AT85DVK-07開發(fā)板：硬件設(shè)計(jì)與應(yīng)用指南

一、引言

作為電子工程師，我們常常需要功能強(qiáng)大且靈活的開發(fā)板來進(jìn)行產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和測試。AT85DVK - 07開發(fā)板就是這樣一款值得關(guān)注的工具，它專為AT85C51SND3Bx微控制器設(shè)計(jì)，能讓開發(fā)者快速開始代碼開發(fā)，適用于多種音頻播放和多媒體應(yīng)用場景。

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二、AT85DVK - 07入門套件概述

2.1 套件內(nèi)容

AT85DVK - 07入門套件包含了豐富的組件，有AT85DVK - 07開發(fā)板V1.0.x、配備Nand Flash內(nèi)存的子板、用于用戶Nand Flash評估的裸PCB子板、USB 2.0高速電纜、USB主機(jī)適配器電纜、預(yù)編程在Nand Flash內(nèi)存中的演示固件，以及用于調(diào)試應(yīng)用的OCD加密狗和目標(biāo)電纜。

2.2 典型應(yīng)用

這款開發(fā)板適用于多種音頻播放場景，如MP3/WMA等音頻播放器、PDA、相機(jī)、手機(jī)的音頻播放器、汽車音頻/多媒體音頻播放器、家庭音頻/多媒體音頻播放器以及卡拉OK等。

2.3 電源系統(tǒng)

該套件支持兩種典型應(yīng)用，根據(jù)電源電壓區(qū)分：

• 極低電壓1.8V系統(tǒng)：播放器在1.8V下運(yùn)行，功耗極低。
• 低電壓3V系統(tǒng)：播放器在3V下運(yùn)行，功耗較低。

三、使用AT85DVK - 07開發(fā)板

3.1 開發(fā)板整體結(jié)構(gòu)

AT85DVK - 07開發(fā)板可以作為獨(dú)立的USB大容量存儲磁盤和主從多格式音頻播放器。其整體結(jié)構(gòu)包含多個(gè)功能單元，下面為大家詳細(xì)介紹。

3.2 電源管理單元

電源管理單元提供三種不同的電源供應(yīng)源，并通過一組焊帶配置“極低電壓1.8V應(yīng)用”或“低電壓3V應(yīng)用”。

• 電池供電：可直接插入單個(gè)AAA電池或AA電池，供電范圍為0.9 - 1.5V。
• 外部電源連接：在固件開發(fā)過程中，可通過連接器J20提供外部電源輸入，輸入范圍為0.9 - 3.0V，但要注意移除電池并防止極性反轉(zhuǎn)。
• USB VBUS供電：AT85C51SND3Bx支持直接連接USB VBUS電源，當(dāng)VBUS存在時(shí)，片上或板上的DC - DC會(huì)禁用，以避免電池功耗，供電范圍為4.4 - 5.5V。
• 電源配置：通過焊帶進(jìn)行電源配置，默認(rèn)配置為“低電壓3V應(yīng)用”?！皹O低電壓1.8V應(yīng)用”使用AT85C51SND3Bx的片上1.8V DC - DC，“低電壓3V應(yīng)用”使用外部板上DC - DC。
• 外部DC - DC替換：為了讓開發(fā)者驗(yàn)證其他外部DC - DC電源解決方案，提供了J19和J22擴(kuò)展連接器，可插入外部3V低電壓DC - DC子板。

3.3 微控制器單元

微控制器單元由AT85C51SND3Bx組件（LQFP100引腳封裝）、12 MHz振蕩器、復(fù)位（RST）和系統(tǒng)編程（ISP）按鈕組成。開發(fā)者可以用ZIF插座替換芯片，按下RST按鈕可進(jìn)行復(fù)位，按下ISP按鈕并釋放RST按鈕可進(jìn)入系統(tǒng)編程引導(dǎo)加載程序。

3.4 遠(yuǎn)程控制單元

遠(yuǎn)程控制單元分為串行遠(yuǎn)程控制單元和并行遠(yuǎn)程控制單元。

• 串行遠(yuǎn)程單元：通過6針連接器J23實(shí)現(xiàn)，共享UART和高速SPI接口，便于與能夠遠(yuǎn)程控制音頻播放器的主機(jī)連接。
• 并行遠(yuǎn)程單元：通過26針連接器J11實(shí)現(xiàn)，共享PSI（8位并行從接口）、UART和高速SPI接口，但要注意并行從接口和顯示接口共享信號，使用時(shí)需斷開板上LCD。

3.5 USB單元

USB單元提供開發(fā)USB V2.0全速和高速設(shè)備以及全速簡化主機(jī)/OTG兼容應(yīng)用所需的硬件，包括USB迷你AB連接器和OTG擴(kuò)展連接器J24，可控制外部VBUS電源為USB設(shè)備供電。

3.6 Nand Flash單元

Nand Flash單元包括標(biāo)準(zhǔn)的Nand Flash內(nèi)存引腳，用戶可自行焊接Nand Flash內(nèi)存，還有J13和J14擴(kuò)展連接器，可插入支持2或4個(gè)Nand Flash內(nèi)存的子板。若板上焊接了Nand Flash內(nèi)存，需進(jìn)行硬件配置以避免沖突。

