19:IIC接口; 20:PS/2接口; 21:红外接收头;
22:功能选择和配置插针;
23:4X4矩阵式键盘或4个独立按键; 24:直流电源输入;
此外还有红外二极管(由单片机PWM模块输出信号控制)、USB电源输入接口。
1.2单片机ADuC848
1.2.1 ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号)
详细情况请参考芯片手册。
1、8051-based core、5V供电电压;
2、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序; 3、16位8通道Σ-ΔADC,片内有1.25V参考电压、buffer和PGA; 4、12位电压输出DAC、Dual 16-BIT Σ-Δ DAC;
5、32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte); 6、PLL(12.58 MHz max)(片外只需接32.768kHz晶振); 7、3×16位定时/计数器、看门狗定时器; 8、11中断源(2优先级)、11位堆栈指针; 9、24I/O+8模拟或数字输入;
10、UART、 SPI和I2C、高速115200波特率发生;
11、Power supply monitor、上电复位、Dual 200μA激励电流源。
1.2.2 单片机引脚分布
详见原理图。
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Pin1~4:(P1.0~P1.3)作为矩阵式键盘或独立按键的输入,P1口只能用于输入,默认用于模拟输入,作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0,这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、P0口要作为输入,则应往相应引脚写1。
Pin5、6:AVDD、AGND,模拟电源输入。
Pin7、8:外部参考电压接入,Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考,ADC有1.25V内部参考。
Pin9、10:(P1.4、P1.5)两路AD输入,可做差分输入,需要设置ADC的寄存器。 Pin11、12:(P1.6、P1.7)各200uA激励电流源,可配合RTD等做应用。
Pin13:两路AD输入做普通输入时的电压参考端,AD输入电压不能低于此引脚电压。 Pin14:片内DAC输出。 Pin15:复位引脚。
Pin16、17:单片机RS232接口的RXD(P3.0) TXD(P3.1)。 Pin18:(P3.2) 外部中断0,用于红外接收和PS/2接口。
Pin19:(P3.3)LCD1602,LCD12864A的EN引脚,控制第一位数码管。 Pin20、21:DVDD、DGND数字电源输入。 Pin22:(P3.4)PS/2接口的data信号。
Pin23:(P3.5)LCD1602和LCD12864A的RW。 Pin24:(P3.6)LCD1602和LCD12864A的RS。 Pin25:LCD12864A的CS1。 Pin26:IIC接口时钟信号。 Pin27:IIC接口data信号。
Pin28:(P2.0)SPI接口时钟信号。
Pin29:(P2.1)SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。 Pin30:(P2.2)SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。
Pin31:(P2.3)SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码;P2.0~3也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。
Pin32、Pin33:接外部32.768KHz晶振。
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Pin34、Pin35:DVDD、DGND。 Pin36:(P2.4)LCD12864A的CS2。
Pin37:(P2.5)内部PWM模块输出,控制红外LED。 Pin38:(P2.6)内部PWM模块输出,控制蜂鸣器。
Pin39:(P2.7)内部PWM模块的外部时钟输入(也可以用内部时钟)。 Pin40:EA,低电平有效,正常使用时拉低。
Pin41:PSEN,在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式,可以下载和调试程序。 Pin42:ALE。
Pin47、Pin48:DGND、DVDD。
Pin43、44、45、46、49、50、51、52:P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线,数码管的段码。
1.3 电源模块
电源模块原理图如图1.2所示。
本学习板共有如下3种供电方式:
(1)5V电源适配器供电(开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽)。
将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第1、2脚(插针1下面两脚)接跳线帽,DVDD直接连接到电源适配器输入端,即为5V电源适配器供电模式。
(2)7~12V电源适配器供电(开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽)
将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第2、3脚(插针1上面两脚)接跳线帽,DVDD连接到稳压芯片7805的输出,而7805的输入端连接到电源适配器输入端,即为7~12V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。
(3)USB供电(开关往下拨)。
将开关sw4第1、2脚接通(开关往下拨),电源网络DVDD连接到USB电源输入端。 对DVDD网络和AVDD网络设了测试点,方便调试。测试点具体位置参见附图1。
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1.4 模数/数模转换 1.4.1 模数转换
ADuC848内部有16位ADC,模拟信号输入模块原理图如图1.3所示。
图1.3 模拟信号输入模块
D15和D16为钳位保护二极管,R55为限流保护电阻。其中CONAIN1对应板上的接口5、CONAIN2对应板上的接口6。CONAIN1和CONAIN2的第1、2脚在板上的分布和在原理图上的类似,均为1脚朝上。
模拟信号有两种输入方式:
(1)两路单端输入。把输入信号电压高的一端接到第1脚,电压低的一端接到同一个接口的第2脚。
(2)一路差分输入。把输入信号的两端分别接到CONAIN1和CONAIN2的第1脚。
1.4.2 数模转换
ADuC848内部有12位DAC,并有专门的DA输出引脚。DAC信号输出模块原理图如图1.4
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所示。
图1.4 DAC信号输出模块
本设计对片内DA的输出配置了运放LM358(该运放在单电源情况下对较低电平仍具有很好跟随效果),以增强其驱动能力或对DA输出做适当放大,其中R56和R57的大小决定放大倍数(A=1+R90/R89)。
1.5 RS232串口
串口连接原理图如图1.5所示。
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