开源慕司板（IAP15L2K61S2）

只看该作者 · 2014-10-26 08:28

本帖最后由 weifengdq 于 2014-10-26 08:37 编辑

演示视频：
http://v.youku.com/v_show/id_XODExMjY3ODY0.html
板载资源：

这是我本科毕业前的一个作品，工作快4个月了，虽然手里焊过调试过的板子没有一千，也有八百了，但，还是自己的看着亲啊！

现在拿出来开源到底，包括PCB、元件库，大家可以随意引用或更改文档、代码、PCB，只需新浪微博@weifengdq即可，不必等待作者同意。

目前完成的资料（只要有点STC89C52的基础就能很快上手，当然但愿对于所有的电子爱好者来说，有点参考价值）有：

手册基本编写完成，目录如下：

IAP15F2K61S2是STC目前主推的单片机，老姚STC官网截图为证：

虽然早就耍过STM32了，但心中总有一个想法：做一块自己的开发板，又恰逢大四下带学弟学妹学单片机，不想索然无味的教，去年电赛的时候了解过STC新推出的IAP15，看中了可仿真、自带复位电路、33.1776MHz的内部时钟，索性就拿来直接教了，虽然我也是第一次用。这样，直到我大学毕业，期间一共画了5版IAP15的板子：

可以看出，从第3版（学校的航模大赛期间画的）开始才基本定型，第5版是修复了第4版的Bug后的定型版。
板上放了500mA.h的聚合物锂电池(自带过充、过放保护电路)，使用海绵胶粘到了电路板上，板子上有TP4057锂电池充电管理芯片和CE8301升压电路（输出5V）：

第4版的时候，电池在断电的时候总是无缘无故的放电，CE8301发热严重，想起学习电力电子时升压电路后面的电容，在第5版中的CE8301后加了个104电容，就好了！

两个摇杆，10个独立按键（仿照天地飞和游戏手柄），可以做什么，你懂的！
程序自适应主时钟：使用内部时钟，可以在下载软件中使用5.5296、6、11.0592、12、18.432、20、22.1184、24、27、30、33.1776MHz的任意频率，默认所有程序运行在最高频率33.1776MHz，但程序是可以自适应主时钟的。
关于IAP15的仿真，2013年8月刚拿到IAP15这个片子时，我死活仿真不到33.1776MHz，还以为是芯片Bug，当时在博客上妄下结论，但到了2014年，一个偶然的机会我才发现，原来使用PL2303只能到6M，使用CH340却是可以仿真到33.1776MHz！困扰了我一年的问题也解决了，后来又发现仿真时串口1切换到P36/P37还可以照常使用！看来永远没有终点，也永远没有完美吧！完美不大会让人体会到喜悦，追求完美会让人很累。

程序编写的基本思想如下图解释，实现1s亮灯一次，一看便知：

可以看出，按键扫描和消抖也用定时器中断来实现了，按键扫描函数中使用了静态变量，通过定时器中断扫描按键和消抖，基本不占用CPU。
程序中大量使用全局变量标志位，每一个任务给一个标志位，在定时器中断中进行调度，在while中执行任务。如演示程序的代码如下：

这样，初始化后的主程序完全没有了ms级的Delay，大大提高了CPU的效率！
关于打游戏那段，是我的大学舍友毕业前用Python花了一个下午写的，包括上下位机的协议制定，都是他完成的！是用串口虚拟按键。

千言万语说不尽，一切尽在代码中！

关于编码器的专题：
其实是很久就有的一些想法，只不过未全部实践过，应该可行：
以M法测速为例（记取一个采样周期Tc内旋转编码器发出的脉冲个数M来算出转速n）的公式为：

采样周期Tc可以用一个定时器中断来实现，单片机对外唯一需要做的是捕获脉冲，而捕获脉冲的方法大体有：

（1）定时器的计数器模式，来一个脉冲计一个数（传统的51单片机都有Timer0、Timer1，STC89C52和IAP15F2K61S2均有Timer2，STC12系列没有Timer2。STM32的定时器有一大堆，不过可以直接配置为正交编码模式）。

（2）外部中断（一般都有INT0、INT1，有的有INT2、INT3等），如STC89C52有INT0、INT1，支持下降沿触发和低电平触发。IAPF2K61S2有INT0~4共5路外部中断，其中INT0和INT1支持上升沿或下降沿均可触发方式和仅下降沿触发方式、INT2、INT3和INT4仅支持下降沿触发模式。

（3）PCA (可编程计数器阵列Programmable Counter Array)脉冲捕获（STC12C5A有2路、STC12C56有4路、STC15F2K有3路。STM32的普通定时器即可实现脉冲捕获）。

使用IAP15F2K61S2的一个定时器做时基定时器测速，剩余的2个定时器计数器+5路外部中断+3路PCA=10路编码器测速，再占用10个IO口可以判断编码器旋转方向。其中INT0、INT1和3路PCA是可以上升沿下降沿均捕获，是可以编码器2倍频的。

那么问题来了：

这样，给10个编码器测速，合适么？小伙伴们可以自由讨论，演示程序使用了定时器1的计数器模式来计数，只记数不中断，这样，避免了CPU频繁中断，另一方面，在作任务调度的时基定时器0的中断中速度也能测出来了！

最后，上传一下上位机软件、演示程序、慕司板PCB文件(Altium Designer)、慕司板用到的元件库、最小系统板(兼容3.3V和5V直插)PCB、慕司板原理图的资料：

lizhibo.rar (2.71 MB)

演示程序v20141025--重要.rar (256.05 KB)

最小系统板.rar (484.5 KB)

weifengdq元件库.rar (35.71 KB)

慕司板（IAP15L2K61S2）原理图.pdf (1015.04 KB)

其余的视频教程、文档、程序源码等放到了度盘：http://pan.baidu.com/s/1hqj8HDi