AT-mega系列单片机原理及应用第8章-ATmega-硬件和实用程序课件.ppt
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- AT mega 系列 单片机 原理 应用 ATmega 硬件 实用程序 课件
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1、本章内容:本章内容:本章包括I/O接口、定时器、频率、相位角测量程序、RTC4553和DS1302时钟程序、AD和DA转换程序、键盘、电容分相补偿、数码管和LCD显示程序等,还介绍ATIT022B电能检测芯片、MAX125多路同步采样芯片、TEA1622P通用开关电源芯片等部分常见的硬件。1、实验要求及步骤 本实验是使用键盘控制LED的闪烁次序。按下S1,LED由低位向高位闪烁;按下S2,LED由高位向低位闪烁。所用元件包括ATmega16、ISP、电源、面包板、LED 8只、开关2只、电阻及实验线若干。要求熟悉PC机(AtmanAVR编译环境),然后对LED显示电路及键盘输入电路进行软硬件设
2、计。8.1 ATmega I/O 8.1 ATmega I/O 接口实验接口实验 实验步骤如下实验步骤如下:(1 1)进入)进入AtmanAVRAtmanAVR编译环境进行程序设计与编译环境进行程序设计与调试;调试;(2 2)按编程时设定的接口进行原理图的绘制)按编程时设定的接口进行原理图的绘制及电路板的制作;及电路板的制作;(3 3)用)用ISPISP下载程序并验证,若与实验要求不下载程序并验证,若与实验要求不符,回到步骤符,回到步骤1 1。2 2、设计电路图和相应的电路、设计电路图和相应的电路只有通过足只有通过足够的实验和够的实验和仿真实验操仿真实验操作,才能得作,才能得到应有的实到应有的
3、实际动手能力际动手能力培养和更好培养和更好的掌握书本的掌握书本知识。知识。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:26-Jul-2007Sheet of File:F:ATmega 单片机C语言教程 编书ATmega 单片机编书ATmag图第8章图单片机图.ddbDrawn By:AGND28X18X27RESET4PD2(INT0)11PD3(INT1)12PD4(OC1B)13PD5(OC1A)14PB0(T0)40PB1(T1)41PB2(AIN0)42PB3(AIN1)43PB4(SS)44PB5(MOSI)1PB6(MISO)
4、2PB7(SCK)3(ADC0)PA037(ADC1)PA136(ADC2)PA235(ADC3)PA334(ADC4)PA433(ADC5)PA532(ADC6)PA631(ADC7)PA730PC019PC120PC221PC322PC423PC524(TOSC1)PC625(TOSC2)PC726PD7(TOSC2)16PD6(ICP)15AVCC27AREF29PD1(TXD)10PD0(RXD)9GND39VCC38GND6GND18VCC5VCC17U1ATMEGA16_TQFP44VCCVCCR11kSCKMISOMOSIRESVCCR24.7kR34.7kSW2SW1VCCR4
5、1k+C122F123456J1VCCSCKMISOMOSIRESC21043 3、控制、控制IOIO的源程序的源程序/*程序说明功 能:键盘扫描程序,用与PC0及PC1连接的2个键盘控制LED从高位向低位闪烁或低位向高位闪烁。输 入:无输 出:PD口控制的8盏LED*/#include keyboard1.h#include/keyboard1static void io_init(void)/PortBPORTB=0 x0;/设置端口B为输入方式DDRB=0 x0;/PortCPORTC=0 x0;/设置端口C为输入方式DDRC=0 x0;/PortDPORTD=0 x0;/设置端口D为输
6、出方式DDRD=0 xff;wdt_enable(WDTO_15MS);/开启看门狗ACSR=0 x80;int main(void)io_init();while(1)get_key();void get_key(void)/键盘扫描子程序键盘扫描子程序 unsigned char tem;int a8=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;int i;PORTD=0 xff;/1111 1111DDRD=0 xff;/PD囗设置为输出,与前一句结合囗设置为输出,与前一句结合PD囗输出为全囗输出为全1PORTC=0 x3;/0000
