今 系 统 设 计 的 潮 流 , 使 该 系 统 功 能 更 加 完 善 。
0

主 板 与 单 片 机 模 块 、 可 编 程 模 块 分 离 的 设 计
用 户 可 以 选 择 不 同 厂 家 、 不 同 型 号 、 不 同 规 模 的 单 片 机 及 可 编 程 芯 片 构 成 所
需 的 单 片 机 模 块 及 可 编 程 模 块 , 既 适 应 了 不 同 院 校 的 教 学 需 要 , 也 使 系 统 的 功 能
和 规 模 扩 展 变 的 更 为 容 易 。
通 过 CPLD 管 理 整 个 单 片 机 系 统
通 过 CPLD 扩 充 单 片 机 的 端 口 , 单 片 机 的 所 有 功 能 管 脚 都 与 CPLD 相 连 接 ,
而 且 地 址 线 通 过 CPLD 进 行 译 码 , 所 有 的 外 部 设 备 通 过 CPLD 与 单 片 机 组 成 一
个 灵 活 的 系 统 , 当 需 要 的 时 候 可 以 通 过 改 变 CPLD 内 部 的 设 计 来 完 成 对 系 统 的 重
组 。
应 用 功 能 强 大 的 ADuC831 单 片 机
ADuC831 其 内 部 集 成 了 完 整 的 8052 内 核 ,8 通 道 的 12 位 ADC, 两 通 道 12
位 的 电 压 输 出 DAC, 除 了 8052 的 256 字 节 随 机 存 取 储 存 器 外 , 还 有 2K 字 节 的 随
机 存 取 储 存 器 ,4KB 的 闪 光 数 据 存 储 器 ,62KB 的 闪 光 程 序 存 储 器 。 片 内 集 成 的
外 围 设 备 还 有 UART、I 2 C 和 SPI 串 行 通 讯 口 , 看 门 狗 定 时 器 和 电 源 监 视 器 等 。
无 需 仿 真 器 的 在 线 调 试
传 统 的 单 片 机 系 统 只 能 通 过 仿 真 器 来 进 行 调 试 , 然 后 还 要 编 程 器 将 程 序 固 化
到 芯 片 内 , 而 ADuC831 单 片 机 可 以 通 过 UART 串 行 通 讯 口 进 行 在 线 调 试 , 避 免 了
用 仿 真 器 时 的 弊 端 , 相 比 较 优 点 如 下 : 一 , 实 时 性 , 当 用 仿 真 器 时 , 时 钟 是 由 仿
真 器 模 拟 的 , 与 真 实 的 时 序 之 间 存 在 差 异 , 这 也 是 导 致 一 些 程 序 用 仿 真 器 调 试 通
过 , 下 载 到 芯 片 上 就 无 法 正 常 运 行 的 原 因 ,AduC831 调 试 的 时 钟 直 接 由 晶 振 产 生 ,
做 到 了 调 试 运 行 的 实 时 性 ; 二 , 真 实 性 , 用 仿 真 器 时 , 它 是 通 过 模 拟 单 片 机 的 资
源 进 行 调 试 的 , 而 AduC831 在 线 调 试 时 是 应 用 了 单 片 机 的 真 实 资 源 , 这 样 整 个 调
试 结 果 与 单 片 机 真 实 运 行 时 的 结 果 完 全 一 致 。
超 大 容 量 可 自 组 态 的 存 储 空 间
通 过 扩 展 24 根 地 址 线 寻 址 空 间 可 达 到 16MB。AduC831 片 内 有 62KB 的 闪 光 程
序 储 存 器 ,4KB 的 闪 光 数 据 储 存 器 ,2K 字 节 的 随 机 存 取 储 存 器 ; 外 部 提 供 128KB
的 闪 光 程 序 储 存 器 , 另 外 还 有 128KB 的 SRAM 作 为 数 据 储 存 器 。 当 需 要 的 时 候 还
可 以 通 过 可 编 程 模 块 将 连 接 到 CPLD/FPGA 上 的 128KB 的 SRAM 组 态 应 用 。
丰 富 的 接 口 资 源
实 验 装 置 上 提 供 了 多 样 的 接 口 ,RS232 串 行 通 信 接 口 ,RS485 工 业 标 准 串 行
通 信 接 口 ,CAN 网 络 通 信 接 口 。
具 有 功 能 扩 展 接 口
实 验 装 置 上 备 有 地 址 总 线 、 数 据 总 线 、 控 制 总 线 及 地 址 译 码 输 出 接 口 , 便 于
用 户 进 行 功 能 自 行 扩 展 。
完 善 的 保 护 电 路
对 实 验 系 统 提 供 了 多 方 位 的 安 全 保 护 : 人 员 安 全 的 保 护 , 不 论 实 验 装 置 在 正
1

常 工 作 或 故 障 状 态 下 , 不 会 危 及 操 作 或 维 护 人 员 的 人 身 安 全 ; 误 操 作 的 保 护 , 不
会 因 为 误 操 作 而 导 致 实 验 装 置 损 坏 ; 电 源 的 过 流 保 护 , 装 置 因 短 路 等 故 障 过 流 时 ,
自 动 切 断 电 源 ; 电 源 的 过 压 保 护 , 电 源 电 压 过 高 或 欠 压 时 , 将 自 动 切 断 实 验 装 置
电 源 。
1.3 实 验 装 置 的 结 构 和 功 能 模 块
单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 系 统 框 图 如 图 1-1 所 示 :
图 1-1 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 系 统 框 图
实 验 系 统 主 板 :( 标 准 配 置 )
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微 控 制 器 : ADuC831/AT89S52/C8051F020 用 户 可 根 据 需 要 选 配 1 片
控 制 芯 片 : XC95108-10PC84C 系 统 接 口 芯 片 1 片
静 态 随 机 存 储 器 628128 128K×8 SRAM 用 于 扩 展 单 片 1 片
存 储 器 :
闪 速 存 储 器 AT29C010
机
128K×8 用 于 扩 展 单 片 机 1 片
静 态 随 机 存 储 器 628128 128K × 8 SRAM 用 于 扩 展 1 片
FPGA
A/D 转 换 器 : TLC5510
单 通 道 8 位 , 与 CPU/FPGA 连 1 片
接
D/A 转 换 器 : TLC7528 2 路 8 位 , 与 CPU/FPGA 连 接 1 片
2

通 讯 口 :
RS-232 标 准 串 行 总 线 接 口 串 行 接 口 1 个
RS-485 标 准 串 行 总 线 接 口 串 行 接 口 1 个
CAN 通 信 接 口 网 络 接 口 1 个
I 2 C 总 线 接 口 总 线 接 口 1 个
32.768KHz~12MHz 标 准 时 钟 有 源 晶 振 6 个
由 555 振 荡 器 构 成 , 频 率 和 脉
可 调 脉 冲 序 列 发 生 器
系 统 时 钟 :
冲 个 数 可 调 的 序 列 发 生 电 路
1 个
单 脉 钟 输 出 加 消 抖 后 按 键 提 供 的 单 个 脉 冲 1 个
脉 冲 沿 输 出 提 供 脉 冲 上 升 / 下 降 沿 1 个
发 光 二 极 管 8 只 高 亮 度 贴 片 与 CPU 连 接 8 只
发 光 二 极 管 8 只 高 亮 度 贴 片 与 FPGA 连 接 8 只
显 示 : 7 段 数 码 管 采 用 静 态 显 示 方 式 4 只
7 段 数 码 管 采 用 动 态 显 示 方 式 8 只
LCD 液 晶 显 示 图 形 点 阵 LCD12864 模 块 1 片
键 盘 : 4×4 矩 阵 键 盘 行 列 式 结 构 , 贴 片 按 键 1 组
开 关 : 拨 动 开 关 提 供 逻 辑 ‘1’ 和 ‘0’ 8 只
按 钮 提 供 逻 辑 ‘1’ 和 ‘0’ 8 只
十 六 进 制 拨 码 盘 提 供 0~15 四 位 二 进 制 码 4 只
输 入 电 压 :220V(±15%)50HZ 提 供 过 压 、 欠 压 和 过 流 保 护 的
电 源 : 输 出 电 压 :+12V,-12V,5V 5V 开 关 电 源 , 电 压 波 动 范 围 为
4.6V~5.3V
其 他 : 可 调 电 位 器 可 输 出 0~5VDC 1 个
参 考 电 源 输 出 2.5VDC 1 个
逻 辑 测 试 仪 可 测 量 逻 辑 电 平 、 高 阻 和 脉 冲 1 支
电 压 表 头 (3 位 半 显 示 ) 测 量 电 压 的 范 围 :±20V 1 组
尺 寸 : 280×380mm
FPGA/CPLD 可 编 程 模 块 :( 标 准 配 置 )
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实 验 装 置 的 核 心 部 件 , 用 户 可
主 芯 片 : 可 编 程 芯 片 FPGA/CPLD
根 据 需 要 选 择 不 同 型 号 的 可 编
程 器 件 ( 标 准 配 置 为
1 片
EP1C6Q240C8)
通 过 标 准 并 口 连 接 线 与 计 算 机 1 个
25 针 标 准 并 口 插 座
通 讯 口 :
打 印 接 口 相 连 , 实 现 可 编 程 器
3

件 的 下 载 配 置
下 载 电 缆 : 标 准 并 口 线 两 端 皆 为 并 口 插 头 的 扁 平 电 缆 1 根
系 统 时 钟 : 50MHz 时 钟
有 源 晶 振 , 使 用 时 由 下 载 板 跳
线 器 选 择 , 提 供 时 钟 信 号 到 可 1 个
编 程 芯 片 的 CLK1 端
尺 寸 : 120×130mm
1.4 试 验 装 置 的 安 装 与 配 置
1. 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 箱 一 台
2. CPU 模 块 一 块 ( 可 选 )
3. FPGA/CPLD 可 编 程 模 块 一 块 ( 可 选 )
4. DB25 标 准 并 口 下 载 电 缆 一 根
5. 电 源 线 一 根
6. DB9 在 线 调 试 线 一 根
7. 电 压 表 笔 一 支
8. 实 验 指 导 书 一 份
9. 塑 封 使 用 摘 要 一 张
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第 二 章 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 平 台 功 能 模 块 介 绍
图 2-1 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 主 板 实 物 图
单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 装 置 主 要 由 四 大 块 组 成 即 单 片 机 模 块 , 可 编 程 模
块 , 输 入 输 出 功 能 扩 展 模 块 和 基 本 工 具 模 块 , 其 中 单 片 机 模 块 包 含 有 ADuC831
单 片 机 ,CPLD(XC95108), 存 储 器 (Flash,SRAM); 可 编 程 模 块 包 含 有 下 载
板 , 存 储 器 (SRAM), 按 钮 ,LED 以 及 拨 码 盘 ; 输 入 输 出 功 能 扩 展 模 块 包 含 有
通 信 接 口 , 小 键 盘 , 拔 动 开 关 ,LCD,LED, 数 码 管 ,A/D,D/A; 基 本 工 具 模 块 有 电
源 保 护 电 路 , 脉 冲 发 生 器 和 逻 辑 状 态 显 示 模 块 , 电 压 表 头 , 可 调 电 压 输 出 及 参 考
电 源 等 。 可 以 满 足 用 户 从 最 基 本 的 单 片 机 系 统 实 验 ,CPLD/FPGA 实 验 , 到 较 复
杂 的 数 字 系 统 实 验 , 综 合 设 计 实 验 的 设 计 和 验 证 工 作 。 本 章 将 逐 一 介 绍 各 模 块 的
工 作 原 理 和 使 用 方 法 。
2.1 单 片 机 模 块
2.1.1 ADuC831 单 片 机
2.1.1.1 概 述
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主 要 性 能 特 点
ADuC831 是 全 集 成 的 12 位 数 据 采 集 系 统 。 它 在 单 个 芯 片 内 , 把 高 性 能 8 位
MCU( 兼 容 8052), 可 重 复 编 程 的 非 易 失 性 闪 光 程 序 存 储 器 , 高 性 能 的 自 校 准 多 通
道 ADC 和 2 个 12 位 DAC 等 融 于 一 体 。
芯 片 融 合 了 所 有 的 从 属 功 能 以 完 全 支 持 可 编 程 数 据 采 集 核 心 。 这 些 从 属 功 能
包 括 用 户 闪 光 存 储 器 , 监 视 定 时 器 (WDT), 电 源 监 视 器 (PSM) 和 多 种 符 合 工 业 标 准
的 并 行 , 串 行 接 口 。
MCU 内 核 和 模 拟 转 换 器 二 者 均 有 正 常 , 空 闲 及 掉 电 工 作 模 式 , 提 供 了 适 合
于 低 功 率 应 用 的 , 灵 活 的 电 源 管 理 方 案 。
主 要 功 能
电 源
5V 电 压 工 作 ; 正 常 , 空 闲 和 掉 电 模 式 。
片 内 外 围 设 备
UART 异 步 通 讯 串 行 接 口 ,I 2 C 串 行 接 口 和 SPI 串 行 接 口 , 看 门 狗 定 时 器 , 电
源 监 视 器 。
与 8052 兼 容 内 核
12MHz 额 定 工 作 频 率 ( 最 大 16MHz)、3 个 16 位 定 时 / 计 数 器 、32 条 可 编 程
的 I/O 线 、 大 电 流 驱 动 能 力 (P3)、11 个 中 断 源 、2 个 优 先 级 。 存 储 器 :62KB 片
内 FLASH/EE 程 序 存 储 器 ,4KB 片 内 FLASH/EE 数 据 存 储 器 ,256 字 节 片 内 RAM
及 2KB 片 内 扩 展 XRAM,16MB 外 部 数 据 地 址 空 间 ,64KB 外 部 程 序 地 址 空 间 。
模 拟 I/O: 8 通 道 12 位 ADC, 片 内 40ppm/℃ 电 压 基 准 , 每 秒 247KSPS 高 速 抽
样 , 可 实 现 高 速 ADC 至 RAM 的 DMA 控 制 器 ,2 路 12 位 电 压 输 出 DAC, 片 内
温 度 传 感 器 及 2 路 PWM 输 出 。
功 能 方 块 图
6

