ATmega单片机小系统板简介.doc

概述 本单片机小系统板为一单元实验板，使用一颗基于AVR构架的ATmega16单片机。ATmega16有16KB的程序存储空间，1KB内部SRAM，512B内置EEPROM。外部共有32个GPIO，一路USART，一路主从SPI，一路I2C，两个8位定时器，一个16位定时器，4通道PWM输出，8路10位AD输入。还有各种丰富的管脚中断和不同的时钟可供使用。 硬件说明 本单片机小系统板的电源输入电压为DC 2.7--5V，科创课程实验建议使用DC 5V。 小系统板上的P1为下载口，可供程序烧录、eeprom数据读写、熔断丝设置。 小系统板上的接插件PB、PC、PD分别对应ATmega16芯片引脚的PB、PC、PD口。PB、PC、PD口是八位数据端口，可作为通用IO口，也可用作第二功能使用，具体请参见datasheet的相关部分。 小系统板上的接插件PA的1-5脚分别连接ATmega16芯片PA口的PA0-PA4，PA0-PA4是AD转换的模拟电压输入端口，也可作为通用IO口使用。 小系统板上的接插件PA的9脚连接ATmega16芯片的Vref ，10脚接地。ATmega16有一个标称值为2.56V的内部基准源，每颗芯片的实际值会有所不同。 ATmega16 PA口的PA5-PA7作为串行数据输出到小系统板上的74HC595上，有二片74HC595驱动4位数码管和4个LED灯。 小系统板上的P2作为串行数据输出总线，可级联74HC595。 小系统板上的四个按钮SW1-4分别连接在ATmega16芯片PC4-7。按钮RST为复位键。 开发环境 推荐的入门开发环境为AVR studio 4 + WinAVR，即使用Atmel的免费IDE AVR studio 4和基于gcc的WinAVR编译器。 软件安装 这两个软件的安装非常简单，双击之后一路回车即可。 官方下载地址： AVR studio 4：/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 WinAVR：/projects/winavr/files/ 课程 FTP://48 也会提供软件包。 新建工程 打开AVR studio，会见到如图1所示对话框，选择New Project。在图2所示对话框中，选择AVR GCC（一定要选，想用汇编的除外），在左边输入工程名，在下面选择文件存放路径，然后直接Finish（路径和文件名不支持中文）。 新建好工程之后第一件事就是要选择芯片型号和时钟频率，点击工具栏中的按钮，出现如图3所示对话框，选择器件ATmega16，输入时钟频率8MHz，优化选择框请选择-00（-00为不优化，如需要选择优化，请注意：主程序和中断服务子程序都使用到的全局变量，需在定义时加关键字volatile）。 加入新文件或加入现有文件都可以在左侧工具栏中操作。 编译请点击按钮，如果在上一次编译以后只修改了头文件，重新编译前请点击按钮（具体请了解gcc的make方式）。 图1 AVR studio初始画面 图2 新建工程名 图3 烧写 烧写下载器是开放实验室提供的PC机并行口下载线，下载软件使用ISPLAY（与51板相同），选择器件ATmega16。 ATmega16芯片振荡器有三种选择，即片内RC振荡器、片外RC振荡器和片外晶体振荡器，振荡器及频率的选择是通过熔断丝位来设置的。出厂时，ATmega16被设置成片内RC振荡，频率为1MHz。本单片机小系统采用片外晶体振荡器，频率为8MHz。 如遇到ATmega16芯片损坏，新的ATmega16需烧写一次熔断丝，我们建议的熔断丝各位参数设置为spine打勾，其余为空。（打勾设置为0，空设置为1，各位的定义可查看datasheet），如图4所示。 操作时先将“只读”框去勾，按“写入”，操作一次即可。 图4 软件入门 GPIO DDRx，PORTx，PINx：x代表哪个口，例如PC口对应的就是DDRC，PORTC，PINC等。其中DDRx控制IO的方向，PORTx控制具体的功能，PINx用来读取IO输入的值。 DDRxn PORTxn 输入/输出 注释 0 0 输入 三态 0 1 输入 上拉 1 0 输出 输出高 1 1 输出 输出低 其中n代表x口中的第几位。注意，AVR中没有sbi和cli等控制单个IO口的指令，因为AVR使用的全功能双向口，使用三个寄存器控制一个port，不需要再使用这种古老的方式。要控制单个IO请使用|=和=的方式。 请仔细阅读ATmega16 datasheet中 的相关内容。 至于其他的寄存器，请同学们在用到哪个部分的时候直接阅读datasheet中有关的部分（通常可以直接阅读那一章的最后，也就是寄存器的部分