7、0011DDRC=0 x0;/0000 0000 PC囗的囗的PC.0、PC.1设置为设置为输入输入delay_nus(100);/延时等待电平稳定延时等待电平稳定tem=PINC&0 x03;/读键盘扫描信号读键盘扫描信号PC0及及PC1状态状态(只只取取PC0、PC1),屏蔽高六位,屏蔽高六位if(tem!=0 x03)/若PC不等于0 x03,则有按键按下 delay_1ms();/延时消抖动 tem=PINC&0 x03;/再读键盘 if(tem!=0 x03)/确认按键按下 if(tem=0 x01)/如为0 x01则表示按下的为接PC1的键 for(i=0;i=0;i-)/显示 P
8、ORTD=ai;delay(400,8000);8.2 8.2 数码管应用和部分元件介绍数码管应用和部分元件介绍8.2.1 8.2.1 数码管公共端和接法的判断数码管公共端和接法的判断1、单个数码管(见图8.4)。一般有十个管脚,其中有两个是公共端。一般是正中间相对的两个管脚或者小数点端两头的两个管脚是公共端,用万用表来检测。其判断方法为:先把万用表调在发光二极管档位,其判断方法为:先把万用表调在发光二极管档位,红黑表笔短接,然后红黑表笔分别接正中间相对红黑表笔短接,然后红黑表笔分别接正中间相对的两个管脚或小数点端两头的两个管脚,短接的的两个管脚或小数点端两头的两个管脚,短接的两个管脚即为公共
9、端。共阴极和共阳极的判断:两个管脚即为公共端。共阴极和共阳极的判断:先把黑表笔放在公共引脚上,红表笔接其他管脚,先把黑表笔放在公共引脚上,红表笔接其他管脚,如果段码点亮则表示是共阴极接法,反之红表笔如果段码点亮则表示是共阴极接法,反之红表笔放在公共端点亮段码则为共阳极接法。放在公共端点亮段码则为共阳极接法。2、四个数码管集成在一起(见图、四个数码管集成在一起(见图8.5)有)有12个管脚,个管脚,其中有四个是位码,剩余其中有四个是位码,剩余8个为段码。首先要判断出个为段码。首先要判断出4个位码(判断位码的同时共阴接法还是共阳接法也个位码(判断位码的同时共阴接法还是共阳接法也可以判断出来),用万
10、用表来检测。可以判断出来),用万用表来检测。其判断方法为:其判断方法为:先把万用表调在发光二极管档位,先把万用表调在发光二极管档位,红黑表笔短接,然后黑笔接某一引脚不变,红笔红黑表笔短接,然后黑笔接某一引脚不变,红笔一一试接其他引脚,若有几个都能点亮则表明黑一一试接其他引脚,若有几个都能点亮则表明黑笔所接引脚为一个位码,并且此接法为笔所接引脚为一个位码,并且此接法为共阴接法。共阴接法。共阳接法共阳接法的判断为红笔接某一引脚不变,黑笔一的判断为红笔接某一引脚不变,黑笔一一试接其他引脚,若有几个都能点亮则表明红笔一试接其他引脚,若有几个都能点亮则表明红笔所接引脚为一个位码,且为共阳接法。共阳极的所
11、接引脚为一个位码,且为共阳接法。共阳极的位码为高电平时才能点亮数码管。位码为高电平时才能点亮数码管。123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:15-M ay-2003Sheet of File:F:毕 业 设 计 文 档 编 书 编 书 10.31图 第 8章.D dbD raw n B y:abcdefgdp123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:15-M ay-2003Sheet of File:F:毕 业 设 计 文 档 编 书 编 书 10.31图 第
12、8章.D dbD raw n B y:abcdefgdpabcdefgdpabcdefgdpabcdefgdp123456789101112abcdefgdp1G2G3G4G型号HS-A3643SR图图8.48.4结构示意图结构示意图 图图8.58.5共阳高亮数码管共阳高亮数码管 3 3LEDLED显示器分类显示器分类七段 LED显示器有两大类,一类是共阴极接法(8个 LED的阴极连在一起),图8.6所示;另一类是共阳极接法(8个LED的阳极连在一起),如图8.7所示。abcdefgdpcomabcdefgdpcom图图8.68.6共阴接法共阴接法 图图8.78.7共阳接法共阳接法8.2.2