引 脚 排 列
图 2-2 ADuC831 功 能 框 图
图 2-3 ADuC831 引 脚 图
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2.1.1.2 AuC831 单 片 机 存 储 器 空 间
和 所 有 8052 兼 容 器 件 一 样 ,ADuC831 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器 有 独 立 的 寻
址 空 间 。
附 加 的 4KB FLASH 数 据 存 储 器 供 用 户 使 用 , 可 通 过 一 组 映 射 在 特 殊 功 能 寄
存 器 SFR 范 围 的 控 制 寄 存 器 间 接 访 问 。
SFR 映 射 到 内 部 数 据 存 储 空 间 的 高 128 字 节 , 仅 通 过 直 接 寻 址 来 访 问 ( 地 址
为 X0H 或 X8H 的 SFR 可 位 寻 址 ), 并 提 供 CPU 和 所 有 片 上 外 设 间 的 接 口 。
256 字 节 的 内 部 数 据 存 储 器 为 用 户 提 供 了 灵 活 、 高 效 的 数 据 存 储 空 间 , 具 有
直 接 寻 址 、 间 接 寻 址 及 位 寻 址 等 多 种 寻 址 方 式 。
片 上 扩 展 的 2KB 数 据 XRAM, 可 通 过 设 置 11 位 堆 栈 指 针 作 为 堆 栈 使 用 , 余
下 的 空 间 可 作 为 片 外 数 据 存 储 器 使 用 。 如 不 需 要 使 用 此 空 间 作 为 堆 栈 , 则 可 以 全
部 作 为 外 部 数 据 存 储 器 使 用 , 占 用 外 部 数 据 存 储 空 间 的 低 2KB 空 间 。
片 内 闪 光 程 序 存 储 器
ADuC831 可 寻 址 62k 程 序 存 储 器 空 间 。 当 EA 引 脚 接 高 电 平 时 , 片 内 FLASH
程 序 存 储 器 用 于 存 放 用 户 程 序 代 码 , 当 EA 引 脚 接 低 电 平 时 , 使 用 片 外 程 序 存 储
器 存 放 用 户 程 序 代 码 。
串 行 下 载 ( 在 线 编 程 )
ADuC831 内 嵌 有 下 载 / 调 试 内 核 , 可 以 通 过 UART 异 步 通 讯 串 行 接 口 实 现 串
行 程 序 代 码 下 载 / 调 试 。 若 引 脚 PSEN 通 过 外 部 电 阻 接 地 , 系 统 上 电 时 自 动 进 入 串
行 下 载 / 调 试 模 式 , 否 则 为 正 常 运 行 状 态 。
片 内 FLASH 数 据 存 储 器
控 制 和 配 置
用 户 FLASH/EE 数 据 存 储 阵 列 有 4K 字 节 , 被 配 置 成 1024(00H 到 页 3FFH)
页 , 每 页 4 字 节 。 和 其 它 用 户 外 围 设 备 一 样 , 通 过 映 射 在 SFR 空 间 的 一 组 寄 存
器 与 此 存 储 空 间 相 接 。 四 个 数 据 寄 存 器 组 (EDATA1-4) 用 于 保 存 刚 被 访 问 的 4
字 节 页 数 据 。EADRH/EADRL 用 于 保 存 被 访 问 页 的 地 址 。ECON 是 一 个 8 位 控
制 寄 存 器 , 它 可 以 允 许 用 户 读 、 写 、 擦 除 或 校 验 4KBFLASH/EE 数 据 存 储 器 或
56KBFLASH/EE 程 序 存 储 器 , 见 表 1。
表 1
命 令 字 节
命 令 模 式
01H 页 读 命 令 。 读 EADRH/EADRL 指 向 的 页 地 址 内 的 4 个 存 储 单 元 的
内 容 至 EDATA1-4。
02H 页 写 命 令 。 把 EDATA1-4 写 入 EADRH/EADRL 指 向 的 页 地 址 内 的
4 个 存 储 单 元 。 注 意 : 这 4 个 存 储 单 元 必 须 预 擦 除 。
8

03H 保 留 命 令 。
04H 校 验 命 令 。 允 许 用 户 校 验 EDATA1-4 中 的 数 据 是 否 包 含 在
EADRH/EADRL 指 向 的 页 地 址 。 若 校 验 有 效 , 后 续 的 ECON SFR
读 操 作 将 读 出 “0”, 读 出 的 非 “0” 值 表 示 无 效 校 验 。
05H 页 擦 除 命 令 。 擦 除 EADRH/ EADRL 指 向 的 页 地 址 内 的 4 个 字 节 。
06H 全 部 擦 除 命 令 。 擦 除 整 个 4K 字 节 的 FLASH/EE 数 据 存 储 器 。
81H 字 节 读 命 令 。 读 EADRH/EADRL 指 向 的 字 节 地 址 内 的 一 个 存 储 单
元 的 内 容 至 EDATA1。
82H 字 节 写 命 令 。 把 EDATA1 写 入 EADRH/EADRL 指 向 的 字 节 地 址 内
的 存 储 单 元 。
FLASH/EE 擦 除 和 编 程 定 时
典 型 编 程 / 擦 除 时 间
擦 除 全 部 阵 列 (4K 字 节 ) ——2ms
擦 除 单 个 页 (4 字 节 ) ——2ms
编 程 页 (4 字 节 )
——380μs
读 取 页 (4 字 节 )
——5 个 机 器 周 期 内
校 验 页 (4 字 节 )
——5 个 机 器 周 期 内
读 取 1 字 节
——3 个 机 器 周 期 内
写 1 字 节
——200μs
FLASH/EE 数 据 存 储 器 编 程 实 例
FLASH/EE 数 据 存 储 器 的 典 型 编 程 包 括 :
1. 用 EADRH/EADRL 设 置 页 地 址
2. 把 要 编 程 数 据 写 入 EDATA1-4
3. 把 合 适 的 命 令 字 写 入 ECON SFR
举 例 :
MOV EADRH,#00H
MOV EADRL,#03H ; 设 置 页 地 址 指 针
MOV ECON,#01H ; 读 页 命 令 , 备 份 原 来 的 数 据
MOV EDATA2,#0F3H ; 写 入 新 字 节
MOV ECON,#O5H ; 擦 除 页 命 令
MOV ECON,#02H ; 编 程 页 命 令
MOV ECON,#04H ; 校 验 命 令
MOV A,ECON
; 若 读 取 值 为 0 正 确
JNZ ERROR
2.1.1.3 ADuC831 单 片 机 接 口 资 源
9

并 行 I/O 接 口 P0:
当 作 为 通 用 的 I/O 口 时 ,P0 口 的 引 脚 以 “ 开 漏 ” 的 方 式 输 出 , 所 以 必 需 外 加 上 拉
电 阻 。 当 作 为 外 部 程 序 或 数 据 存 储 器 的 数 据 / 地 址 总 线 时 , 内 部 控 制 信 号 为 高 电
平 ,P0 口 的 引 脚 可 以 在 数 据 / 地 址 总 线 的 作 用 下 实 现 上 拉 , 不 需 要 外 加 上 拉 电 阻 。
P1:
主 要 作 为 模 拟 输 入 口 使 用 , 在 P1 口 相 应 的 SFR 上 写 0 可 以 把 P1 口 设 置 为 数
字 输 入 口 。
P2:
具 有 内 部 的 上 拉 功 能 , 可 作 为 准 双 向 口 ( 用 作 输 入 时 引 脚 被 拉 成 高 电 平 ) 使
用 。 作 为 外 部 程 序 或 数 据 存 储 器 的 高 地 址 总 线 。
P3:
具 有 内 部 的 上 拉 功 能 , 可 作 为 准 双 向 口 ( 用 作 输 入 时 引 脚 被 拉 成 高 电 平 ) 使
用 。 作 为 专 用 功 能 引 脚 , 相 应 的 口 锁 存 器 必 须 为 1 状 态 。
定 时 器 / 计 数 器
性 能 :3 个 16 位 定 时 器 / 计 数 器 工 作 方 式 为 定 时 , 计 数 , 波 特 率 发 生 器 。
控 制 和 状 态 寄 存 器 : 模 式 控 制 寄 存 器 TMOD, 控 制 寄 存 器 TCON,T2 控 制
寄 存 器 T2CON。
定 时 器 / 计 数 器 0 或 1 工 作 方 式 0:13 位 计 数 器
图 2-4 定 时 器 / 计 数 器 0 或 1 工 作 方 式 0
定 时 器 / 计 数 器 0 或 1 工 作 方 式 1:16 位 计 数 器
除 了 定 时 器 的 寄 存 器 为 16 外 , 方 式 1 与 方 式 0 相 同 。
定 时 器 / 计 数 器 0 或 1 工 作 方 式 2:8 位 自 动 重 装 载
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图 2-5 定 时 器 / 计 数 器 0 或 1 工 作 方 式 2
定 时 器 / 计 数 器 0 工 作 方 式 3:2 个 8 位 计 数 器
图 2-6 定 时 器 / 计 数 器 0 工 作 方 式 3
定 时 器 / 计 数 器 2:16 位 自 动 重 装 方 式
选 择 重 装 方 式 :CP/RL2=0。
重 装 条 件 :1. 当 TH2 和 TL2 溢 出 时 ,2. 当 EXEN2=1 且 T2EX 发 生 负 跳 变 。
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图 2-7 定 时 器 / 计 数 器 2 自 动 重 装 方 式
定 时 器 / 计 数 器 2:16 位 捕 捉 方 式
选 择 捕 捉 方 式 :CP/RL2=1。
捕 捉 条 件 : 当 EXEN2 = 1 且 T2EX 发 生 负 跳 变 。
定 时 器 / 计 数 器 2: 波 特 率 工 作 方 式
图 2-8 定 时 器 / 计 数 器 2 捕 捉 方 式
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图 2-9 定 时 器 / 计 数 器 2 波 特 率 工 作 方 式
看 门 狗 定 时 器
性 能 特 点
由 于 看 门 狗 定 时 器 的 振 荡 器 独 立 于 CPU 的 振 荡 器 , 无 论 CPU 的 振 荡 器 因 何
失 灵 , 只 要 看 门 狗 定 时 器 被 启 动 , 溢 出 后 总 能 使 CPU 可 靠 复 位 。 溢 出 时 间 设 定
范 围 15.6ms~2000ms。
用 途
因 编 程 不 完 善 、 电 气 噪 声 或 电 磁 干 扰 等 原 因 使 程 序 进 入 无 序 运 行 状 态 时 ,
Watchdog 定 时 溢 出 使 CPU 复 位 , 使 程 序 自 动 纳 入 正 规 。
启 动 与 定 时 控 制 ( 控 制 和 状 态 寄 存 器 WDCON)
PRE3、PRE2、PRE1、PRE0: 溢 出 时 间 设 置 位 。 可 设 置 15.6ms~2000ms 看
门 狗 溢 出 时 间 。
WDIR1: 看 门 狗 定 时 器 中 断 响 应 使 能 位 。 如 果 用 户 对 该 位 置 位 将 产 生 一 个 中
断 响 应 而 不 是 系 统 复 位 。
WDS: 看 门 狗 定 时 器 的 状 态 位 。WDS=1, 说 明 看 门 狗 为 溢 出 状 态 。
WDE: 看 门 狗 定 时 器 的 使 能 位 。WDE=1, 启 动 看 门 狗 定 时 器 ,WDE=0, 关
闭 看 门 狗 定 时 器 。 程 序 正 常 运 行 时 , 必 须 在 溢 出 时 间 内 刷 新 WDE 位 。
WDWR: 看 门 狗 定 时 器 写 使 能 位 。 要 对 WDCON SFR 写 入 数 据 必 须 先 对 该
位 设 置 为 1。
应 用 举 例 设 定 监 视 器 的 工 作 时 间 间 隔 为 2000ms, 可 参 考 下 面 程 序 :
CLR EA ; 当 写 WDT 时 禁 止 中 断
SETB WDWR ; 允 许 写 WDCON
13