3.7 MMC/SD單元

MMC/SD單元有一個(gè)單卡插槽，可直接插入MMC、RSMMC和SD卡。同時(shí)，J31和J32擴(kuò)展連接器可用于訪問P2備用I/O或插入其他插槽。

3.8 音頻輸入單元

音頻輸入單元由駐極體麥克風(fēng)單元和3.5mm立體聲輸入插孔J3組成。

3.9 音頻輸出單元

音頻輸出單元有2個(gè)立體聲3.5mm插孔J7和J8，可選擇片上音頻編解碼器（帶可選板上耳機(jī)放大器）和板上音頻DAC輸出。J5和J9擴(kuò)展連接器可用于插入替換板上耳機(jī)放大器或板上音頻DAC的子板，但要注意相關(guān)焊帶需保持?jǐn)嚅_以避免短路。在極低電壓應(yīng)用中，需配置外部放大器。

3.10 FM接收器單元

FM單元通過J1和J2擴(kuò)展連接器讓用戶插入FM接收器子板，但使用P4.3:0 I/O端口控制FM接收器芯片時(shí)，板上DAC不能使用。

3.11 顯示單元

顯示單元是一個(gè)128x64單色像素LCD，可通過J11連接器插入其他LCD子板，但插入前需斷開板上LCD。

3.12 鍵盤單元

鍵盤單元是一個(gè)3x4鍵矩陣，包括一個(gè)4向迷你操縱桿和電源鍵，J10和J30擴(kuò)展連接器可用于插入特定按鍵的子板，不過用戶的鍵盤布局需符合可用的矩陣配置。

3.13 片上調(diào)試單元

片上調(diào)試（OCD）單元通過10針或6針連接器J26連接OCD加密狗，可使用Keil集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試固件。

3.14 功耗測量

為方便測量電源功耗，板上有4個(gè)跳線：J37用于監(jiān)測VBUS電源和大容量存儲功耗；J36用于監(jiān)測AT85C51SND3Bx HVDD電源功耗；J38用于監(jiān)測AT85C51SND3Bx LVDD電源功耗；J39用于監(jiān)測板上VDD電源（LVDD或HVDD）功耗。移除SE31焊帶可消除與LED電源相關(guān)的非顯著功耗。

3.15 USB存儲設(shè)備連接

可使用“Mini A到插座A USB電纜”將USB存儲設(shè)備連接到AT85DVK - 07開發(fā)板，同時(shí)需將外部5V受控VBUS電源連接到J24，通過UVCON信號控制VBUS電源。

3.16 Nand Flash板擴(kuò)展

Nand Flash裸PCB方便用戶進(jìn)行新Nand Flash測試，AT85C51SND3Bx Nand Flash驅(qū)動(dòng)支持最多4個(gè)Nand Flash，擴(kuò)展板可配置為單CE或雙CE Nand Flash內(nèi)存操作。

四、技術(shù)規(guī)格

4.1 系統(tǒng)單元

• 物理尺寸：L = 120 x W = 120 x H = 25 mm
• 重量：100 g

4.2 工作條件

• 電壓供應(yīng)：1.5V單電池元件、USB VBUS或外部電源（可替代電池）

五、開發(fā)板勘誤列表

5.1 版本V1.0.0

• 板載3V DC - DC啟動(dòng)問題：上電后DC - DC無法正常維持。解決方法是不使用外部DC - DC，通過USB電纜為開發(fā)板供電。
• 麥克風(fēng)輸入直流去耦問題：麥克風(fēng)和MICIN輸入之間缺少去耦電容。解決方法是在麥克風(fēng)和MICIN輸入之間添加1uF電容（進(jìn)行布局切割）。
• 外部DAC與SPI/SIO接口沖突問題：外部DAC由SPI/SIO線控制，SPI_CSB線斷言時(shí)，SPI_DOUT線會(huì)干擾SPI或SIO傳輸。解決方法是隔離SPI DAC控制線（進(jìn)行布局切割）。
• LCD在1.8V下顯示穩(wěn)定性問題：在1.8V下運(yùn)行時(shí)，顯示會(huì)閃爍（LCD電荷泵問題），暫無解決方法。

5.2 版本V1.0.1

LCD在1.8V下顯示穩(wěn)定性問題與V1.0.0版本相同，暫無解決方法。

六、技術(shù)支持

如果在使用過程中遇到技術(shù)問題，可通過以下兩種方式報(bào)告：

• 電子郵件：發(fā)送至mcu@atmel.com
• 網(wǎng)站：訪問http://support.atmel.no/bin/customer

報(bào)告問題時(shí)，需提供公司名稱、產(chǎn)品名稱、問題簡短描述、詳細(xì)問題描述等信息，同時(shí)根據(jù)問題類型提供固件、硬件、工具、音頻文件、圖片文件等相關(guān)信息。

AT85DVK - 07開發(fā)板為電子工程師提供了一個(gè)功能豐富、靈活的開發(fā)平臺，適用于多種音頻和多媒體應(yīng)用的開發(fā)。在使用過程中，我們要注意開發(fā)板的各種特性和可能出現(xiàn)的問題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)。大家在使用這款開發(fā)板時(shí)，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。