AVR單片機技術原理 AVR單片機介紹 單片機又稱單片微控制器，它是把一個計算機系統集成到一個芯片上，概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。單片機技術是計算機技術的一個分支,是簡易機器人的核心元件?！ ?997年,由ATMEL公司挪威設計中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術, 共同研發出RISC精簡指令集的高速8位單片機，簡稱AVR。[編輯本段]AVR單片機的優勢特征 單片機已廣泛地應用于軍事、工業、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領域，使產品功能、精度和質量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。單片機種類很多，在簡易機器人制作和創新中，為什么選用AVR單片機呢？ 一、簡便易學，費用低廉 首先，對于非專業人員來說，選擇AVR單片機的最主要原因，是進入AVR單片機開發的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學習AVR單片機的開發。單片機初學者只需一條ISP下載線，把編輯、調試通過的軟件程序直接在線寫入AVR單片機，即可以開發AVR單片機系列中的各種封裝的器件。AVR單片機因此在業界號稱“一線打天下”。 其次，AVR單片機便于升級。AVR程序寫入是直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產品升級?！ ≡俅?，AVR單片機費用低廉。學習AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機上編譯好的程序寫到單片機的程序存儲器中)，不需購買仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進行所有AVR單片機的開發應用，這可節省很多開發費用。程序存儲器擦寫可達10000次以上，不會產生報廢品?！ 《?、高速、低耗、保密 首先，AVR單片機是高速嵌入式單片機： 1、AVR單片機具有預取指令功能，即在執行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內執行?！ ?、多累加器型，數據處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當于有32條立交橋，可以快速通行?！ ?、中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷?！ ∑浯危珹VR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關閉時為100nA，更適用于電池供電的應用設備。有的器件最低1.8 V即可工作?！ ≡俅?，AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術，保密位單元深藏于芯片內部，無法用電子顯微鏡看到?！ ∪?、I/O口功能強,具有A/D轉換等電路 1. AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業級產品，具有大電流(灌電流)10～40 mA,可直接驅動可控硅SCR或繼電器，節省了外圍驅動器件?！ ?. AVR單片機內帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉換，可組成廉價的A/D轉換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。 3. 部分AVR單片機可組成零外設元件單片機系統，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。 4. AVR單片機可重設啟動復位,以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂(飛),提高了產品的抗干擾能力。 四、有功能強大的定時器/計數器及通訊接口 定時/計數器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用于控制輸出，某些型號的AVR單片機有3～4個PWM，是作電機無級調速的理想器件。 AVR單片機有串行異步通訊UART接口,不占用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標準整數頻率下,而波特率可達576K。
上傳時間： 2013-10-18
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單片機I/O口的使用:對單片機的控制，其實就是對I/O口的控制，無論單片機對外界進行何種控制，亦或接受外部的控制，都是通過I/O口進行的。單片機總共有P0、P1、P2、P3四個8位雙向輸入輸出端口，每個端口都有鎖存器、輸出驅動器和輸入緩沖器。4個I/O端口都能作輸入輸出口用，其中P0和P2通常用于對外部存儲器的訪問?！?.1 MCS-51單片機的并行端口結構與操作 51系列單片機有4個I/O端口，每個端口都是8位準雙向口，共占32根引腳。每個端口都包括一個鎖存器(即專用寄存器P0～P3)、一個輸出驅動器和輸入緩沖器。通常把4個端口籠統地表示為P0～P3。