MOV WDCON,#72H ; 使 能 WTD2 秒 溢 出
SETB EA
; 再 开 中 断
模 拟 接 口
ADC
ADuC831 中 集 成 了 一 个 快 速 8 通 道 的 12 位 A/D 转 换 器 , 为 用 户 提 供 了 多 通
道 多 路 转 换 器 、 采 样 / 保 持 、 片 内 基 准 及 校 准 特 性 。 所 有 部 件 很 容 易 通 过 3 个 寄
存 器 接 口 配 置 。
该 ADC 是 基 于 电 容 DAC 的 常 规 逐 次 逼 近 转 换 器 组 成 。 片 上 提 供 一 个 高 精
度 低 偏 移 的 工 厂 校 准 的 2.5V 基 准 电 压 。 也 可 接 入 外 部 Vref, 外 部 基 准 电 压 应 在
2.3V~AVDD 范 围 内 。 模 拟 电 压 输 入 范 围 从 0~Vref。
ADC 的 内 部 等 效 电 路 SW1,SW2 在 采 样 阶 段 置 于 TRACK 位 置 ; 转 换 阶 段 置 于
HOLD 位 置
图 2-10 ADC 的 内 部 等 效 电 路
ADC 使 用 外 部 基 准 电 源
应 当 在 Vref 与 AGND 之 间 连 接 0.1uF 的 电 容 , 上 电 时 Vref 保 持 掉 电 状 态 ,
ADC 使 能 位 置 位 有 效
14

图 2-11 ADC 使 用 外 部 基 准 电 源
ADC 使 用 内 部 基 准 电 源 上 电 时 Vref 保 持 掉 电 状 态 ,ADC 使 能 位 置 位 有 效 , 应 当
在 Vref 与 AGND 之 间 连 接 0.1uF 的 电 容
图 2-12 ADC 使 用 内 部 基 准 电 源
ADC 的 输 入 驱 动
由 于 通 道 转 换 时 ,32pF 取 样 电 容 器 上 驻 留 的 电 荷 会 产 生 瞬 间 的 冲 击 , 应 采
取 措 施 消 除 。
推 荐 的 输 入 驱 动 电 路 :
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图 2-13 ADC 输 入 驱 动 电 路
ADC 操 作 寄 存 器
ADCCON1 控 制 寄 存 器 控 制 ADC 工 作 方 式 、 外 部 参 考 电 压 、 采 样 周 期 及 触 发
选 择 。 各 位 功 能 见 表 2。
表 2 ADCCON1 控 制 寄 存 器 各 位 功 能
位 名 称 功 能 描 述
ADCCON1.7 MD1 ADC 工 作 方 式 选 择 位 。 置 1 选 择 ADC 上 电 , 清 0 选
择 ADC 掉 电 。
ADCCON1.6 EXT_REF 外 部 参 考 电 压 选 择 位 。 清 0 选 择 内 部 参 考 电 压 。
ADCCON1.5 CK1
ADCCON1.4 CK0
主 时 钟 分 频 比 选 择 位 (CK1,CK0)。ADC 转 换 时 钟
要 在 400KHz~4.5MHz 范 围 才 能 保 证 正 常 转 换 。 详 细
说 明 见 表 3。
ADCCON1.3 AQ1
ADCCON1.2 AQ0
ADC 采 集 时 钟 数 选 择 位 。1 次 A/D 转 换 需 要 16 个 ADC
时 钟 加 上 所 选 数 目 的 采 集 时 钟 。 详 细 说 明 见 表 4。
ADCCON1.1 T2C 选 择 定 时 器 2 溢 出 位 用 作 A/D 转 换 的 起 始 触 发 脉 冲
输 入 。
ADCCON1.0 EXC 设 置 外 部 触 发 使 能 位 。CONVST 引 脚 信 号 触 发 有 效 。
表 3 主 时 钟 分 频 比 的 选 择
CK1 CK0 MCLK 分 频 比
0 0 16
0 1 2
1 0 4
1 1 8
表 4 ADC 采 集 时 钟 数 选 择 位
AQ1 AQ0 ADC 时 钟 数
0 0 1
0 1 2
1 0 3
1 1 4
ADCCON2 控 制 寄 存 器 控 制 转 换 模 式 、 中 断 使 能 及 通 道 选 择 。
ADCI:ADC 中 断 标 志 位 。 在 单 个 A/D 转 换 结 束 或 在 DMA 块 转 换 结 束 时 由
硬 件 置 位 。 由 中 断 服 务 子 程 序 清 0 或 由 用 户 清 0。
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DMA:DMA 模 式 使 能 位 。
CCONV: 连 续 转 换 位 。
SCONV: 单 个 转 换 位 。 单 个 转 换 完 成 自 动 复 位 至 0。
CS3、CS2、CS1、CS0: 通 道 选 择 位 。 见 表 5。
表 5 通 道 选 择
CS3 CS2 CS1 CS1 CH#
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 2
0 0 1 1 3
0 1 0 0 4
0 1 0 1 5
0 1 1 0 6
0 1 1 1 7
1 0 0 0 Temp Monitor
1 0 0 1 DAC0
1 0 1 0 DAC1
1 0 1 1 AGND
1 1 0 0 VREF
1 1 1 1 DMA STOP
ADCCON3 控 制 寄 存 器 控 制 各 种 模 式 校 正 及 指 示 忙 状 态
ADCCON3 控 制 寄 存 器
BUSY:ADC 忙 状 态 位 , 只 读 。
DNCLD: 增 益 校 准 废 除 位 。 置 1 废 除 增 益 校 准 , 清 0 使 能 增 益 校 准 。
ACGS1、AVGS0: 设 置 增 益 校 准 周 期 ADC 读 被 平 均 值 的 次 数 。 详 见 表 6。
表 6 增 益 校 准 平 均 次 数 设 置
AVGS1 AVGS0 平 均 次 数
0 0 15
0 1 1
1 0 31
1 1 63
RSVD: 保 留 位 , 只 能 写 入 0
TYPICAL: 典 型 增 益 选 择 位 。 置 1 为 全 范 围 增 益 校 准 , 置 0 为 偏 移 增 益 校
准 。
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SCAL: 开 始 校 准 周 期 选 择 位 。 置 1 开 始 增 益 校 准 周 期 , 当 校 准 周 期 完 成 时
自 动 清 除 。
ADC 应 用 单 步 A/D 转 换 或 连 续 A/D 转 换
由 软 件 将 ADCCON2 的 SCONV 位 置 1, 则 启 动 1 次 A/D 转 换 ;
由 软 件 将 ADCCON2 的 CCONV 位 置 1, 则 开 始 连 续 的 A/D 转 换 。
A/D 单 步 / 连 续 转 换 源 程 序
$MOD831
; 使 用 8052 和 ADuC831 预 定 义
CHN EQU 0 ; 对 通 道 0 进 行 采 样
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0033H ; 中 断 服 务 程 序
MOV R0,ADCDAL ; 存 转 换 结 果 低 位 字 节
MOV R1,ADCDAH ; 存 转 换 结 果 高 位 字 节 , 高 半 字 节 内 容 为 当 前 通 道
号
RETIORG 004B
MAIN:
MOV ADCCON1,#10100100B;ADC 正 常 工 作 ,4 分 频 ,2 个 采 集 时
钟
MOV ADCCON2,#CHN ; 选 择 通 道 0
SETB EA ; 开 中 断
SETB EADC ; 开 ADC 中 断
SETB CCONV ; 连 续 转 换 , 单 步 无 此 句
AGAIN:CALL DELAY ; 延 时 100ms( 省 略 )
SETB SCONV ; 开 始 单 步 转 换 , 连 续 无 此 句
LJMP AGAIN ; 重 复 采 样
END
ADC 工 作 在 DMA 方 式 通 过 DMA 使 能 位 (ADCCON2.6) 使 能 DMA 方 式 , 每
次 采 样 结 果 被 写 入 外 部 静 态 RAM 而 无 须 CPU 干 预 。 这 种 方 式 能 捕 获 连 续 的 采
样 流 , 但 此 期 间 内 CPU 不 继 续 代 码 的 执 行 , 包 括 通 常 的 内 务 和 通 信 任 务 。
在 使 能 DMA 模 式 前 , 用 户 必 须 首 选 配 置 ADC 所 需 写 入 的 外 部 SRAM, 包
括 所 需 的 ADC 通 道 号 写 入 外 部 的 SRAM 的 高 4 位 (XXXX0000B)。
为 了 保 证 有 效 终 止 , 重 复 写 入 最 后 一 个 通 道 ID, 还 需 要 对 它 提 供 一 个 停 止
命 令 (11110000B)。
DMA 地 址 指 针 (DMAP、DMAH、DMAL) 必 须 被 设 置 指 向 写 入 ADC 结 果
的 初 始 地 址 。 顺 序 是 DMAL,DMAH, 最 后 是 DMAP。
典 型 的 DMA 预 配 置 如 图 2-14 所 示 。
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图 2-14 典 型 的 DMA 预 配 置
典 型 的 DMA 配 置 后 的 工 作 情 况 如 图 2-15 所 示 ,
图 2-15 典 型 的 DMA 配 置 后 的 工 作 情 况
DAC 转 换 器
ADuC831 组 合 了 两 只 12 位 电 压 输 出 的 DAC, 每 只 都 含 有 一 个 电 压 输 出 缓
冲 器 , 可 以 驱 动 10kΩ/100pF。 包 括 两 个 可 选 量 程 ,0V 至 Vref( 内 部 基 准 电 压 2.5V)
和 0V 至 AVDD。 可 以 在 12 位 或 8 位 模 式 下 工 作 。
若 负 载 电 阻 大 于 10K 和 基 准 电 压 为 AVDD, 在 靠 近 地 和 AVDD 电 压 的 100mV
以 内 会 产 生 一 定 的 非 线 性 ; 采 用 片 内 基 准 或 远 小 于 AVDD 电 源 则 无 上 述 问 题 。
DAC 等 效 电 路 图
19

DAC 输 出 缓 冲 电 路 的 设 计
图 2-16 DAC 等 效 电 路 图
图 2-17 DAC 输 出 缓 冲 电 路
DAC 工 作 方 式 配 置
DACCON 控 制 寄 存 器
各 位 功 能 见 表 7。
表 7 DACCON 控 制 寄 存 器 位 功 能
DAC 数 据 写 入 与 启 动
DACxH/L 数 据 寄 存 器
功 能 : 用 户 写 入 数 据 , 以 更 新 DAC 输 出
DAC0L:DAC0 数 据 低 字 节
DAC1L:DAC1 数 据 低 字 节
DAC0H:DAC0 数 据 低 字 节
DAC1H:DAC1 数 据 低 字 节
上 电 默 认 指 标 值 00H
12 位 DAC 数 据 写 入 DACxH/L 时 应 右 对 齐 写 入 , 即 DACL 中 放 低 八 位 数 据 ,
DACH 的 低 半 字 节 放 余 下 高 四 位 数 据 需 注 意 在 12 位 异 步 工 作 方 式 下 , 一 旦 数 据
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被 写 入 DACL,DAC 的 电 压 输 出 就 将 被 刷 新 ; 因 此 , 数 据 寄 存 器 应 先 刷 新 DACH,
然 后 才 刷 新 DACL。ADuC831 串 行 接 口
种 类 :UART,SPI,I 2 C
通 讯 方 式 : 同 步 , 异 步 ,I 2 C
配 置 模 式 : 主 , 从
UART 串 行 接 口
此 串 行 端 口 是 全 双 工 的 , 可 同 时 进 行 数 据 的 发 送 和 接 收 。 接 收 时 有 缓 冲 , 意
味 在 前 一 个 字 节 被 读 走 前 就 可 开 始 第 二 个 字 节 的 接 受 。 事 实 上 , 如 果 在 第 二 个 字
节 的 接 受 时 间 完 成 时 第 一 个 字 节 还 未 被 读 走 , 第 一 个 字 节 将 丢 失 。 由 于 发 送 是 主
动 的 , 一 般 不 需 要 缓 冲 。 与 串 行 数 据 网 的 物 理 接 口 是 通 过 引 脚 RXD(P3.0) 和
TXD(P3.1) 实 现 的 。
UART 使 用 的 SFR 包 括 :SBUF、SCON 和 PCON。SBUF 为 接 收 / 发 送 缓 冲
器 ;SCON 用 来 存 放 串 行 接 口 的 控 制 和 状 态 信 息 ,T1 或 T2 作 为 串 口 的 波 特 率 发
生 器 ,PCON 的 最 高 位 控 制 波 特 率 是 否 倍 增 。UART 控 制 寄 存 器 PCON
D7 位 为 波 特 率 倍 增 位 , 其 余 位 无 意 义 。 当 SMOD=1 时 , 串 行 口 在 方 式 1,
2 或 3 通 讯 中 , 波 特 率 提 高 一 倍
UART 控 制 寄 存 器 SCON
SM0,SM1: 串 行 口 工 作 方 式 选 择 位 , 见 下 表 8。
表 8 串 行 口 工 作 方 式 选 择
SM0 SM1 工 作 方 式 功 能 波 特 率
0 0 方 式 0 8 位 同 步 移 位 寄 存 器 fosc/12
0 1 方 式 1 10 位 UART 可 变
1 0 方 式 2 11 位 UART fosc/64,fosc/32
1 1 方 式 3 11 位 UART 可 变
REN: 串 行 接 口 接 收 允 许 / 禁 止 标 志 位 , 软 件 设 置 。REN=1 允 许 接 收 ;REN=0
禁 止
SM2,TB8,RB8: 多 机 通 讯 控 制 位
方 式 0 应 设 置 0, 不 用 TB8 和 RB8。
方 式 1 下 ,SM2=0 时 ,RB8 是 接 收 到 的 停 止 位 ;SM2=1 时 , 只 有 收 到 有 效
的 停 止 位 才 会 激 活 RI, 否 则 RI 不 置 位 。
方 式 2 和 方 式 3 下 ,TB8 是 发 送 的 第 9 位 数 据 , 可 用 软 件 置 1 或 清 0;RB8
是 接 收 的 第 9 位 数 据 。 接 收 时 若 SM2=1, 接 收 到 的 RB8 为 0, 则 RI 不 置 1; 若
SM2=1 且 接 收 到 的 RB8=1, 则 置 位 RI。 通 常 RB8、TB8 在 多 机 通 讯 中 , 用 于 地
址 数 据 帖 标 志 位 , 也 用 于 奇 偶 较 验 位 。
TI: 发 送 中 断 标 志 位 。 硬 件 置 位 , 软 件 清 除 。 方 式 0 中 , 发 送 完 8 位 数 据 置
位 ; 方 式 1 中 , 在 发 送 停 止 位 之 初 置 位 。
21

