综合实验一按键控制流水灯实验查询方式Word下载.docx
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硬件：
PC机一台、AVR_StudyV1.1实验板
软件：
CodeVisionAVR集成开发软件、SLISP下载软件
四、实验原理
ATmega16芯片有PORTA、PORTB、PORTC、PORTD（简称PA、PB、PC、PD）4组8位，共32路通用I/O接口，分别对应于芯片上32根I/O引脚。
所有这些I/O口都是双（有的为3）功能复用的。
其中第一功能均作为数字通用I/O接口使用，而复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USRAT、I2C和SPI串行通信、模拟比较、捕捉等应用。
这些I/O口同外围电路的有机组合，构成各式各样的单片机嵌入式系统的前向、后向通道接口，人机交互接口和数据通信接口，形成和实现了千变万化的应用。
每组I/O口配备三个8位寄存器，它们分别是方向控制寄存器DDRx，数据寄存器PORTx，和输入引脚寄存器PINx（x=A\B\C\D）。
I/O口的工作方式和表现特征由这3个I/O口寄存器控制。
AVR通用I/O端口的引脚配置情况：
I/O口引脚配置表
DDRXn
PORTXn
PUD
I/O方式
内部上拉电阻
引脚状态说明
X
输入
无效
三态（高阻）
1
有效
外部引脚拉低时输出电流（uA）
输出
推挽0输出，吸收电流（20mA）
推挽1输出，输出电流（20mA）
表中的PUD为寄存器SFIOR中的一位，它的作用相当AVR全部I/O口内部上拉电阻的总开关。
当PUD=1时，AVR所有I/O内部上拉电阻都不起作用（全局内部上拉无效）；
而PUD=0时，各个I/O口内部上拉电阻取决于DDRXn的设置。
小结：
（1）使用AVR的I/O口，首先要正确设置其工作方式，确定其工作在输出方式还是输入方式。
（2）当I/O工作在输入方式，要读取外部引脚上的电平时，应读取PINxn的值，而不是PORTxn的值。
（3）当I/O工作在输入方式，要根据实际情况使用或不使用内部的上拉电阻。
（4）一旦将I/O口的工作方式由输出设置成输入方式后，必须等待一个时钟周期后才能正确的读到外部引脚PINxn的值。
（5）正确使用AVR的I/O口要注意：
先正确设置DDRx方向寄存器，再进行I/O口的读写操作。
（6）AVR的I/O口复位后的初始状态全部为输入工作方式，内部上拉电阻无效。
所以，外部引脚呈现三态高阻输入状态。
因此，用户程序需要首先对要使用的I/O口进行初始化设置，根据实际需要设定使用I/O口的工作方式（输出还是输入），当设定为输入方式时，还要考虑是否使用内部的上拉电阻。
（7）在硬件电路设计时，如能利用AVR内部I/O口的上拉电阻，可以节省外部的上拉电阻。
五、实验步骤
1、硬件接线图：
根据图3.2所示，使用杜邦线将AVR_StudyV1.1实验板PA口与LED相连。
图3.2
2、新建工程，实现实验内容1。
根据电路图，LED属于共阳接法，所以PORTA输出低电平时灯点亮。
PORTA初始化：
DDRA=0xFF;
//PA口工作为输出方式
PORTA=0xFF;
//PA口输出全1，LED全灭
“流水灯”程序控制：
1、PA0=0点亮LED0PORTA=0b11111110=~（1<
<
0）
2、PA1=0点亮LED1PORTA=0b11111101=~（1<
1）
3、PA2=0点亮LED2PORTA=0b11111011=~（1<
2）
……
7、PA6=0点亮LED6PORTA=0b10111111=~（1<
6）
8、PA7=0点亮LED7PORTA=0b01111111=~（1<
7）
9、PA0=0点亮LED0PORTA=0b11111110=~（1<
根据控制流程，总结出：
可以利用移位运算实现“流水灯”的设计。
主函数：
voidmain（void）
{
unsignedcharposition=0;
//position为控制位的位置
//PA口输出全1，LED全灭
//PA口工作为输出方式
while
（1）
PORTA=~（1<
position）;
if（++position>
=8）position=0;
delay_ms（500）;
};
}
3、新建工程，实现实验内容2。
提示：
在CVAVR中，提供intrand（void）和voidsrand（intseed）函数，产生随机数。
函数包含在头文件stdlib.h中，具体内容查阅CVAVR帮助文档。
在每一次读取流水灯程序前检测按键是否按下。
主程序如下
{
//Placeyourcodehere
//PORTA=led_7[count];
//数码管更新显示
switch（readkey（））//检测一次按键是否按下，并读取相应的按键程序
caseNO_KEY:
break;
caseKEY1:
//第一种情况
position=0;
i=16;
while（i--）
PORTA=~（0x80>
>
position）;
if（++position>
=8）
delay_ms（50）;
}
PORTA=0x00;
break;
caseKEY2:
//第二种情况
PORTA=~（0xef<
//若改为PORTA=0xfe<
positionk可实
//现从一个点亮到逐步全部点亮
delay_ms（200）;
//延时程序
break;
default:
};
4、下载程序，观察实验现象。
注意熔丝位的配置，选择内部4MHz时钟。
附件：
原程序代码
/*****************************************************
Thisprogramwasproducedbythe
CodeWizardAVRV2.03.4Standard
AutomaticProgramGenerator
Copyright1998-2008PavelHaiduc,HPInfoTechs.r.l.
