AVR单片机秒节拍设计.docx
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AVR单片机秒节拍设计
AVR单片机秒节拍设计
一：
设计任务：
实现AVR单片机的秒节拍功能
二：
设计要求：
1、实现单片对LED灯和数码管的秒节拍控制
2、编写控制单片机秒节拍的C语言程序
3、完成系统整体电路的设计、绘制以及电路板的焊接
三：
所需原件
元件名称
数量
9cm*15cm的实验电路板
1
电源插座
1
470uF电容
2
104pF电容
2
L7805稳压器
1
8M石英晶体
1
22pF电容
2
ATmega16单片机
1
SPI程序下载端口
1
LED发光二极管
2
拨动式开关
1
按键式开关（带锁）
2
560Ω电阻
1
5.1kΩ电阻
1
共阴型数码管
1
集成电路插座40脚
1
数据下载线
1
排针、跳线
若干
四：
设计步骤
硬件设计
设计要点
1、汽车上的蓄电池基本上是12V电压，而ATmega16需要的是5V电压，所以首先要放置一个12V转5V电路，电压转变电路由电容、电解电容和L7805稳压器组成。
2、本系统中，在ATmega16引脚XTAL1和XTAL2上外接了8M石英晶体和电容的谐振回路，并配合片内的OSC（Oscillator）振荡电路构成振荡源作为系统时钟，这样要比片子自带的时钟系统要精确的多，受温度变化的影响也相对较小。
3、程序下载端口有ISP编程下载口，该口的2、3、4、5脚与芯片SPI接口的MOSI（PB5）、MISO（PB6）、SCK（PB7）和RESET引脚连接。
4、本系统中含有两个LED发光二极管，一个是由原始电源供电，另一个是由单片机供电，一个是PC0置0时发光，一个是PC0置1时发光，所以两个灯的亮灭是相间的。
5、数码管为共阴型的，控制数码管的按键在数码管接地管脚与地之间，这样就可以避免使用六位同步开关了。
电路图
图中，顶层部分为12V转5V电路，Y3为L7805稳压器，两边分别安装有一个电容和一个电解电容，起到滤波作用；左下部分是外部晶振，为单片机提供8MHz的晶振源；右下部分是数码管，本试验中为共阴型；其中发光二极管D1和D2，工作原理不同，D1是依靠外部电源，当P0口置0时发光，而D2是依靠单片机提供的自身电流，当P0口置1时发光；单片机型号为ATmega16。
PCB板（未铺地）
PCB板（已铺地）
实物图
软件设计
功能：
设计一套简单的程序，使单片机能够控制LED发光二极管一秒闪烁两次，并控制数码管进行自加变化。
程序说明：
1、首先要对程序头文件进行设置，使得其与使用的单片机型号相对应；
2、其次要编写延时程序，在本次编程中，使用的是软件中自带的延时程序，使用比较方便；
3、进入主程序，首先要对初值和和输出方式进行设置；
4、进入秒节拍控制循环，使单片机实现对LED发光二极管和数码管的控制
程序内容：
本程序比较简单，可以独立完成。
/*****************************************************
Thisprogramwasproducedbythe
CodeWizardAVRV1.25.7aEvaluation
AutomaticProgramGenerator
?
Copyright1998-2007PavelHaiduc,HPInfoTechs.r.l.
Project:
Version:
Date:
2011-10-3
Author:
Freeware,forevaluationandnon-commercialuseonly
Company:
Comments:
Chiptype:
ATmega16
Programtype:
Application
Clockfrequency:
4.000000MHz
Memorymodel:
Small
ExternalSRAMsize:
0
DataStacksize:
256
*****************************************************/
#include//设置程序的头文件
#include//调用延时函数的头文件
flashunsignedcharsmg[16]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};
//定义数码管显示数字时对应的十六进制数
voidmain（void）//主程序开始
{
unsignedchari=0;//定义unsignedchar型变量i
PORTA=0x00;//PA口全部赋为0值
DDRA=0xFF；//定义PA口为输出的工作方式
PORTC=0x01;//PC口第0位输出为“1”，LED灯不亮
DDRC=0x01;//定义PC口第0位为输出的工作方式
while
（1）//进入LED闪烁循环
{
PORTC.0=~PORTC.0;//对PC口第0位输出取反
delay_ms（500）;//调用CVAVR提供的毫秒延时函数，延时500ms
PORTA=smg[i];//对PA口赋值，使得数码管显示数字
PORTC.0=~PORTC.0;//对PC口第0位输出取反
delay_ms（500）;//调用CVAVR提供的毫秒延时函数，延时500ms
i++;//i进行自加运算
if（i==16）i=0;//当i自加到16是，对i进行置0，使数码管在
0~F（15）之间进行变化
}
}
五：
AVR单片机秒节拍设计测试
1：
将编写好的程序烧入ATmega16单片机中
在此系统中运用的是PROGISP程序烧入软件，首先在打开的对话框中选择“向导方式”，并在弹出的选项中进行设置，并在“选择芯片”中选用ATmega16型号，而后点击“调入FLASH”按键，选择所要烧入的程序，最后点击右下角的“自动”按钮。
这样，程序就烧到单片机内了。
2：
结果观测
在最后测试中，观测到了LED发光二极管每隔500ms就自动闪烁一下，数码管每隔1s自动变化一次，说明调试成功。
下面两张图片分别是单片机控制LED灯亮时和不亮时的情况。
①：
只有数码管工作的状态
②：
数码管和单片机控制的LED灯工作的状态
③：
数码管和两个发光二极管全部工作时的状态
六：
总结
在本次系统设计中，主要的收获是对电路板的设计、各元件在电路板上的排列以及电路板的焊接，并运用了新的编程和程序烧入软件，在期间对AVR单片机有了进一步认识，并温习了C语言和Protel的练习。
主要不足是，在实验室只找到了9V电源，所以前面的电源转换电路是用9V转换为5V的，不过两者原理相同，稍作改变即可实现12V转换为9V电压。
七：
参考文献
[1]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京：
北京航空航天大学出
版社，2009.
[2]Protel相关视频资料
[3]
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