RI: 接 收 中 断 标 志 位 。 硬 件 置 位 , 软 件 清 除 。 方 式 0 中 , 接 收 完 8 位 数 据 置
位 ; 方 式 1 中 , 在 接 收 停 止 位 一 半 时 置 位 。
UART 工 作 方 式 及 帖 格 式
方 式 0:8 位 ( 同 步 ) 移 位 寄 存 器 模 式
串 行 数 据 通 过 RXD 接 收 和 发 送 。TXD 输 出 同 步 时 钟 。 波 特 率 固 定 不 变 , 为
1/fosc。 传 送 或 接 收 的 8 位 数 据 为 一 帖 , 没 有 起 始 位 和 停 止 位 , 先 发 送 或 接 收 最
低 位 。 将 数 据 写 入 SBUF 后 即 引 起 数 据 发 送 。 当 接 收 使 能 位 (REN) 为 1, 并 且
接 收 中 断 位 (RI) 为 0 时 , 开 始 接 收 数 据 。
方 式 1:8 位 波 特 率 可 变 的 传 输 模 式
RXD 接 收 ,TXD 发 送 。 波 特 率 由 定 时 器 1 或 定 时 器 2 的 溢 出 率 控 制 。 帖
格 式 为 :1 个 起 始 位 ,8 个 数 据 位 ,1 个 停 止 位 。 适 合 于 点 对 点 的 异 步 通 讯 。
方 式 2:9 位 固 定 波 特 率 传 输 模 式
波 特 率 固 定 , 只 有 2 种 选 择 :fosc/64 或 fosc/32, 可 由 PCON 的 最 高 位 选 择 。
帖 格 式 为 :1 个 起 始 位 ,9 个 数 据 位 ,1 个 停 止 位 。 第 9 个 数 据 与 SCON 中 的 SM2
配 合 , 适 用 于 多 机 通 讯 。
方 式 3:9 位 波 特 率 可 变 的 传 输 模 式
波 特 率 控 制 同 方 式 1, 帖 格 式 同 方 式 3, 因 此 , 也 适 用 于 多 机 通 讯 。
UART 工 作 方 式 与 波 特 率 的 设 置
方 式 0: 固 定 的
方 式 2: 波 特 率 =(2 SMOD /64)*fosc 方 式 1, 方 式 3: 波 特 率 =(2 SMOD /32)*T1( 或
T2) 的 溢 出 率
T1( 或 T2) 的 溢 出 周 期 =(12/fosc)*(M-X)
其 中 ,M 为 计 数 器 的 最 大 值 ,X 为 计 数 初 值
溢 出 率 =1/ 溢 出 周 期
SPI 串 行 接 口
SPI 是 一 种 标 准 工 业 同 步 串 行 接 口 , 允 许 同 时 传 送 和 接 受 八 位 数 据 , 也 就 是
全 双 工 方 式 , 具 有 主 从 控 制 模 式 , 采 用 三 线 通 讯 标 准 。
本 系 统 使 用 4 条 线 可 与 多 种 标 准 外 围 器 件 直 接 接 口 : 串 行 时 钟 线 SCLOCK、
主 机 输 入 / 人 机 输 出 数 据 线 MISO、 主 机 输 出 / 从 机 输 入 数 据 线 MOSI 和 低 是 平 有
效 的 从 机 选 择 线 SS。
使 用 两 个 相 关 的 寄 存 器 SPICON 和 SPIDAT, 通 过 对 SPICON 中 的 相 应 位 进
行 设 置 实 现 初 始 化 ; 对 SPIDAT 的 写 操 作 会 产 生 从 高 位 开 始 的 数 据 发 送 , 接 收 字
节 保 留 在 移 位 寄 存 器 中 , 移 位 寄 存 器 的 数 据 锁 存 到 SPIDAT 中 。
SPICON 控 制 寄 存 器
ISPI WCOL SPE SPIM CPOL CPHA SPR1 SPR0
22

ISPI:SPI 中 断 标 志 位 。 当 发 送 和 接 收 一 字 节 数 据 完 毕 时 自 动 置 位 , 也 可 软
件 置 位 。 中 断 响 应 后 自 动 清 0。
WCOL: 写 冲 突 标 志 位 。 当 SPI 正 在 进 行 数 据 交 换 时 , 若 向 SPIDAT 写 数 据 ,
将 发 生 写 冲 突 , 写 入 的 数 据 无 效 。 必 须 软 件 清 除 。
SPE:SPI 使 能 。SPE=0 时 ,I2C 串 行 接 口 使 能 ;SPE=1 时 ,SPI 串 行 接 口 使
能 。SPIM: 主 模 式 选 择 位 。 置 1 工 作 于 主 模 式 , 清 0 工 作 于 从 模 式 。
CPOL: 时 钟 极 性 选 择 位 。 置 1 时 , 主 机 时 钟 发 生 负 跳 变 时 读 取 数 据 , 高 电
平 处 于 空 闲 状 态 ; 置 0 时 , 主 机 时 钟 发 生 由 低 至 高 跳 变 时 读 取 数 据 ,
低 电 平 处 于 空 闲 状 态 。
CPHA; 时 钟 相 位 选 择 位 。 置 1 时 , 数 据 在 时 钟 前 沿 出 现 , 在 同 一 时 钟 的 后
沿 读 入 ; 清 0 时 , 最 高 位 在 SS 的 下 降 沿 出 现 , 在 时 钟 的 第 一 个 上 升
沿 读 入 , 之 后 的 数 据 在 时 钟 后 沿 出 现 。
SPR1,SPR0:SPI 波 特 率 选 择 位 。 见 表 9。
表 9 SPI 波 特 率 选 择
SPI 主 模 式
主 模 式 下 ,SCLOCK 引 脚 通 常 作 为 输 出 , 无 论 何 时 用 户 写 入 SPIDAT 寄 存 器 ,
都 将 产 生 八 个 时 钟 信 号 。SCLOCK 的 波 特 率 由 SPICON 的 SPR0 和 SPR1 决 定 。
主 模 式 下 SS 引 脚 通 常 不 使 用 。
在 主 模 式 下 , 通 过 对 SPIDAT 的 写 操 作 完 成 一 个 字 节 的 发 送 。 时 钟 信 号 的 一
次 作 用 对 应 一 位 数 据 的 发 送 (MOSI) 和 另 一 位 数 据 的 接 收 (MISO)。 八 个 时 钟
周 期 后 , 完 成 一 个 字 节 的 传 输 。 输 入 的 字 节 保 留 在 移 位 寄 存 器 中 ,ISPI 标 志 位 将
自 动 置 位 , 如 果 中 断 允 许 将 产 生 中 断 。 移 位 寄 存 器 中 的 数 据 将 被 锁 存 到 SPIDAT
中 。 此 后 对 SPIDAT 的 读 操 作 把 数 据 读 出 。
23

图 2-18 SPI 主 模 式 时 序 (CPHA=1)
SPI 从 模 式
发 送 和 接 收 可 以 同 时 工 作 在 从 模 式 下 。 在 字 节 传 输 中 ,SS 引 脚 必 须 始 终 处
于 低 电 平 状 态 。 同 样 数 据 的 发 送 由 SPIDAT 的 写 操 作 来 启 动 。 在 每 个 输 入
SCLOCK 时 钟 的 作 用 下 , 由 MISO 发 送 一 个 数 据 位 , 由 MOSI 接 收 。 八 个 时 钟
周 期 后 , 完 成 一 个 字 节 的 传 输 。 输 入 的 字 节 保 留 在 移 位 寄 存 器 中 ,ISPI 标 志 位 将
自 动 置 位 , 如 果 中 断 允 许 将 产 生 中 断 。 移 位 寄 存 器 中 的 数 据 将 被 锁 存 到 SPIDAT
中 。 此 后 对 SPIDAT 的 读 操 作 把 数 据 读 出 。
图 2-19 SPI 从 模 式 时 序 (CPHA=0)
I 2 C 串 行 接 口
全 双 工 方 式 、 具 有 主 从 控 制 模 式 、 采 用 二 线 通 讯 、 采 用 I 2 C 总 线 传 输 协 议 、
使 用 3 个 SFR 实 现 通 讯 :I 2 CADD,I 2 CDAT,I 2 CCON。
I 2 C 的 接 口 约 定
器 件 支 持 面 向 协 议 的 双 向 总 线 。 协 议 定 义 任 何 发 送 数 据 到 总 线 的 器 件 为 发 送
器 , 接 收 器 件 为 接 收 器 。 把 控 制 发 送 的 器 件 称 为 主 机 , 被 控 制 的 器 件 称 为 从 机 。
主 机 总 是 启 动 数 据 的 传 送 , 并 为 发 送 和 接 收 操 作 提 供 时 钟 。
I 2 C 的 时 钟 和 数 据
SDATA 线 上 的 数 据 状 态 仅 在 SCLOCK 为 低 电 平 期 间 发 生 变 化 , 而 SCLOCK
高 电 平 期 间 SDATA 数 据 状 态 的 改 变 被 保 留 用 于 指 示 起 始 和 停 止 条 件 。
I 2 C 的 时 钟 和 数 据
SDATA 线 上 有 效 的 数 据 变 化 见 下 图 :
24

图 2-20 SDATA 数 据 线 时 序 图
I 2 C 通 讯 的 起 始 条 件 和 停 止 条 件
SCLOCK 为 高 电 平 期 间 SDATA 发 生 从 高 电 平 至 低 电 平 的 跳 变 , 称 为 起 始 条
件 。 器 件 连 续 监 视 SCLOCK 和 SDAT 是 否 满 足 起 始 条 件 , 此 条 件 满 足 之 前 将 不
对 任 何 命 令 作 出 响 应 。
所 有 通 讯 必 须 由 停 止 条 件 结 束 。 此 条 件 是 SCLOCK 为 高 电 平 期 间 SDATA 发
生 从 低 电 平 至 高 电 平 的 跳 变 , 只 有 在 发 送 器 件 已 释 放 总 线 之 后 才 能 发 出 停 止 条
件 。
图 2-21 I 2 C 通 讯 的 起 始 和 停 止 时 序
I 2 C 通 讯 的 应 答
应 答 用 于 表 示 成 功 的 数 据 传 送 的 软 件 约 定 。 在 发 送 8 位 数 据 之 后 , 发 送 器 件
( 主 机 或 从 机 ) 将 释 放 总 线 , 在 第 9 个 时 钟 周 期 内 , 接 收 器 将 把 SDATA 线 拉 至
低 电 平 以 做 出 应 答 。 表 示 它 已 接 收 到 8 位 数 据 。 见 下 图
÷
25

图 2-22 I 2 C 通 讯 的 应 答
I 2 C 通 讯 的 过 程
在 识 别 了 起 始 条 件 后 如 果 在 从 地 址 字 节 中 包 含 了 正 确 的 器 件 识 别 符 , 那 么 器
件 将 用 应 答 作 出 响 应 ,
如 果 从 地 址 字 节 最 低 位 为 0, 则 为 写 操 作 。 从 器 件 接 收 了 8 位 数 据 之 后 用 应
答 作 出 响 应 。
如 果 从 地 址 字 节 最 低 位 为 1, 则 为 读 操 作 。 从 器 件 将 发 送 8 位 数 据 , 释 放
SDATA 线 , 然 后 监 视 线 上 的 应 答 。 如 果 检 测 到 应 答 , 且 主 机 未 产 生 停 止 条 件 将
继 续 发 送 数 据 。 如 果 未 检 测 到 应 答 , 那 么 器 件 将 结 束 进 一 步 的 发 送 , 主 机 必 须 发
出 停 止 条 件 , 以 便 使 器 件 返 回 待 机 方 式 。
I 2 C 通 讯 的 过 程
写 操 作
图 2-23 I 2 C 通 讯 写 操 作
读 操 作
图 2-24 I 2 C 通 讯 读 操 作
I 2 C 特 殊 功 能 寄 存 器
I 2 CCADD: 将 ADuC831 器 件 的 7 位 地 址 保 存 在 总 线 上
7 位 地 址 的 保 存 过 程 如 下 : 若 从 机 地 址 为 44H, 则 主 机 必 须 送 出 88H/89H 才
能 与 从 机 建 立 联 系 。 由 于 地 址 为 7 位 , 从 机 自 动 确 定 最 低 位 为 R/W 位 , 只 须 将
前 7 位 与 自 己 的 地 址 相 比 较 。 为 构 成 一 个 完 整 字 节 , 从 机 在 最 高 位 添 加 一 个 0,
添 加 后 的 结 果 即 为 从 机 的 地 址 。
I 2 CDAT: 保 存 需 要 接 收 或 发 送 的 8 位 数 据
26