13、74HC5958.2.2 74HC595描述描述 74HC595芯片是一种串入并出的芯片,在电子显示屏制作当中有广泛的应用。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SH-cp的上升沿输入,在ST-cp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入(Ds),和一个串行输出(Q7),和一个异步的低电平复位,存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。74HC59574HC595的主要特点:的主要特点:1、8位
14、串行输入、8位串行或并行输出、存储状态寄存器、三种状态、输出寄存器可以直接清除、100MHz的移位频率;2、74HC595的输出能力:并行输出,总线驱动;串行输出 图图8.8 74HC5958.8 74HC595的封装的封装3 3、MAX232MAX232芯片及接口电路芯片及接口电路 MAX232芯片是MAXIM公司生产的、包含两路接收器和驱动器的IC芯片,适用于各种RS232C和V.28V.24的通信接口。MAX232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5V电源电压变换成为RS232C输出电平所需的10V电压。所以,采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。对于没有1
15、2V电源的场合,其适应性更强。加之其价格适中,硬件接口简单,所以被广泛采用。4 4、RSRS485/RS485/RS422422接口芯片接口芯片 MAX481E/MAX488E是低电源(只有5V)RS485/RS422收发器。每一个芯片内都含有一个驱动器和一个接收器,采用8脚DIP/SO封装。除了上述两种芯片 外,和 M A X 4 8 1 E 相 同 的 系 列 芯 片 还 有MAX483E/485E/487E/1487E,等等,和MAX488E相同的有MAX490E。这两种芯片的主要区别是前者为半双工,后者为全双工。它们的管脚分配及原理如图8.14所示。8.2.4 ATmega168.2.
16、4 ATmega16与数码管的连接与数码管的连接 数码管直接IO口的话,占用太多的IO引脚,一般接一个移位寄存器。本试验接74HC595实现串行输入并行输出。74LS595的SRCLR(非门)直接接Vcc,OE(非门)直接接地,其他三个控制端口与单片机I/O口相连。SER:串行输入数据;SCK:移位寄存器使能(上升沿有效);RCK:释放数据(上升沿有效)。12345678ABCD87654321DCBATitleNumb erR evisionSizeA2Date:1-Jul-2 007 Sh eet of File:F:ATmega 单片机C 语言教程 编书ATmega 单片机编书第8 章图
17、第8章图.d dbDrawn By:G13R CK12SER14SR CLR10SR CK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19VCC16GND8U7SN74LS595-ZZG13R CK12SER14SR CLR10SR CK11QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19VCC16GND8U6SN74LS595-ZZVCCLEDVCCAGND28X18X27R ESET4PD2(INT0)11PD3(INT1)12PD4(OC1 B)13PD5(OC1 A)14PB 0(T0)40PB 1(T1)41PB 2(AIN0)42PB 3(AIN1)43PB
18、 4(SS)44PB 5(MOSI)1PB 6(MISO)2PB 7(SCK)3(ADC0)PA037(ADC1)PA136(ADC2)PA235(ADC3)PA334(ADC4)PA433(ADC5)PA532(ADC6)PA631(ADC7)PA730PC 019PC 120PC 221PC 322PC 423PC 524(TOSC1)PC 625(TOSC2)PC 726PD7(TOSC 2)16PD6(IC P)15AVC C27AREF29PD1(TXD)10PD0(R XD)9GND39VCC38GND6GND18VCC5VCC17U1ATMEGA16AVC CC PUVC CC
19、347 4L1L6L7L8L2L3L4L5C S1C S2C S3C S4e1d2dp3c4g54G6b73G82G9f10a111G12SW2L1L6L7L8L2L3L4L5CS1CS2CS3CS4图图8.16 数码管与数码管与CPU连接示意图连接示意图/*单片机数据输出子程序单片机数据输出子程序*/void led_list(void)void led_list(void)uchar i,j;uchar i,j;j=1;j=1;for(i=0;i8;i+)/for(i=0;i8;i+)/循环循环8 8次(数码管共分次(数码管共分8 8段)段)led_outbyt(j0 xff)led_ou