標簽： 單片機
上傳時間： 2013-11-06
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MCS-51單片機的系統擴展技術:在MCS-51單片機的的內部雖已集成了很多資源，但這類單片機屬于一種“通用”的單片機，單片機內部的各種資源都是折衷配置的，如片內程序存儲器、數據存儲器的容量都不大，并行I/O端口的數量也不很多，此外，在有些應用中，片內定時器、中斷、串行口等也顯得不足，還有一些功能是基本型MCS-51單片機所沒有的，比如A/D轉換，D/A轉換等等。實際應用中的要求是各種各樣的，如果用到了MCS-51單片機內部所沒有資源（如A/D，D/A等），或者單片機內部雖有，但卻不夠使用的資源，就要根據需要，對單片機進行擴展，以增加所需要的功能。MCS-51單片機所可能需要擴展的芯片種類非常多，但這里并不面面俱到，主要是通過對外擴程序存儲器、數據存儲器、I/O接口、A/D和D/A的介紹，使讀者熟悉單片機接口的一般方法。實際上，如果對于這些常規的擴展芯片能夠熟練地掌握和應用，并能理解其擴展的原理，拿到任何一塊需要擴展的芯片，只要有這塊芯片的數據手冊或接口時序之類的資料，就能自行設計芯片的接口電路部份。1． MCS-51單片機擴展的原理MCS-51單片機被設計成具有通用計算機那樣的外部總線結構，所以用MCS-51單片機進行擴展很方便，下面首先了解片外總線的工作原理。
上傳時間： 2014-04-28
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SPMC65系列單片機編程指南(中文版):SPMC65X系列是由凌陽公司設計開發的8位微控制器。每款芯片都獨具特色，同時凌陽公司還開發了一款仿真芯片ECMC653，專門用于SPMC65X系列的仿真。采用 SPMC65 CPU 核，凌陽公司新開發了功能強大的8位SPMC65系列CPU。該系列CPU 具有可編程的通用I/O端口、不同大小的ROM 和RAM 區、8位/16位定時/計數器、強大的CCP (Capture/Compare/PWM)功能模塊和看門狗復位電路等。并采用先進的微米制造工藝，保證了產品高的電磁兼容性和可靠性。除此之外，部分SPMC65X系列芯片具備高吸入電流和慢速輸出的端口、豐富的外部中斷源、低電壓復位、ADC、PWM、標準通訊接口和多種時鐘選擇。SPMC65X系列芯片適用于通用工控場合、計算機外圍控制和家電等。ECMC653采用8位SPMC65 CPU 核，具有928字節的RAM 和16k字節的ROM。同時還集成了1個時基、1個看門狗定時器、6個16位定時/計數器和9通道的ADC。為了降低整個仿真板的成本，該芯片還配有一個OTP ROM 的串行可編程接口。此外，為了幫助用戶加快程序的調試，并發現程序中隱藏的錯誤，該芯片內部專門有一RAM區域用于記錄程序最近一段時間執行的指令，用戶可以從中了解到程序是否正確執行。
上傳時間： 2013-11-01
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為了解決一些遠程單片機設備不方便升級內部程序的困難，本文提出了利用單片機系統中現有的數據獲取方式來升級單片機內部程序的方法。本文利用凌陽16 位單片機可以自讀寫片內程序空間的特性，通過在片內駐留BootLoader 程序的方式實現了凌陽16 位單片機片內程序的在需要時的遠程升級。單片機獲取數據的方式可以有很多，本文選取通過串口獲取數據進行程序升級為例，并選取常見的凌陽單片機SPCE061A 為例介紹了此方法的設計思路以及實現過程。單片機的應用非常廣泛，在某些情況下，單片機內部程序的升級在所難免，但是往往需要對單片機產品進行收回才能實現，這樣在一些遠程設備的程序升級問題上就顯得非常不方便。但是有些遠程設備本身留有遠程通訊的方式：例如某些遠程數據傳輸模塊，為了把數據上報總會留有通訊的接口，比如422、485 甚至GPRS 或者局域網接口；又或者某些車載定位設備，為了和監控中心通訊會留有GSM、CDMA 或者GPRS 等通訊方式。在這種情況下就可以利用其現有的通訊方式對其內部單片機程序進行升級而不需要收回產品。本文的主要內容就是來研究這種遠程升級單片機程序的方法。由于近年來凌陽科技的單片機，尤其是 16 位單片機，得到了越來越多的推廣，其應用領域越來越廣泛。本文選取一種常見的凌陽科技的16 位單片機SPCE061A 為例，來介紹單片機程序遠程升級的方法。SPCE061A 里內嵌了32K 字的閃存（FLASH），即可以作為程序存儲空間又可以存儲數據，并且有自讀寫任意閃存地址的能力，本文利用這一功能，提出了通過在單片機中駐留BootLoader 程序的方法，來實現單片機程序的遠程升級。遠程升級的實現，需要單片機自身的響應同時還需要遠程服務器提供升級所需的代碼。下文將通過這兩個方面來分別介紹。
上傳時間： 2013-10-31