I 2 CCON: 保 存 主 / 从 模 式 操 作 的 模 式 / 控 制 位
I 2 CCON 各 位 功 能 见 表 10。
表 10 I 2 CCON 位 功 能 说 明
2.1.1.4 ADuC831 单 片 机 中 断 系 统
ADuC831 提 供 具 有 2 个 优 先 级 的 11 个 中 断 源 。 中 断 系 统 的 控 制 与 配 置 是 通
过 3 个 与 中 断 有 关 的 寄 存 器 进 行 的 。 中 断 源 、 中 断 向 量 与 中 断 优 先 级
中 断 源 、 中 断 向 量 与 中 断 优 先 级 见 表 11。
表 11 中 断 源 、 中 断 向 量 与 中 断 优 先 级
中 断 源 中 断 名 称 中 断 向 量 地 址 中 断 优 先 级
电 源 监 视 器 中 断 PSMI 0043H 1
看 门 狗 中 断 WDS 005BH 2
外 部 中 断 0 IE0 0003H 3
ADC 中 断 ADCI 0033H 4
定 时 / 计 数 器 0 中 断 TF0 000BH 5
外 部 中 断 1 IE1 0013H 6
定 时 / 计 数 器 1 中 断 TF1 001BH 7
I2C/ISP 串 行 中 断 I2CI/ISPI 003BH 8
UART 串 行 中 断 RI/TI 0023H 9
定 时 / 计 数 器 2 中 断 TF2/EXF2 002BH 10
定 时 间 隔 计 数 器 中 断 TII 0053H 11
中 断 使 用 的 SFR
――
IE: 中 断 使 能 寄 存 器
IE 各 位 功 能 见 表 12。
EA
表 12 IE 各 位 功 能
全 局 中 断 使 能 位 , 置 1 允 许 任 何 中 断 开 放 , 置 0 禁 止 所 有 的 中 断
EADC ADC 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
定 时 器 2 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
UART 串 行 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
定 时 器 1 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
外 部 中 断 1 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
定 时 器 0 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
外 部 中 断 0 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
IEIP2 第 2 中 断 使 能 寄 存 器
IEIP2 各 位 功 能 见 表 13。
表 13 IEIP2 位 功 能
保 留
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PTI 定 时 间 隔 中 断 优 先 级
PPSM 电 源 监 视 中 断 优 先 级
PSI I 2 C/SPI 中 断 优 先 级
―― 保 留
ETI 定 时 间 隔 计 数 器 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
EPSMI 电 源 监 视 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
ESI I 2 C/SPI 中 断 使 能 位 , 置 1 中 断 有 效 , 置 0 禁 止 中 断
IP 中 断 优 先 权 寄 存 器
―― PADC PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
IP 中 断 优 先 权 寄 存 器 各 位 功 能 见 表 14。
表 14 IP 中 断 优 先 权 寄 存 器 位 功 能
―― 保 留
PADC 对 ADC 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PT2 对 定 时 器 2 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PS 对 UART 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PT1 对 定 时 器 1 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PX1 对 外 部 中 断 1 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PT0 对 定 时 器 0 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
PX0 对 外 部 中 断 0 中 断 , 用 户 置 1 为 高 优 先 权 , 清 0 为 低 优 先 权
对 外 部 中 断 输 入 信 号 的 要 求 ADuC831 有 两 个 独 立 的 外 部 中 断 源 , 通 过 对
TCON 中 的 IT1 和 IT0 置 位 和 清 除 , 可 将 外 部 中 断 源 设 置 为 电 平 触 发 或 边 沿 触 发 。
若 设 置 为 电 平 触 发 , 并 在 响 应 中 断 后 外 部 中 断 信 号 仍 维 持 低 电 平 , 则 会 引 起
再 一 次 的 中 断 。 因 此 , 要 求 在 中 断 服 务 程 序 返 回 之 前 , 外 部 中 断 请 求 输 入 必 须
无 效 ( 变 回 高 电 平 )。 此 方 式 适 合 于 以 低 电 平 输 入 而 且 中 断 服 务 程 序 能 清 除 外 部
中 断 源 的 情 况 。 若 设 置 为 边 沿 触 发 , 由 于 外 部 中 断 引 脚 信 号 是 每 个 机 器 周 期 采 样
一 次 , 因 此 , 要 求 外 部 引 脚 信 号 的 高 电 平 或 低 电 平 至 少 维 持 一 个 机 器 周 期 , 才 能
保 证 跳 变 信 号 被 检 测 到 。 在 检 测 到 外 部 中 断 信 号 后 , 由 硬 件 将 中 断 标 志 位 IE0/IE1
置 1, 中 断 响 应 时 由 硬 件 清 0。
2.1.1.5 单 片 机 最 小 应 用 系 统
电 源
ADuC831 维 持 运 行 的 电 源 电 压 范 围 是 2.7V~5.25V。 只 有 保 证 提 供 的 电 源 电
压 不 超 出 5V 的 10%, 才 能 保 证 器 件 达 到 额 定 性 能 。 将 模 拟 和 数 字 电 源 引 脚 ( 分
别 为 AVDD 和 DVDD) 分 离 , 可 使 AVDD 不 受 DVDD 噪 声 的 干 扰 。 虽 然 可 以 用
各 自 独 立 的 电 源 驱 动 AVDD 和 DVDD , 但 应 保 证 它 们 之 间 的 电 压 差 不 能 超 过
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0.3V, 以 避 免 损 坏 芯 片 。 因 此 , 建 议 AVDD 和 DVDD 不 是 直 接 相 连 的 情 况 下 ,
在 它 们 之 间 连 接 反 向 相 叠 的 肖 特 基 二 极 管 。 时 钟
当 时 钟 频 率 少 于 400KHz 时 , 片 内 ADC 不 能 正 常 工 作 。 因 此 , 应 保 证 系 统
时 钟 的 工 作 范 围 在 400KHz~16MHz。
图 2-25 使 用 片 内 时 钟 振 荡 器 的 时 钟 电 路
图 2-26 使 用 片 外 时 钟 源 的 时 钟 电 路
复 位
ADuC831 需 要 外 部 POR( 上 电 复 位 ) 电 路 。 在 电 源 电 压 低 于 2.5V 时 , 要 使
RESET 引 脚 保 持 高 电 平 ; 而 且 , VDD 电 压 高 于 2.5V 时 ,RESET 引 脚 保 持 低 电
平 至 少 10ms。 外 部 POR 电 路 必 须 在 低 至 1.2V 甚 更 低 的 电 压 下 工 作 。
采 用 专 门 的 POR 芯 片 能 够 很 好 地 满 足 上 述 要 求 。 如 ADI 公 司 的 ADM181X
系 列 复 位 芯 片 、MAXIM 公 司 的 MAX813 等 。
可 增 加 手 动 复 位 功 能 , 便 于 调 试 。
系 统 设 计 的 其 它 考 虑
为 方 便 在 线 编 程 , 进 入 下 载 、 调 试 和 仿 真 模 式 , 可 以 通 过 连 接 ADuC831 的
UART 端 实 现 , 如 果 是 从 PC 机 下 载 代 码 , 则 需 要 一 片 RS-232 芯 片 实 现 电 平 转
换 . 另 外 需 找 到 一 个 方 法 触 发 芯 片 进 入 下 载 模 式 , 可 以 通 过 在 PSEN 引 脚 跨 接 一
个 1KΩ 的 下 拉 电 阻 来 实 现 。 如 果 去 掉 跨 接 线 , 当 系 统 复 位 后 , 就 会 进 入 正 常 运
行 模 式 。
注 意 当 在 上 电 或 复 位 期 间 , 如 果 任 何 外 部 电 路 无 意 间 使 PSEN 变 为 低 电 平 ,
就 会 导 致 芯 片 进 入 下 载 状 态 而 不 能 开 始 本 来 应 该 进 行 的 用 户 代 码 执 行 过 程 。
外 部 存 储 器 的 扩 展
系 统 的 寻 址 能 力 : 程 序 存 储 器 62KB; 数 据 存 储 器 16MB
译 码 控 制 : 必 须 选 择 出 该 芯 片 , 即 片 选 ; 必 须 选 择 出 该 芯 片 所 有 存 储 单 元
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译 码 方 法 : 线 选 法 ; 全 地 址 译 码 法 外 部 程 序 存 储 器 的 扩 展
存 储 器 的 类 型 (ROM):EPROM,EEPROM,FLASH
接 口 总 线 方 式 : 并 行
使 用 的 控 制 信 号 :ALE: 低 8 位 地 址 锁 存 控 制 ;
PSEN: 外 部 程 序 存 储 器 “ 读 取 ” 控 制
总 线 :P0: 分 时 复 用 的 数 据 / 地 址 总 线
P2: 高 8 位 地 址 总 线
图 2-27 外 部 程 序 存 储 器 的 扩 展 外 部 数 据 存 储 器 的 扩 展
存 储 器 的 类 型 (RAM):SRAM,DRAM,NVRAM,MPRAM
接 口 总 线 方 式 : 并 行 , 串 行
使 用 的 控 制 信 号 :ALE: 地 址 锁 存 控 制
WR: 外 部 数 据 存 储 器 “ 写 ” 控 制
RD: 外 部 数 据 存 储 器 “ 读 ” 控 制
总 线 :P0: 分 时 复 用 的 数 据 / 地 址 总 线
P2: 高 8 位 地 址 总 线
外 部 数 据 存 储 器 的 扩 展 (16MB)
图 2-28 外 部 数 据 存 储 器 的 扩 展
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图 2-29 外 部 数 据 存 储 器 的 扩 展 (16M)
I/O 接 口 的 扩 展
I/O 接 口 的 寻 址 范 围 :I/O 接 口 与 外 部 数 据 存 储 器 统 一 编 址 , 可 使 用 16MB
空 间 的 一 部 分 作 为 扩 展 I/O 的 地 址 空 间
接 口 总 线 方 式 : 并 行 , 串 行
使 用 的 控 制 信 号 :ALE: 地 址 锁 存 控 制
WR: 外 部 数 据 存 储 器 “ 写 ” 控 制
RD: 外 部 数 据 存 储 器 “ 读 ” 控 制
总 线 :P0: 分 时 复 用 的 数 据 / 地 址 总 线
P2: 高 8 位 地 址 总 线
译 码 控 制 : 必 须 选 择 出 该 芯 片 , 即 片 选 ; 必 须 选 择 出 该 芯 片 的 某 一 存 储 单 元
( 或 I/O 接 口 芯 片 中 的 寄 存 器 ), 即 字 选
译 码 方 法 : 线 选 法 : 把 单 独 的 地 址 线 接 到 外 围 芯 片 的 片 选 端 上
全 地 址 译 码 法 : 将 低 位 地 址 线 作 为 芯 片 的 片 内 地 址 ( 取 外 部 电 路
中 最 大 的 地 址 线 位 数 ), 用 译 码 器 对 高 位 地 址 进 行 译 码 , 译 出 的 信 号 作 为 片 选 线
2.1.2 控 制 芯 片 CPLD
使 用 的 是 Xilinx 公 司 的 XC95108, 它 是 高 性 能 的 可 编 程 逻 辑 器 件 , 它 由 六 个
36V18 的 功 能 块 组 成 , 包 含 108 个 宏 单 元 ,2400 个 可 用 的 门 。
本 芯 片 是 单 片 机 模 块 的 核 心 , 单 片 机 与 外 围 设 备 的 连 接 都 是 通 过 CPLD 来 构
建 的 , 主 要 功 能 如 下 :
当 SA2 置 数 开 关 K1 脚 置 ‘1’( 向 下 ) 时 , 通 过 CPLD 将 A0~A17 地 址 信 号 进
行 译 码 , 实 现 对 外 部 设 备 地 址 分 配 , 单 片 机 可 以 访 问 所 有 外 部 设 备 。
当 SA2 置 数 开 关 K1 脚 置 ‘0’( 向 上 ) 时 , 通 过 CPLD 将 A0~A15 地 址 信 号 进
行 译 码 , 实 现 对 外 部 设 备 地 址 分 配 , 单 片 机 可 以 访 问 所 有 外 部 设 备 。
为 输 入 输 出 设 备 提 供 输 入 输 出 口 , 如 拨 动 开 关 ,LED 指 示 灯 等 ;
留 有 一 个 PORT 扩 展 口 , 它 是 CPLD 与 可 编 程 模 块 之 间 的 一 个 双 向 口 , 当
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需 要 的 时 候 可 以 用 来 扩 展 单 片 机 的 接 口 。
通 过 改 变 CPLD 内 部 的 设 计 , 可 以 对 整 个 单 片 机 模 块 重 新 进 行 组 态 。
系 统 地 址 分 配 表 见 附 录 2。
2.1.3 存 储 器
图 2-30 存 储 器 原 理 图
单 片 机 模 块 内 有 一 片 128KB 的 SRAM 628128 用 来 作 为 单 片 机 的 外 部 数 据 存
储 器 ; 一 片 128KB 的 Flash AT29C010 可 作 为 单 片 机 的 扩 展 程 序 储 存 器 使 用 。
2.2 可 编 程 模 块
可 编 程 模 块 的 核 心 是 FPGA 可 编 程 下 载 板 , 加 上 为 其 配 置 的 按 钮 开 关 、LED
显 示 、A/D、D/A 模 块 和 一 块 128KB 的 SRAM 可 完 成 众 多 实 验 内 容 , 如 DSP, 波 形
发 生 器 等 。 同 时 通 过 CPLD 的 连 接 还 可 以 应 用 板 上 丰 富 的 工 具 模 块 。
2.2.1 可 编 程 下 载 板
下 载 板 是 可 编 程 模 块 的 核 心 所 在 。 实 物 如 下 图 :
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图 2-31 下 载 板 实 物 图
用 户 使 用 两 头 都 是 插 针 的 标 准 并 口 线 将 PC 机 与 下 载 板 连 接 起 来 , 数 据 在
74244 的 控 制 下 , 以 一 定 传 输 方 向 和 时 序 对 可 编 程 器 件 芯 片 进 行 配 置 。 可 编 程 器
件 每 个 提 供 给 用 户 使 用 的 I/O 引 脚 在 连 至 96 针 插 座 前 , 皆 先 串 有 保 护 电 阻 , 以
防 止 误 操 作 时 损 坏 芯 片 。 要 注 意 下 载 板 上 不 提 供 电 源 , 需 通 过 96 针 插 座 插 接 到
主 板 上 才 能 供 电 。 下 载 板 的 下 层 焊 有 高 频 滤 波 电 容 , 增 加 可 编 程 器 件 运 行 稳 定 性 。
另 外 , 下 载 板 单 独 提 供 了 一 个 频 率 50MHz 的 系 统 时 钟 , 当 将 跳 线 器 上 左 、 中 两
针 相 连 时 , 可 编 程 器 件 的 CLK1 引 脚 时 钟 输 入 为 下 载 板 上 的 有 源 晶 振 频 率 ; 而 当
将 跳 线 器 右 、 中 两 针 相 连 时 ,CLK1 时 钟 输 入 则 为 主 板 晶 振 频 率 。
用 户 使 用 时 , 将 25 线 下 载 电 缆 的 两 头 分 别 接 到 PC 机 打 印 机 口 和 可 编 程 器
件 下 载 接 口 上 。 按 附 录 1 提 供 的 引 脚 功 能 对 照 表 锁 定 管 脚 后 重 新 进 行 全 编 译 , 再
点 击 “ 编 程 ”(Programmer) 选 项 , 在 硬 件 设 置 里 选 择 LPT1, 然 后 选 择 需 要 的 下
载 模 式 及 下 载 所 需 文 件 即 可 实 现 下 载 验 证 了 。
下 载 板 支 持 两 种 下 载 模 式 :
1) 当 下 载 模 式 选 择 开 关 拔 向 右 边 时 , 模 式 选 择 JTAG, 添 加 后 缀 名 为 sof 的
配 置 文 件 , 实 验 装 置 自 动 对 芯 片 进 行 配 置 。 配 置 完 成 后 , 即 可 以 进 行 实 验 验 证 了 。
这 种 方 式 在 系 统 掉 电 后 再 次 验 证 时 需 要 重 载 。
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2) 当 下 载 模 式 选 择 开 关 拔 向 左 边 时 , 模 式 选 择 Active Serial Programming,
并 且 要 在 器 件 指 定 菜 单 选 项 里 除 了 指 定 使 用 的 FPGA 芯 片 ( 如 EP1C6Q240C8)
外 , 还 要 在 Device & Pin Option… 选 项 里 指 定 配 置 器 件 (Configuration device)
为 EPCS1 为 有 效 ( 复 选 框 前 打 勾 ), 此 时 重 编 译 可 生 成 所 需 要 的 所 有 文 件 。 添 加
后 缀 名 为 pof 的 编 程 文 件 , 即 可 实 现 编 程 验 证 了 。 这 种 方 式 在 系 统 掉 电 后 再 次 验
证 时 不 需 要 重 载 。
另 外 , 下 载 板 提 供 了 一 个 专 用 下 载 接 口 。 可 在 使 用 专 用 下 载 电 缆 时 使 用 。
2.2.2 A/D、D/A 转 换 器
A/D 转 换
图 2-32 A/D 转 换 模 块 原 理 图
电 路 如 图 2-32 所 示 , 本 模 块 采 用 的 是 TLC5510。TLC5510 是 美 国 德 州 仪
器 (TI) 公 司 生 产 的 8 位 半 闪 速 结 构 模 数 转 换 器 , 它 采 用 CMOS 工 艺 制 造 , 可
提 供 最 小 20MSPS 的 采 样 率 。 可 广 泛 用 于 数 字 TV、 医 学 图 像 、 视 频 会 议 、 高 速
数 据 转 换 以 及 QAM 解 调 器 等 方 面 。 由 于 TLC5510 不 仅 具 有 高 速 的 A/D 转 换 功
能 , 而 且 还 带 有 内 部 采 样 保 持 电 路 , 从 而 大 大 简 化 了 外 围 电 路 的 设 计 ; 同 时 , 由
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于 其 内 部 带 有 了 标 准 分 压 电 阻 , 因 而 可 以 从 +5V 的 电 源 获 得 2V 满 刻 度 的 基 准
电 压 。
本 模 块 的 模 拟 输 入 信 号 、 时 钟 采 样 信 号 及 数 据 使 能 输 出 信 号 未 连 接 主 板 , 提
供 三 个 连 接 端 口 , 既 可 以 作 为 单 片 机 的 功 能 扩 展 部 件 , 也 可 由 可 编 程 芯 片 FPGA
控 制 , 作 为 可 编 程 模 块 的 模 数 转 换 接 口 。 数 据 线 已 与 总 线 相 连 。
为 保 护 模 块 不 至 损 坏 , 增 加 了 模 拟 输 入 保 护 电 路 , 使 输 入 电 压 不 超 过 2.5V。
TLC5510 的 内 部 逻 辑 结 构 如 图 2-33 所 示 。
图 2-33 AD7822 内 部 逻 辑 结 构 框 图
TLC5510 工 作 时 序 如 图 2-34 所 示 。 从 时 序 图 可 以 看 出 , 第 一 次 采 样 数 据
转 换 结 束 需 要 2.5 个 采 样 周 期 , 可 进 行 连 续 采 样 直 接 读 取 转 换 结 果 。
图 2-34 AD7822 上 电 的 时 序 图
D/A 转 换
电 路 如 图 2-35 所 示 ,D/A 模 块 采 用 的 是 双 路 8 位 电 压 输 出 DA 转 换 器
TLC7528, 工 作 电 压 5V~15V, 输 出 电 压 0V~2×255/256×VrefV。
此 模 块 的 片 选 信 号 CS 、 写 信 号 WR 及 通 道 选 择 信 号 DACA/DACB 未 连 接 主
板 , 提 供 三 个 连 接 端 口 , 既 可 以 作 为 单 片 机 的 功 能 扩 展 部 件 , 也 可 由 可 编 程 芯 片
FPGA 控 制 , 作 为 可 编 程 模 块 的 模 拟 量 输 出 口 。 数 据 线 已 与 总 线 相 连 。 其 参 考 电
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压 由 外 部 电 路 提 供 , 可 使 用 主 板 提 供 的 2.5V 参 考 电 压 源 。
图 2-35 DA 转 换 模 块 原 理 图
TLC7528 内 部 逻 辑 结 构 如 图 2-36 所 示 。
图 2-36 TLC7528 内 部 逻 辑 结 构 框 图
TLC7528 的 操 作 时 序 如 图 2-37 所 示 。
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图 2-37 TLC7528 的 操 作 时 序
2.2.3 存 储 器
128KB×8 的 SRAM628128, 直 接 与 FPGA 相 连 , 作 为 其 存 储 器 , 配 合 FPGA
使 用 。 需 要 的 时 候 , 单 片 机 模 块 也 可 通 过 可 编 程 模 块 调 用 它 , 扩 展 成 为 单 片 机 模
块 的 外 部 数 据 存 储 器 。
2.3 输 入 输 出 功 能 扩 展 模 块
2.3.1 通 信 接 口
本 实 验 装 置 为 用 户 提 供 了 丰 富 的 接 口 资 源 , 除 了 专 门 作 为 ADuC831 单 片 机
在 线 调 试 和 下 载 程 序 的 UART 串 行 口 外 , 还 扩 展 了 RS485、RS232 和 CAN 通 信
接 口 。
CAN 通 信 接 口 电 路 如 图 2-38 所 示 , 采 用 的 是 SJA1000 通 信 芯 片 , 并 由
PCF82C250 驱 动 ,CAN_ CS 片 选 信 号 由 CPLD 译 码 产 生 , 数 据 的 读 写 通 过 单 片
机 的 RD 、WR 读 写 信 号 与 ALE 信 号 控 制 , 接 口 为 标 准 的 DB9 口 。
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图 2-38 CAN 通 信 接 口 原 理 图
由 于 ADuC831 在 线 调 试 时 占 用 了 UART 接 口 , 因 此 , 系 统 又 扩 展 了 一 个
RS232/RS485 接 口 供 用 户 使 用 , 电 路 如 图 2-39 所 示 。
RS232 和 RS485 接 口 分 别 使 用 MAX232 和 MAX487 驱 动 的 , 并 且 由 波 动 开
关 S1 选 择 选 通 , 见 实 物 图 , 当 S1 拨 到 下 边 时 , 选 通 RS232; 相 反 拨 到 上 边 则 选
择 RS485 接 口 。
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图 2-39 RS232/RS485 串 行 接 口 原 理 图
RS485、RS232 和 CAN 共 用 了 同 一 个 DB9 口 , 接 线 如 图 2-40 所 示 。
2.3.2 LCD 液 晶 显 示
图 2-40 通 信 口 接 线 图
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图 2-41 LCD 显 示 原 理 图
LCD12864 液 晶 显 示 器 可 显 示 标 准 字 符 、 图 形 及 用 户 所 需 要 的 特 殊 字 符 。 电
路 原 理 如 图 2-41 所 示 。
LCD12864 各 引 脚 功 能 见 表 15。
表 15 LCD12864 引 脚 功 能
VEE 是 液 晶 的 驱 动 电 压 , 通 过 调 节 RW3 电 位 器 可 以 调 节 显 示 的 亮 度 。FS
是 字 符 选 择 位 , 可 以 通 过 跳 线 端 子 选 择 , 当 跳 线 端 子 连 接 下 边 即 接 低 电 平 时 , 选
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择 8X8 字 符 ; 当 跳 线 端 子 连 接 上 面 即 接 高 电 平 时 , 选 择 8X6 字 符 。C/D 是 寄 存
器 选 择 信 号 , 连 接 至 A0(H: 选 择 数 据 寄 存 器 ,L: 选 择 指 令 寄 存 器 ),RD 、WR
连 接 读 写 控 制 信 号 ,CE 是 片 选 使 能 信 号 , 由 CPLD 地 址 译 码 输 出 控 制 ,RESET
与 系 统 复 位 信 号 相 连 。
具 体 指 令 和 字 库 见 附 录 3 及 附 录 4。
2.3.3 LED 数 码 管 显 示
图 2-42 LED 七 段 数 码 管 显 示 原 理 图
电 路 如 图 2-42 所 示 , 实 验 装 置 上 设 有 8 只 共 阳 极 七 段 数 码 管 及 驱 动 电 路 ,
显 示 采 用 动 态 扫 描 方 式 。 七 段 数 码 管 显 示 电 路 不 含 译 码 部 分 , 用 户 使 用 时 将 译 码
后 的 8 位 输 出 a~h 依 次 接 到 驱 动 芯 片 9~2 引 脚 ,8 只 数 码 管 共 数 据 线 , 通 过 片
选 可 以 分 别 显 示 。 七 段 数 码 管 字 形 段 码 表 见 表 16。
表 16 共 阳 极 七 段 数 码 管 字 形 段 码 表
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2.3.4 4×4 矩 阵 键 盘 输 入
图 2-43 矩 阵 键 盘 原 理 图
电 路 如 图 2-43 所 示 。 键 盘 矩 阵 输 入 电 路 采 用 行 列 扫 描 法 实 现 。 将 行 线 接 输
出 口 , 列 线 接 到 输 入 口 , 采 用 列 扫 描 法 , 先 将 某 一 行 输 出 为 低 电 平 , 其 它 行 输 出
为 高 电 平 , 用 输 入 口 来 查 询 列 线 上 的 电 平 , 逐 次 读 入 列 值 , 如 果 行 线 上 的 值 为 0
时 , 列 线 上 的 值 也 为 0, 则 表 明 有 按 键 按 下 。 否 则 , 接 着 读 入 下 一 列 , 直 到 找 到
该 行 有 按 下 的 键 为 止 。 如 该 行 没 有 找 到 有 按 键 按 下 , 就 按 此 方 法 逐 行 找 下 去 , 直
到 扫 描 完 全 部 的 行 和 列 。
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2.3.5 十 六 进 制 拨 码 盘
图 2-44 十 六 进 制 拨 码 盘 原 理 图
图 2-45 十 六 进 制 拨 码 盘 实 物 图
十 六 进 制 拨 码 盘 电 路 如 图 2-44 所 示 。16 位 输 出 引 脚 已 连 接 至 FPGA 插 座 ,
可 为 FPGA 模 块 提 供 数 字 输 入 。 图 2-45 为 十 六 进 制 拨 码 盘 实 物 图 。 盘 面 中 间 有
一 可 调 节 旋 钮 , 对 应 刻 度 为 0~9、A~F。 使 用 时 , 拨 动 旋 钮 的 指 针 指 向 某 一 刻
度 , 则 与 拨 码 盘 相 连 的 8、4、2、1 四 个 引 脚 依 次 由 高 到 低 地 输 出 该 刻 度 的 十 六
进 制 编 码 值 。 例 如 , 当 指 针 指 向 5 时 , 四 个 引 脚 输 出 “0101”。
2.3.6 LED 指 示 灯
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图 2-46 LED 指 示 灯 原 理 图
图 2-47 LED 指 示 灯 原 理 图
主 板 左 下 方 有 16 个 LED 指 示 灯 , 其 中 上 面 8 个 LED 指 示 灯 FLED0~FLED7
输 入 直 接 与 FPGA 插 座 引 脚 相 连 , 可 由 FPGA 模 块 输 出 引 脚 直 接 驱 动 , 电 路 如
图 2-46 所 示 , 输 入 高 电 平 时 相 应 指 示 灯 被 点 亮 。 下 面 一 排 的 8 个 LED 指 示 灯
LED0~LED7 输 入 与 总 线 相 连 , 作 为 系 统 扩 展 接 口 , 其 地 址 选 通 由 CPLD 地 址
译 码 控 制 , 电 路 如 图 2-47 所 示 , 输 入 低 电 平 时 相 应 指 示 灯 被 点 亮 。
2.3.7 拨 动 开 关 输 入
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图 2-48 拔 动 开 关 原 理 图
电 路 如 图 2-48 所 示 。 实 验 装 置 的 左 下 方 设 有 8 个 拨 动 开 关 SW1~SW8, 开
关 向 上 拨 输 出 低 电 平 , 开 关 向 下 拔 输 出 高 电 平 。 输 出 已 接 到 主 控 芯 片 , 作 为 系 统
扩 展 接 口 , 其 地 址 选 通 由 CPLD 地 址 译 码 控 制 , 也 可 通 过 插 孔 引 出 供 FPGA 使
用 。
2.3.8 按 钮 开 关 输 入
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图 2-49 按 钮 开 关 原 理 图
电 路 如 图 2-49 所 示 。 实 验 装 置 左 下 方 设 有 8 个 按 钮 开 关 AIN0~AIN7, 开
关 按 下 输 出 高 电 平 , 反 之 输 出 低 电 平 。 输 出 已 接 到 FPGA 插 座 引 脚 供 FPGA 使
用 。 也 可 通 过 引 出 插 孔 , 供 系 统 使 用 。
2.3.8 RTC 时 钟
RTC 模 块 使 用 的 是 实 时 时 钟 / 日 历 芯 片 PCF8563。
特 点 : 可 编 程 的 时 钟 输 出 (32.768kHz,1024Hz,32Hz 和 1Hz)、 开 放 的 中 断 输
出 、 地 电 压 监 测 器 、 所 有 的 地 址 和 数 据 信 号 都 是 通 过 连 续 双 向 的 I2C 总 线 传 输 的
( 读 地 址 :A3H、 写 地 址 :A2H)、 最 快 传 输 速 度 能 达 到 400kbits/s、 地 址 寄 存 器
随 着 读 写 信 号 自 动 递 增 。
内 部 功 能 模 块 如 图 2-50 所 示 。
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图 2-50 PCF8563 功 能 模 块 图
电 路 如 图 2-51 所 示 , 其 中 ,SCL、SDA 引 脚 已 连 接 至 总 线 及 系 统 扩 展 端 子
上 , 可 以 单 片 机 输 出 引 脚 控 制 。 具 体 的 I2C 总 线 通 信 参 见 ADuC831 部 分 相 关 介 绍 。
图 2-51 RTC 模 块 原 理 图
2.4 基 本 工 具 模 块
2.4.1 电 源 保 护 电 路
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图 2-52 电 源 保 护 电 路 实 物 图
图 2-53 电 源 保 护 电 路 框 图
电 源 保 护 电 路 主 要 由 可 控 电 源 稳 压 器 、 电 流 采 样 与 差 动 放 大 、 比 较 器 、 电 压
监 测 等 几 部 分 电 路 组 成 。 装 置 电 流 经 采 样 电 阻 得 到 的 信 号 , 经 差 动 放 大 电 路 放 大
后 送 至 比 较 器 , 实 现 过 流 保 护 。 调 节 Rw4 可 以 调 整 比 较 器 的 门 限 电 压 , 即 可 改
变 实 验 装 置 保 护 电 流 的 设 定 值 。 图 2-53 中 , 过 、 欠 电 压 保 护 电 路 分 别 采 用 专 用
电 压 监 测 芯 片 实 现 , 只 要 根 据 实 际 工 作 需 要 调 节 电 位 器 Rw2 和 Rw1, 即 可 确 定
实 验 装 置 的 正 常 工 作 电 压 范 围 , 一 旦 电 压 超 出 范 围 , 保 护 电 路 即 动 作 , 切 断 电 源 。
当 实 验 装 置 接 通 220V 交 流 电 源 时 , 需 首 先 按 下 “ 复 位 ” 键 , 电 源 电 路 开 始
供 电 ,“ 电 源 ” 指 示 灯 亮 。 如 果 工 作 中 出 现 过 流 、 过 压 或 欠 压 等 异 常 情 况 , 电 源
保 护 电 路 动 作 , 切 断 电 源 ,“ 电 源 ” 指 示 灯 灭 ,“ 故 障 ” 指 示 灯 亮 。 待 到 故 障 排 除
后 , 再 次 按 下 “ 复 位 ” 键 后 , 电 源 电 路 再 开 始 供 电 , 否 则 电 源 电 路 将 始 终 保 持 在
切 断 电 源 的 状 态 。
2.4.2 电 压 表 头
48