20、tbyt(j0 xff);/段码的数据段码的数据 led_outbyt(j)led_outbyt(j);/显示数码管的位码显示数码管的位码 cbi(PORTA,5)cbi(PORTA,5);/等待数据锁存等待数据锁存 sbi(PORTA,5)sbi(PORTA,5);/数据进入锁存器数据进入锁存器 delay(8,1000)delay(8,1000);/延时延时 j=1 j=1;led_outbyt(0)led_outbyt(0);led_outbyt(0)led_outbyt(0);/因数码管是共阳因数码管是共阳,全全灭灭 cbi(PORTA,5)cbi(PORTA,5);/等待数据锁存等待
21、数据锁存 sbi(PORTA,5)sbi(PORTA,5);/数据锁存数据锁存 8.3 8.3 基于基于ATmegaATmega的的12864LCD12864LCD液晶串行显示液晶串行显示8.3.1 8.3.1 中文液晶显示模块功能描述中文液晶显示模块功能描述中文液晶显示模块LCMxxZK的字型ROM 内含8192个16*16 点中文字型和128个16*8 半宽的字母符号字型。另外绘图显示画面提供一个64*256 点的绘图区域GDRAM),内置的CGRAM 提供4组软件可编程的16*16 点阵造字功能。电源操作范围宽(2.7V to 5.5V);低功耗设计可满足产品的省电要求。同时,与单片机等
22、微控器的接口界面灵活(三种模式并行8 位/4 位串行3 线/2 线)。8.3.2 ATmega8.3.2 ATmega单片机与单片机与12864LCD12864LCD液晶器的连接液晶器的连接123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Apr-2005 Sheet of File:D:毕业设计海老师的任务ddbMyDesign.ddbDrawn By:LCDk-1A+2GND3VCC4NC5CS6SID7SCK8D09D110D211D312D413D514D615D716PSB17RST18VR19VO20R2LCDLCD_CSLCD_
23、SCKLCD_DATR110VCCGNDR310KVCCGNDGNDRST9VCC10GND11X212X113AVCC30GND31AREF32PA7(ADC7)33PA6(ADC6)34PA5(ADC5)35PA4(ADC4)36PA3(ADC3)37PA2(ADC2)38PA1(ADC1)39PA0(ADC0)40PB0(T0)1PB1(T1)2PB2(INT2)3PB3(OC0)4PB4(SS)5PB5(MOSI)6PB6(MISO)7PB7(SCK)8PD0(RXD)14PD1(TXD)15PD2(INT0)16PD3(INT1)17PD4(OC1B)18PD5(OC1A)19PD6
24、(ICP1)20PD7(OC2)21PC0(SCL)22PC1(SDA)23PC224PC325PC426PC527PC628PC729A1ATMEGA16GNDRSTMOSIMISOP_SCKVCCLCD_SCKLCD_DATLCD_CSGNDVCC图图8.18 ATmega16和和LCM12864连接图连接图8.3.3 8.3.3 串行接口数据传输描述串行接口数据传输描述 当PSB 脚接低电位(模块背面S/P 的短路电阻在“S”侧),模块将进入串行模式在串行模式下将使用二条传输线作数据的串行传送,主控制系统将配合传输同步时钟(CLK)与接收串行数据线(SID),来完成串行传输的动作。在片选
25、CS 设为高电位时,同步时钟线(SCLK)输入的讯号才会被接收,另一方面,当片选(CS)设为低电位时,模块的内部串行传输计数与串行数据将会被重置。8.3.4 8.3.4 液晶串行接口数据传输程序液晶串行接口数据传输程序液晶屏初始化的时序图液晶屏初始化的时序图图图8.20液晶屏初始化的时序图液晶屏初始化的时序图 8.4 8.4 单片机发送数据到上位机单片机发送数据到上位机8.4.1 8.4.1 单片机发送数据到上位机原理图单片机发送数据到上位机原理图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:24-Apr-2007Sheet of File:
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