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匯編指令查詢器：數據傳送指令 MOV 格式: MOV OPRD1,OPRD2 功能: 本指令將一個源操作數送到目的操作數中,即OPRD1<--OPRD2. 說明: 1. OPRD1 為目的操作數,可以是寄存器、存儲器、累加器. OPRD2 為源操作數,可以是寄存器、存儲器、累加器和立即數. 2. MOV 指令以分為以下四種情況: <1> 寄存器與寄存器之間的數據傳送指令 <2> 立即數到通用寄存器數據傳送指令 <3> 寄存器與存儲器之間的數據傳送指令 <4> 立即數到存儲器的數據傳送 3. 本指令不影響狀態標志位
上傳時間： 2013-11-13
上傳用戶：腳趾頭
多路電壓采集系統一、實驗目的１．熟悉可編程芯片ADC0809，8253的工作過程，掌握它們的編程方法。２．加深對所學知識的理解并學會應用所學的知識，達到在應用中掌握知識的目的。 二、實驗內容與要求1．基本要求通過一個A/D轉換器循環采樣4路模擬電壓，每隔一定時間去采樣一次，一次按順序采樣4路信號。A/D轉換器芯片AD0809將采樣到的模擬信號轉換為數字信號，轉換完成后，CPU讀取數據轉換結果，并將結果送入外設即CRT/LED顯示，顯示包括電壓路數和數據值。2． 提高要求 (1) 可以實現循環采集和選擇采集2種方式。（2）在CRT上繪制電壓變化曲線。 三、實驗報告要求 １．設計目的和內容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、總體設計設計思路如下：1) 4路模擬電壓信號通過4個電位器提供0-5V的電壓信號。2) 選擇ADC0809芯片作為A/D轉換器，4路輸入信號分別接到ADC0809的IN0—IN4通道，每隔一定的時間采樣一次，采完一路采集下一路，4路電壓循環采集。3) 利用3個LED數碼管顯示數據，1個數碼管用來顯示輸入電壓路數，3個數碼管用來顯示電壓采樣值。4) 延時由8253定時/計數器來實現。 五、硬件電路設計根據設計思路，硬件主要利用了微機實驗平臺上的ADC0809模數轉換器、8253定時/計數器以及LED顯示輸出等模塊。電路原理圖如下：1．基本接口實驗板部分1) 電位計模塊，4個電位計輸出4路1－5V的電壓信號。2) ADC0809模數轉換器，將4路電壓信號接到IN0－IN3，ADD_A、ADD_B、ADD_C分別接A0、A1、A2，CS_AD接CS0時，4個采樣通道對應的地址分別為280H—283H。3) 延時模塊，8253和8255組成延時電路。8255的PA0接到8253的OUT0，程序中查詢計數是否結束。硬件電路圖如圖1所示。 圖1 基本實驗板上的電路圖實驗板上的LED顯示部分實驗板上主要用到了LED數碼管顯示電路，插孔CS1用于數碼管段碼的輸出選通，插孔CS2用于數碼管位選信號的輸出選通。電路圖如圖2所示。
上傳時間： 2013-11-06
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交通燈控制器的設計與實現一、實驗目的1． 了解交通燈管理的基本工作原理。2． 熟悉8253計數器/定時器、8259A中斷控制器和8255A并行接口的工作方式及應用編程。3． 掌握多位LED顯示的方法。 二、 實驗內容與要求設計一個用于十字路口的交通燈控制器。1．基本要求： 1) 東西和南北方向各有一組紅,黃,綠燈用于指揮交通,紅,黃,綠的持續時間分別為25s,5s,20s。2) 當有緊急情況（如消防車）時，兩個方向均為紅燈亮，計時停止，當特殊情況結束后，控制器恢復原來狀態，正常工作。3) 一組數碼管，以倒計時方式顯示兩個方向允許通行或禁止通行的時間。2．提高部分：1) 實時修改交通燈的持續時間。2) 根據不同時段對主要交通方向的信號進行調整。3) 可以使用LCD顯示提示信息。 三、實驗報告要求 １．設計目的和內容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單 ５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、總體設計交通燈的工作過程如下：設十字路口的1、3為南，北方向，2、4為東西方向，初始態為4個路口的紅燈全亮。之后，1、3路口的綠燈亮，2、4路口的紅燈亮，1、3路口方向通車，2個路口的LED數碼管開始倒計時25秒。延遲20秒后，1、3路口的綠燈熄滅，而1，3路口的黃燈開始閃爍（1HZ）。閃爍5次后，1、3路口的紅燈亮，同時2、4路口的綠燈亮，2、4路口方向開始通車，2個路口的LED數碼管重新開始倒計時25秒。延遲20秒時間后，2、4路口的綠燈熄滅，而黃燈開始閃爍。閃爍5次后，再切換到1、3路口方向。之后，重復上述過程。當有緊急情況時，2個方向都紅燈亮，倒計時停止，車輛禁止通行，當緊急情況結束后，控制器恢復以前的狀態繼續工作。 在設計中采用6個發光二極管來模擬2個路口的黃紅綠燈，每個路口用2個數碼管來顯示通行或禁止剩余的時間。緊急情況用一個單脈沖發生單元申請中斷來模擬，緊急情況結束后，再發一個中斷來恢復以前的狀態。 根據前面的介紹，本設計硬件由定時模塊、發光二極管模塊、數碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。