图 2-54 电 压 表 头 实 物 图
电 压 表 头 电 路 的 主 要 功 能 是 测 量 并 显 示 待 测 信 号 的 对 地 电 压 值 大 小 。 待 测 信
号 从 插 孔 “ 电 压 输 入 ” 进 入 , 与 电 路 中 设 定 的 参 考 电 压 比 较 后 , 通 过 三 位 半 数 码
管 显 示 出 来 。 本 电 路 的 电 压 测 量 范 围 为 ±0~20V, 固 定 小 数 点 位 置 在 第 二 位 数
码 管 后 面 。 在 测 量 范 围 内 , 第 一 位 数 码 管 显 示 待 测 信 号 对 地 电 压 值 的 正 负 符 号 ,
负 值 显 示 “-” 号 , 正 值 不 显 示 。 当 信 号 电 压 值 超 出 量 程 , 数 码 管 显 示 1 或 者 -
1 表 示 溢 出 。
2.4.3 脉 冲 发 生 器 和 逻 辑 状 态 显 示
图 2-55 脉 冲 发 生 器 和 逻 辑 状 态 显 示 实 物 图
脉 冲 发 生 器 可 以 产 生 脉 冲 信 号 序 列 , 脉 冲 的 频 率 在 1.5K~30K 范 围 内 可 调 ,
调 节 “ 频 率 调 节 旋 钮 ” 可 以 改 变 脉 冲 的 频 率 , 脉 冲 信 号 从 插 孔 “ 脉 冲 输 出 ” 引 出 。
49

