基于AVR单片机实验系.doc

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题 目 基于AVR单片机实验系统 学生姓名 黄晶 学 号 系 部 信息与通信工程系 专 业 电子信息工程技术 班 级 710860 指导教师 华大龙 顾问教师 二〇一〇年十月 摘 要 单片机在的应用已是非常普遍的，输出设备显示器可以用液晶显示技术和数码管显示技术。 I/O 口的性能应用有一个全面，系统，清晰的认识。设计任务是要搭建一个AVR单片机实验系统，该实验板除了基本的电路外，应能完成以下实验：LED 显示，数码管显示，按键中断等。 关键词：单片机ATmega16 实验系统 目 录 摘 要 I 第一章 概述 1 第二章 实验设计要求 3 第三章 实验系统方案 5 3.1最小硬件系统 5 3.1.1复位电路 5 3.1.2晶振电路的设计 5 3.1.3时钟电路设计 6 3.1.4电源的设计 6 3.1.5 JTAG仿真接口设计 6 3.2数码管显示 7 3.3 1602字符点阵液晶显示 8 3.4 按键扩展 10 3.5跑马灯控制 11 3.6 AD转换滤波 13 3.7串行外设接口 13 第四章 结语 15 致 谢 16 参考文献 17 附录一电路原理图 18 附录二元器件清单 19 第一章 概述 　ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。（如图1-1） 图1-1 　　ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。 工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作，以降低ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。 ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C语言 编译器、宏汇编、 程序调试器/软件仿真器、仿真器及评估板。 AVR结构具有两个主要的存储器空间：数据存储器空间和程序存储器空间。此外，ATmega16还有EEPROM存储器以保存数据。这三个存储器空间都为线性的平面结构。 ATmega16所有的I/O及外设都被放置于I/O空间。所有的I/O位置都可以通过IN 与OUT指令来访问，在32个通用工作寄存器和I/O之间传输数据。 第二章 实验设计要求 “AVR”单片机实验系统是根据教学要求自主设计开发的实验系统，采用单元电路接口连接开放式设计，结合各类元件设计出新的实验电路。 AVR单片机试验系统能完成以下几类的硬件，软件实验： 1.最小硬件系统 2..数码管显示 3. 1602字符点阵液晶显示 4.键盘扩展 5.跑马灯控制 6. AD转换滤波 7.串行外设接口 第三章 实验系统方案 3.1最小硬件系统 最小硬件系统包括了复位电路、时钟电路、晶振电路、电源电路、JTAG仿真接口等组成。 ATmema16四组8位I/O口（PA、PB、PC、PD）以及JTAG接口均采用了的DC3-10脚插座引出。3.1.1复位电路 Mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可(R6)。为了可靠，再加上一只0.1uF的电容(C13)以消除干扰、杂波。（如图3-1） 重要说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，复位脚可