单片机实验报告Word下载.docx
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4.采用交直流供电电源
5.关键词：
ATMEAG16（L）单片机定时
一．设计目的：
1.在学习了《手把手教你学AVR单片机C程序设计》课程后，为加深了解理论知识，学习理论知识应用在实际，提高动手能力和解决实际问题能力。
2.通过实验提高焊接、布局、电路检查能力。
3.通过实验提高软件仿真能力。
4.通过实验进一步熟悉和掌握ATMEGA16（L）单片机的结构和工作原理。
5.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
二．设计具体要求：
（1）画出系统组成方框图，并确定设计方案。
（2）分析各单元电路的工作原理和特性。
（3）说明主要集成电路芯片的功能、特点和基本工作原理。
（4）系统软件程序设计，画出主程序和子程序流程图。
（4）调试并测试数据及分析误差。
（5）画出完整的电路图（用proteusISIS画电路图）。
方案论证与比较：
一.1NE555时基电路设计方案
（1）定时器是一种数字与模拟混合型的集成电路，应用广泛。
成本较低，外加电阻、电容等元件就可以构成多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等领域[5]。
采用NE555时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号，作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号，可构成电子钟。
由555构成的秒脉冲发生器电路见图2.1。
输出的脉冲信号V0的频率F为：
式（2.1）
可通过调节式2.1中的3个参数，使输出V0的频率为精确的1Hz。
图2.1基于５５５的秒脉冲发生器
采用555定时器设计电子时钟，成本低，容易实现。
但是受芯片引脚数量和功能限制，不容易实现电子时钟的多功能性。
一.2ATMEGA16（L）单片机设计方案。
单片机是微型机的一个主要分支，它在结构上的最大特点使把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口（I/O口）电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。
就其组成和功能而言，一块单片机芯片就是一台计算机。
ATMEGA（L）单片机具有如下特点：
1优异的性价比；
2高功能、低消耗的8位微处理器：
（1）先进的RISC结构；
（2）131条指令中大多数指令执行时间为单个时钟周期；
（3）32个8位通用工作寄存器；
（4）全静态工作；
（5）工作于16MHz时钟频率高达16MIPS;
（6）只需两个时钟周期的硬件乘法器。
3、处理器的特点
（1
）上电复位以及可编程的掉电检测；
（
2
）片内经过标定的RC振荡器
3
）片内/片外中断源；
4）
6种睡眠模式：
空闲模式、ADC噪音抑制模式、省电模式、掉电模式、待机模式以及扩展的待机模式
ATmega16的引脚如上图所示：
在比较了此两种实现方案之后，考虑单片机已有、功能突出，可软硬件结合使用，能够较方便的实现系统的多功能性，故本次评测中我们小组采用ATmega16单片机作为本设计的硬件基础，结合相关的软件知识来实验此次评测要求。
2.3LCD1602液晶显示器模块如图1
图1LCD1602液晶显示器模块
◆接口信号说明如图2
图2LCD1602液晶显示器模块接口信号
1602采用标准的16脚接口，其中:
第1脚：
VSS为地电源
第2脚：
VDD接5V正电源
第3脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15～16脚：
（空脚），本实验中，15脚和2脚连在一起，接5V正电源；
16脚和1脚之间串联一可调旋转电阻（目的为调节液晶显示的亮度），再与负极相连。
◆AVR与LCD的接线方式如图3（部分脚没有引入，故有出入）:
图3AVR与LCD的接线方式
实物粗略图示：
三．作品的功能
（1）时间以24小时为一个周期
（2）能显示时、分、秒且自动清零；
（3）有校对功能，可以分别对时，分，进行单独校正，使其校正到标准时间；
（4）计时过程具有定时功能，当时间到达设定时间后，发光二极管会发光；
四．作品的电路图:
五．作品实现的功能以及步骤
1．功能的实现
（1）接通电源后，lcd1602液晶显示器的第一行会显示出“Thisisatest”第二行会显示“AboutTime”输出每个字符都会调用延时函数，时间为10ms，然后进行清屏，延时10ms，在显示器第一行上显示年、月、日以及定时开关和状态变量。
第二行上显示时、分、秒以及闹钟定时，时钟开始运行，延时1s。
（2）按下S4按钮，时钟进入设置界面，时钟停止运行，通过按S4按钮使光标移到要设置的位置上，在显示器的右上角上有显示光标的位置的数字显示，状态“1”设置年的高2位，接着可以按S2或S3增加或减小设置年的高两位；
按下S4按钮在状态“2”设置年的低2位，接着可以按S2或S3增加或减小设置年的低两位；
按下S4按钮在状态“3”设置月的显示接着可以按S2或S3增加或减小设置月份数；
按下S4按钮在状态“4”设置日的显示接着可以按S2或S3增加或减小设置日；
按下S4按钮在状态“5”设置时的显示接着可以按S2或S3增加或减小设置时；
按下S4按钮在状态“6”设置分的显示接着可以按S2或S3增加或减小设置分；
按下S4按钮在状态“7”设置计时的时显示接着可以按S2或S3增加或减小设置定时的时；
按下S4按钮在状态“8”设置计时的分显示接着可以按S2或S3增加或减小设置要定时的分；
再按下S4时，当状态为“9”时，清屏，显示器显示“pressS3writeset-time”按下S3后，在显示屏上会显示“OK”这时就把设置好的时间确定写入，此时再按S5复位键后，开始刷新时间和显示。
在状态“0”按下S3后把闹钟的开关打开，当时间运行到设置的闹钟时间时，单片机的第9脚输出为低电平，此时二极管发光给点亮。
六、误差分析
由于本次作品是我们组员的第一次制作，焊接比较粗糙，导致部分线路接触不良，1602显示屏灯经常不亮，应该加强动手次数，提高动手能力；
没有加电容在外部做滤波而且没有加晶振，所以导致电压不稳定，计时器计算脉冲出现误计，应该在外部加电容滤波，在电路中加晶振使计数的效果更好
七．结论
在组员的共同努力下作品终于完成，通过本次设计，我们将从书本上学到的知识应用于实践，学会了初步的简单电子电路仿真设计,虽然过程十分曲折，出现的问题也不少，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高。
当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。
在当前金融危机大的社会背景下，能够增加自身砝码的不仅仅是一纸文凭证书，更为重要的是毕业生是否能够适应社会大潮流的需要，契合企业的要求即又较硬的动手操作及设计能力。
此次的设计作业不仅增强了我们在专业设计方面的信心，鼓舞了我们自己，更是一次兴趣的培养，为我们自己以后的学习方向的明确了重点。
另外在这次实验中我们遇到了不少的问题针对不同的问题我们采取不同的解决方法，通过向同学的请教和在网上查找问题解决方法，最终一一解决设计中遇到的问题。
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