在 使 用 脉 冲 信 号 序 列 时 , 通 过 设 置 “ 脉 冲 设 定 ” 微 动 开 关 的 状 态 , 可 以 选 择 一 次
输 出 的 脉 冲 数 , 一 次 输 出 的 脉 冲 为 1~15 个 。“ 脉 冲 设 定 ” 微 动 开 关 设 置 的 是 四
位 二 进 制 数 。 设 置 好 “ 脉 冲 设 定 ” 微 动 开 关 后 , 按 下 “ 多 脉 冲 ” 按 键 , 即 可 一 次
输 出 所 需 的 脉 冲 序 列 。 如 果 需 要 输 出 单 一 脉 冲 , 每 按 一 次 “ 单 脉 冲 ” 键 , 从 “ 脉
冲 序 列 ” 插 孔 输 出 一 个 单 脉 冲 。
逻 辑 状 态 显 示
逻 辑 状 态 显 示 可 以 测 试 逻 辑 状 态 并 显 示 。 在 测 试 逻 辑 状 态 前 , 需 先 选 择 被 测
试 的 电 平 , 将 “ 电 平 选 择 ” 开 关 拨 到 “TTL” 或 “CMOS” 状 态 位 置 。
将 需 测 试 的 逻 辑 信 号 接 到 “ 逻 辑 输 入 ” 插 孔 , 如 果 逻 辑 信 号 为 高 电 平 , 则 “ 电
平 ” 指 示 灯 亮 ; 如 果 逻 辑 信 号 为 低 电 平 , 则 “ 电 平 ” 指 示 灯 熄 灭 ; 如 果 逻 辑 信 号
为 高 阻 状 态 , 则 “ 高 阻 ” 指 示 灯 亮 ; 如 果 逻 辑 信 号 状 态 在 变 化 , 则 “ 脉 冲 ” 指 示
灯 亮 。 如 果 将 “ 记 忆 ” 微 动 开 关 置 于 “ON” 状 态 。
当 逻 辑 状 态 显 示 电 路 作 为 电 平 测 量 工 具 使 用 时 , 外 部 信 号 从 插 孔 “ 逻 辑 输 入 ”
送 入 。 若 输 入 逻 辑 为 ‘1’ 时 ,“ 电 平 ” 指 示 灯 亮 , 逻 辑 ‘0’ 时 灯 暗 ; 若 输 入 为
高 阻 , 则 “ 高 阻 ” 指 示 灯 亮 , 否 则 为 暗 。【 非 记 忆 】 状 态 下 ,“ 脉 冲 ” 指 示 灯 跟 随
输 入 信 号 闪 动 ;【 记 忆 】 状 态 下 , 只 要 检 测 到 有 脉 冲 输 入 ,“ 脉 冲 ” 指 示 灯 即 亮 起 ,
直 到 手 动 清 零 灭 掉 。
按 下 “ 清 零 ” 键 , 三 个 指 示 灯 皆 灭 , 电 路 恢 复 初 始 状 态 。
2.4.4 单 脉 冲 发 生 器
图 2-56 单 脉 冲 电 路 原 理 图
单 脉 冲 电 路 由 按 键 和 消 抖 电 路 组 成 , 每 按 一 次 键 产 生 一 个 单 脉 冲 。 主 板 上 有
有 两 个 单 脉 冲 的 输 出 插 孔 , 分 别 标 为 上 升 沿 和 下 降 沿 , 即 为 负 脉 冲 和 正 脉 冲 。 电
路 如 图 2-56 所 示 。
2.4.5 可 调 电 压 及 参 考 电 源 输 出
50

图 2-57 可 调 电 位 器 及 参 考 电 源
电 路 如 图 2-57 所 示 。 可 调 电 位 器 电 路 用 于 产 生 可 调 模 拟 量 输 出 , 将 VIN
端 接 入 +5V 即 可 在 VO 端 产 生 0~+5V 的 可 调 电 压 供 系 统 使 用 。 参 考 电 源 输 出 由
LM317 集 成 三 端 稳 压 器 产 生 , 通 过 调 节 RW9 可 输 出 所 需 要 的 电 压 , 出 厂 时 调 节
为 2.5V。
第 三 章 单 片 机 /ISP 综 合 设 计 实 验 软 件 开 发 平 台
3.1 快 速 启 动 QuickStart 开 发 系 统 简 介
快 速 启 动 开 发 系 统 是 一 个 功 能 全 面 、 价 格 低 廉 的 开 发 工 具 包 , 能 够 支 持
ADuC831。 系 统 包 括 了 以 下 功 能 :
8051 汇 编 器
ADuC831 软 件 模 拟 器
ADuC831 下 载 器
ADuC831 在 线 调 试 器 等
3.2 QuickStart 的 安 装
安 装 步 骤 :
将 QuickStart 光 盘 放 入 CD-ROM 驱 动 器 , 双 击 SETUP 图 标 ;
按 照 安 装 指 南 的 指 示 , 将 QuickStart 安 装 到 计 算 机 中 ;
为 了 方 便 和 简 单 起 见 , 最 好 安 装 在 缺 省 位 置 C:\AduC;
51

安 装 成 功 后 , 相 应 的 硬 盘 中 将 有 如 下 的 文 件 和 目 录 :ADSim,ASM51,
DebugV2,WASP,Aspire 等 。
3.3 编 辑 程 序
由 于 本 环 境 未 有 编 辑 界 面 , 可 使 用 任 何 文 本 编 辑 器 进 行 程 序 的 编 辑 , 如 选 择
写 字 板 等 。
汇 编 程 序 的 编 译 : 在 ADuC 子 目 录 下 , 双 击 ASM51 图 标 , 在 出 现 的 DOS
窗 口 中 , 输 入 所 需 编 译 程 序 的 路 径 和 文 件 名 。 例 如 : 要 编 译 文 件 的 路 径 为 :
C:\ADuC\code\blink.asm, 只 需 输 入 “code\blink.asm”, 当 输 入 其 它 驱 动 器 中 文 件
时 应 输 入 驱 动 器 号 , 下 图 给 出 一 个 示 例 。
图 3-1 汇 编 程 序 编 译 窗 口
编 译 器 显 示 “ASSEMBLY COMPLETE,0 ERRORS FOUND”, 表 示 程 序 编 译 通 过 ,
并 生 成 十 六 进 制 文 件 和 列 表 文 件 ( 如 blink.hex, blink.lst), 原 汇 编 程 序 保 持 不 变 。
调 试 步 骤 :
将 ADuC831 的 PSEN 接 低 电 平 , EA 接 高 电 平 运 行 片 内 程 序 ;
用 RS-232 串 行 接 口 电 缆 接 PC 机 的 COM1 到 用 户 板 ;
给 用 户 板 上 电 ;
按 下 用 户 板 上 的 复 位 键 ;
在 PC 机 的 开 始 菜 单 中 选 择 Programs/ADuC/DeBugV2 将 出 现 下 面 窗 口 ,
52