定時模塊采用硬件定時和軟件定時相結合的方法，用8253定時/計數器定時100ms，再用軟件計時實現所需的定時。發光二極管模塊由8255控制發光二極管來實現。數碼管顯示模塊由實驗平臺上的LED顯示模塊實現。緊急中斷模塊是由單脈沖發生單元和8279中斷控制器組成。 程序主要是由定時子程序、發光二極管顯示子程序、數碼管顯示子程序和中斷服務程序組成。包括對8253、8255以及8259等可編程器件的編程。 五、硬件設計 本課題的設計可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成，由于各模塊電路內部已經連接，用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設計及實現相對簡單。完整系統的硬件連接如圖1所示。硬件電路由定時模塊、發光二極管模塊、數碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。 定時模塊是由8253的計數器0來實現定時100ms。Clk0接實驗平臺分頻電路輸出Q6，f＝46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255輸出來控制計數器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定時完成申請中斷，進入中斷服務程序。 發光二極管顯示模塊由8255輸出來控制發光二極管的亮滅。8255輸出為低電平時，對應的發光二極管就點亮，否則就熄滅。8255的接口電路如圖2所示。交通燈的對應關系如下：L7 L6 L5 L2 L1 L0PC7 PC6 PC5 PC2 PC1 PC013紅燈 13黃燈 13綠燈 24紅燈 24黃燈 24綠燈 實驗平臺上提供一組六個LED數碼管。插孔CS1用于數碼管段選的輸出選通，插孔CS2用于數碼管位選信號的輸出選通。本設計用4個數碼管來倒計時。 緊急中斷模塊是由單脈沖發生單元和8259中斷控制器，單脈沖發生單元主要用來請求中斷，然后做出緊急情況處理。
標簽： 交通燈控制器
上傳時間： 2013-10-07
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第6章 定時與計數技術6.1 概 述1.定時 定義：提供的時間基準。 分類：內部定時、外部定時。2.計數 定時與計數本質上是一致的。 計數的信號隨機，定時的信號具有周期性。3.應用分時系統切換任務的時間基準、測速、計數6.1.2 定時方法1.軟件定時 通過軟件指令周期方法定時，如執行循環程序。 增加CPU負擔，通用性差，一般用于短延時。2.不可編程硬件定時 采用中小規模IC構成。 不增加CPU負擔，成本低，定時值不可改變。3.可編程硬件定時 采用可編程計數器完成，軟件可改變計數值。 可編程定時/計數器：實質上定時和計數本質上都是脈沖計數器，定時計的是內部基準時鐘源產生的脈沖，計數是計外部脈沖。6.1.3 定時/計數器基本原理1.內部邏輯CPU接口： 片選、低端地址線、讀寫控制線、數據線外設接口： 時鐘、控制、輸出內部邏輯： 端口地址譯碼器、各種寄存器2.工作過程 設初值、控制（計數）、輸出
上傳時間： 2013-11-07
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3.1 總線與接口概述 3.1.1 總線和接口及其標準的概念 總線：是在模塊和模塊之間或設備與設備之間的一組進行互連和傳輸信息的信號線，信息包括指令、數據和地址。 總線標準 指芯片之間、擴展卡之間以及系統之間，通過總線進行連接和傳輸信息時，應該遵守的一些協議與規范。 接口標準 外設接口的規范，涉及接口信號線定義、信號傳輸速率、傳輸方向和拓撲結構，以及電氣特性和機械特性等多個方面。 3.1.2 總線的分類 1) 按總線功能或信號類型劃分為： 數據總線：雙向三態邏輯，線寬表示了總線數據傳輸的能力。地址總線：單向三態邏輯，線寬決定了系統的尋址能力?？刂瓶偩€：就某根來說是單向或雙向?？刂瓶偩€最能體現總線特點，決定總線功能的強弱和適應性。2) 按總線的層次結構分為： CPU總線：微機系統中速度最快的總線，主要在CPU內部，連接CPU內部部件，在CPU周圍的小范圍內也分布該總線，提供系統原始的控制和命令。局部總線：在系統總線和CPU總線之間的一級總線，提供CPU和主板器件之間以及CPU到高速外設之間的快速信息通道。系統總線：也稱為I/O總線，是傳統的通過總線擴展卡連接外部設備的總線。由于速度慢，其功能已經被局部總線替代。通信總線：也稱為外部總線，是微機與微機，微機與外設之間進行通信的總線。3.1.3 總線的主要性能參數1．總線頻率：MHz表示的工作頻率，是總線速率的一個重要參數。2．總線寬度：指數據總線的位數。3．總線的數據傳輸率 總線的數據傳輸率=(總線寬度/8位)×總線頻率 例：PCI總線的總線頻率為33.3MHz，總線寬度為64位的情況下，總線數據傳輸率為266MB/s 。
上傳時間： 2013-11-17
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