Project:
Version:
Date:
2009-9-22
Author:
Company:
Comments:
Chiptype:
ATmega16
Programtype:
Application
Clockfrequency:
4.000000MHz
Memorymodel:
Small
ExternalRAMsize:
0
DataStacksize:
256
*****************************************************/
#include<
mega16.h>
delay.h>
//Declareyourglobalvariableshere
flashunsignedcharled_7[16]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};
unsignedcharposition,i;
#defineNO_KEY0
#defineKEY11
#defineKEY22
#defineKEY1_PIN~PIND.2
#defineKEY2_PIN~PIND.3
unsignedcharreadkey（void）
if（KEY1_PIN）//判断KEY1是否按下
delay_ms（20）;
//延时20ms，屏蔽抖动区
if（KEY1_PIN）//再次判断KEY1是否按下
while（KEY1_PIN）;
//等待按键释放
returnKEY1;
//返回键值1
elseif（KEY2_PIN）//判断KEY2是否按下
if（KEY2_PIN）//再次判断KEY2是否按下
while（KEY2_PIN）;
returnKEY2;
//返回键值2
returnNO_KEY;
//没有按键按下，返回键值0
unsignedcharcount;
//Declareyourlocalvariableshere
//Input/OutputPortsinitialization
//PortAinitialization
//Func7=OutFunc6=OutFunc5=OutFunc4=OutFunc3=OutFunc2=OutFunc1=OutFunc0=Out
//State7=1State6=1State5=1State4=1State3=1State2=1State1=1State0=1
PORTA=0xFF;
DDRA=0xFF;
//PortBinitialization
//Func7=InFunc6=InFunc5=InFunc4=InFunc3=InFunc2=InFunc1=InFunc0=In
//State7=TState6=TState5=TState4=TState3=TState2=TState1=PState0=P
PORTB=0x03;
DDRB=0x00;
//PortCinitialization
//State7=TState6=TState5=TState4=TState3=TState2=TState1=TState0=T
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
//PortDinitialization
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
//Timer/Counter0initialization
//Clocksource:
SystemClock
//Clockvalue:
Timer0Stopped
//Mode:
Normaltop=FFh
//OC0output:
Disconnected
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
//Timer/Counter1initialization
Timer1Stopped
Normaltop=FFFFh
//OC1Aoutput:
Discon.
//OC1Boutput:
//NoiseCanceler:
Off
//InputCaptureonFallingEdge
//Timer1OverflowInterrupt:
//InputCaptureInterrupt:
//CompareAMatchInterrupt:
//CompareBMatchInterrupt:
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
//Timer/Counter2initialization
Timer2Stopped
//OC2output:
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
//ExternalInterrupt（s）initialization
//INT0:
//INT1:
//INT2:
MCUCR=0x00;
MCUCSR=0x00;
//Timer（s）/Counter（s）Interrupt（s）initialization
TIMSK=0x00;
//AnalogComparatorinitialization
//AnalogComparator:
//AnalogComparatorInputCapturebyTimer/Counter1:
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
count=0;
switch（readkey（））
//现从一个点亮到逐步全部点亮
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