图 3-2 AduC 调 试 器 DeBugV2 窗 口
点 击 OK 关 闭 出 现 的 窗 口 , 按 照 向 导 完 成 调 试 环 境 的 设 置 。
当 出 现 选 择 文 件 这 一 步 时 , 可 直 接 输 入 列 表 文 件 或 点 击 浏 览 键 选 择 所 需 的 列
表 文 件 , 如 下 图 所 示 。
图 3-3 列 表 文 件 选 择 窗 口 接 着 只 需 点 击 NEXT 键 即 可 。 直 到 最 后 有 两 个 应 用
程 序 窗 口 出 现 在 屏 幕 上 : 一 个 是 Session 窗 口 , 另 一 个 是 程 序 列 表 窗 口 。 若 未 出
现 程 序 列 表 窗 口 , 则 可 以 从 View 的 下 拉 菜 单 中 选 择 Program, 即 可 出 现 。 如 图
所 示 :
53

图 3-4 程 序 列 表 窗 口
可 以 从 View 的 下 拉 菜 单 中 选 择 Memory/SFRs 查 看 片 内 的 特 珠 功 能 寄 存 器 。
点 击 Target 下 拉 菜 单 中 的 Download Program, 把 程 序 下 载 到 ADuC831 中 。
在 程 序 列 表 窗 口 中 双 击 某 一 行 , 可 在 此 处 设 置 一 个 断 点 , 该 行 右 端 出 现 一 个 红 色
圆 点 , 表 示 设 置 成 功 。
点 击 Target 下 拉 菜 单 中 的 Run Download Program, 这 时 从 开 始 处 运 行 程 序 ,
屏 幕 上 将 会 出 现 运 行 信 息 。
若 运 行 到 断 点 处 停 止 , 可 点 击 Target 下 拉 菜 单 中 的 Resum, 并 点 击 OK 键 继 续
运 行 程 序 。
调 试 、 运 行 程 序 可 采 用 单 步 F11、 连 续 运 行 F5、 设 置 断 点 全 速 运 行 F11、 继
续 运 行 F8 等 方 式 , 进 行 程 序 调 试 。 调 试 时 可 通 过 打 开 寄 存 器 观 察 窗 口 , 观 察 变
量 的 值 等 手 段 , 判 断 程 序 运 行 是 否 正 常 。
54

附 录 1 FPGA(EP1C6Q240C8) 端 口 引 脚 分 配 表
实 验 板 芯 片 引 连 接 对
连 接 功 能
下 载 板 接 插
标 注 脚 号 象 标 注 说 明
件
P1 100 插 孔 引
未 连 接 PORT2_41
P2 99 出 未 连
未 连 接 PORT2_42
P3 98 接 对 象
未 连 接 PORT2_43
P4 97 未 连 接 PORT2_44
P5 96 未 连 接 PORT2_45
P6 95 未 连 接 PORT2_46
P7 94 未 连 接 PORT2_47
P8 93 未 连 接 PORT2_48
P9 88 未 连 接 PORT2_49
P10 87 未 连 接 PORT2_50
P11 86 未 连 接 PORT2_51
P12 85 未 连 接 PORT2_52
P13 84 未 连 接 PORT2_53
P14 83 未 连 接 PORT2_54
P15 82 未 连 接 PORT2_55
P16 81 未 连 接 PORT2_56
P17 80 未 连 接 PORT2_57
P18 79 未 连 接 PORT2_58
P19 78 未 连 接 PORT2_59
P20 77 未 连 接 PORT2_60
P21 76 未 连 接 PORT2_61
P22 75 未 连 接 PORT2_62
P23 74 未 连 接 PORT2_63
P24 73 未 连 接 PORT2_64
P25 68 未 连 接 PORT2_65
P26 67 未 连 接 PORT2_66
P27 66 未 连 接 PORT2_67
P28 65 未 连 接 PORT2_68
P29 64 未 连 接 PORT2_69
P30 63 未 连 接 PORT2_70
P31 62 未 连 接 PORT2_71
P32 61 未 连 接 PORT2_72
P33 60 未 连 接 PORT2_73
P34 59 未 连 接 PORT2_74
P35 58 未 连 接 PORT2_75
P36 57 未 连 接 PORT2_76
P37 56 未 连 接 PORT2_77
P38 55 未 连 接 PORT2_78
P39 54
未 连 接
PORT2_79
55

P40 53 未 连 接 PORT2_80
P41 50 未 连 接 PORT2_81
P42 49 未 连 接 PORT2_82
P43 48 未 连 接 PORT2_83
P44 47 未 连 接 PORT2_84
P45 46 未 连 接 PORT2_85
P46 45 未 连 接 PORT2_86
P47 44 未 连 接 PORT2_87
P48 43 未 连 接 PORT2_88
P49 42 未 连 接 PORT2_89
P50 41 未 连 接 PORT2_90
P51 158 未 连 接 PORT1_90
P52 159 未 连 接 PORT1_89
P53 160 未 连 接 PORT1_88
P54 161 未 连 接 PORT1_87
P55 162 未 连 接 PORT1_86
P56 163 未 连 接 PORT1_85
P57 164 未 连 接 PORT1_84
P58 165 未 连 接 PORT1_83
P59 166 未 连 接 PORT1_82
P60 167 未 连 接 PORT1_81
P61 168 未 连 接 PORT1_80
P62 169 未 连 接 PORT1_79
P63 170 未 连 接 PORT1_78
P64 173 未 连 接 PORT1_77
28 晶 振 CLK 时 钟 PORT2_9
224 CPLD 与 CPLD 通 讯 线 PORT1_48
23 AN_IN0 AN1 PORT1_16
21 AN_IN1 AN2 PORT1_17
20 AN_IN2 AN3 PORT1_18
19 FPGA 按 AN_IN3 AN4 PORT1_19
18 钮 AN_IN4 AN5 PORT1_20
17 AN_IN5 AN6 PORT1_21
16 AN_IN6 AN7 PORT1_22
15
AN_IN7 AN8 PORT1_23
13 1_1 PORT1_24
14 1_2 PORT1_25
拨 码 盘 1
11 1_4 PORT1_26
12
1_8 PORT1_27
7 拨 码 盘 2 2_1 PORT1_28
8 2_2 PORT1_29
5
2_4 PORT1_30
56

6 2_8 PORT1_31
3 3_1 PORT1_32
4 3_2 PORT1_33
拨 码 盘 3
1 3_4 PORT1_34
2
3_8 PORT1_35
239 4_1 PORT1_36
240 4_2 PORT1_37
拨 码 盘 4
237 4_4 PORT1_38
238
4_8 PORT1_39
236 F_LED0 指 示 灯 0 PORT1_40
235 F_LED1 指 示 灯 1 PORT1_41
234 F_LED2 指 示 灯 2 PORT1_42
LED 发
233 F_LED3 指 示 灯 3 PORT1_43
光 二 极
228 F_LED4 指 示 灯 4 PORT1_44
管
227 F_LED5 指 示 灯 5 PORT1_45
226 F_LED6 指 示 灯 6 PORT1_46
225
F_LED7 指 示 灯 7 PORT1_47
223 D0 数 据 线 0 PORT1_49
222 D1 数 据 线 1 PORT1_50
221 D2 数 据 线 2 PORT1_51
220 数 据 总 D3 数 据 线 3 PORT1_52
219 线 D4 数 据 线 4 PORT1_53
218 D5 数 据 线 5 PORT1_54
216 D6 数 据 线 6 PORT1_55
214
D7 数 据 线 7 PORT1_56
208 地 址 总 A0 地 址 线 0 PORT1_57
206 线 A1 地 址 线 1 PORT1_58
204 A2 地 址 线 2 PORT1_59
202 A3 地 址 线 3 PORT1_60
200 A4 地 址 线 4 PORT1_61
198 A5 地 址 线 5 PORT1_62
196 A6 地 址 线 6 PORT1_63
194 A7 地 址 线 7 PORT1_64
188 A8 地 址 线 8 PORT1_65
186 A9 地 址 线 9 PORT1_66
184 A10 地 址 线 10 PORT1_67
182 A11 地 址 线 11 PORT1_68
181 A12 地 址 线 12 PORT1_69
180 A13 地 址 线 13 PORT1_70
179 A14 地 址 线 14 PORT1_71
178 A15 地 址 线 15 PORT1_72
177
A16 地 址 线 16 PORT1_73
57

176 A17 地 址 线 17 PORT1_74
175 MCU 控 /RD 读 使 能 ( 低 电 平 ) PORT1_75
174 制 线 /WR 写 使 能 ( 低 电 平 ) PORT1_76
143 E_D0 数 据 线 0 PORT2_7
141 E_D1 数 据 线 1 PORT2_8
139 E_D2 数 据 线 2 PORT2_10
138 E_D3 数 据 线 3 PORT2_11
137 E_D4 数 据 线 4 PORT2_12
136 E_D5 数 据 线 5 PORT2_13
135 E_D6 数 据 线 6 PORT2_14
134 E_D7 数 据 线 7 PORT2_15
133 E_A0 地 址 线 0 PORT2_16
132 E_A1 地 址 线 1 PORT2_17
131 E_A2 地 址 线 2 PORT2_18
126 E_A3 地 址 线 3 PORT2_19
125 E_A4 地 址 线 4 PORT2_20
124 RAM 存 E_A5 地 址 线 5 PORT2_21
123 储 器 E_A6 地 址 线 6 PORT2_22
122 E_A7 地 址 线 7 PORT2_23
121 E_A8 地 址 线 8 PORT2_24
120 E_A9 地 址 线 9 PORT2_25
119 E_A10 地 址 线 10 PORT2_26
118 E_A11 地 址 线 11 PORT2_27
117 E_A12 地 址 线 12 PORT2_28
116 E_A13 地 址 线 13 PORT2_29
115 E_A14 地 址 线 14 PORT2_30
114 E_A15 地 址 线 15 PORT2_31
113 E_A16 地 址 线 16 PORT2_32
108 E_RAM_/RD 写 使 能 ( 低 电 平 ) PORT2_33
107 E_RAM_/WR 读 使 能 ( 低 电 平 ) PORT2_34
106
E_RAM_/CS 片 选 ( 低 电 平 ) PORT2_35
58

附 录 2 系 统 地 址 分 配 表
功 能 开 关 k1=1 时 , 系 统 功 能 单 元 按 24 位 地 址 分 配
器 件
地 址 分 配 (A17~A0)
片 内
单 元
地 址 范 围
AT29C010 00 XXXX XXXX XXXX XXXX 64K PROM : 0~0FFFFH
628128 0X XXXX XXXX XXXX XXXX 124K DRAM: 0~01EFFFH
SJA1000 01 1111 0000 XXXX XXXX 256 01F000H~01F0FFH
16C550 01 1111 0001 0000 0XXX 8 01F100H~01F107H
LCD 显 示 器 01 1111 0010 0000 00XX 4 01F200H~01F203H
8LED 数 码 管 段 码 01 1111 0011 0000 0000 1 01F300H
8LED 数 码 管 位 控 01 1111 0100 0000 0000 1 01F400H
拔 动 开 关 01 1111 0101 0000 0000 1 01F500H
LED 发 光 管 01 1111 0110 0000 0000 1 01F600H
4X4 键 盘 01 1111 0111 0000 0000 1 01F700H
扩 展 输 入 输 出 口 01 1111 1000 0000 0000 1 01F800H
Y0 01 1111 1001 0000 0000 1 01F900H
Y1 01 1111 1010 0000 0000 1 01FA00H
Y2 01 1111 1011 0000 0000 1 01FB00H
Y3 01 1111 1100 0000 0000 1 01FC00H
功 能 开 关 k1=0 时 , 系 统 功 能 单 元 按 16 位 地 址 分 配
器 件
地 址 分 配 (A15~A0)
片 内
单 元
地 址 范 围
AT29C010 XXXX XXXX XXXX XXXX 64K PROM : 0~0FFFFH
628128 XXXX XXXX XXXX XXXX 60K DRAM: 0~0EFFFH
SJA1000 1111 0000 XXXXX XXXX 256 0F000H~0F0FFH
16C550 1111 0001 0000 0XXX 8 0F100H~0F107H
LCD 显 示 器 1111 0010 0000 00XX 4 0F200H~0F203H
8LED 数 码 管 段 码 1111 0011 0000 0000 1 0F300H
8LED 数 码 管 位 控 1111 0100 0000 0000 1 0F400H
拔 动 开 关 1111 0101 0000 0000 1 0F500H
LED 发 光 管 1111 0110 0000 0000 1 0F600H
4X4 键 盘 1111 0111 0000 0000 1 0F700H
扩 展 输 入 输 出 口 1111 1000 0000 0000 1 0F800H
Y0 1111 1001 0000 0000 1 0F900H
Y1 1111 1010 0000 0000 1 0FA00H
Y2 1111 1011 0000 0000 1 0FB00H
Y3 1111 1100 0000 0000 1 0FC00H
注 : 对 以 上 器 件 进 行 读 写 操 作 时 必 须 配 合 /WR 和 /RD 控 制 信 号
59

附 录 4 字 符 代 码 表
61