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ATmega16单片机小系统板简介.doc

1、1. 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。2. 硬件说明1 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。2 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。3 小系统板上的接插件PB、PC、PD分别对应ATmega

2、16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。4 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。5 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。6 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

3、LED灯。小系统板上的P2作为串行数据输出总线,可级联74HC595。7 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。3. 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:WinAVR:课程 FTP:/202.120.39.248 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

4、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 A

5、VR studio初始画面图2 新建工程名图3烧写开放实验室4-101、4-105提供烧写下载器,下载软件使用progisp,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选“0”,其余为“1”。(各位的定义可查看datasheet),如图4所示。操作时只需按“写入”

6、,操作一次即可。点击熔断丝设置区点击写入一次即可 图4 4. 软件入门GPIODDRx,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。DDRxnPORTxn输入/输出注释00输入三态01输入上拉10输出输出高11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 datash

7、eet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)。系统库介绍系统库的目录默认安装在在C:WinAVR-20090306rc1avrinclude,常用的库通常在这个目录下的avr子目录中,所以通常要这样引用“#include ”。要了解每个库的具体内容,请直接打开库文件查看,或查看WinAVR的文档。了解系统库,有助于高效的使用WinAVR编写程序。下面简单介绍一下一些常用库:io.h:定义了所有的寄存器,所以必然要引用的,其实编译器会转到每个单片机特定的库文件去,ATmega16对应的是iom16.h。此库中最重要的是后半部分的中断向量表。interrupt.h:定义了中断服务子函数的宏。中断服务子函数通常像这样写:ISR(TIMER0_OVF_vect)do something第一行括号里的是中断向量,可以在ATmega16 datasheet的中断向量表中查。AVR默认进中断是关全局中断的,请注意。eeprom.h:一些读写内部eeprom的函数。pgmspace.h:一些读写内部flash(程序存储器)的函数。sleep.h、wdt.h等等顾名思义。

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