【正文】 示模塊連接電路圖 3： ATMEGA16引腳使用 情況和最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 2 3 4 5 第 8 頁 4：電源電路設(shè)計(jì) 5：串行接口電路 通過上述說我們對(duì)無線步測儀的硬件連接系統(tǒng)有了一個(gè)出不得了解，下面我們將逐步介紹每個(gè)主要元器件的硬件使用使用和如何進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)做詳細(xì)說明。 第 9 頁 3 各主要元器件模塊設(shè)計(jì) Atmega16介紹 概述 AVR 單片機(jī)采用哈弗總線型結(jié)構(gòu)，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)十分開的，微處理器直接訪問全部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器。 ATMEL 公司將高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)運(yùn)用在了 AVR 單片機(jī)上，使得 AVR 單片機(jī)都具有 ISP 的功能，即使在程序運(yùn)行時(shí)，也可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新編程。 ATmega16 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與運(yùn)算邏單元 (ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè) 時(shí)鐘周期 內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC 微控 制器最高至 10 倍的 數(shù)據(jù)吞吐率 。 ATmega16 有如下特點(diǎn) :16K 字節(jié) 的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32 個(gè)通用工作寄存器，用于 邊界掃描 的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的 定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，有起始條件檢測器的通用 串行接口 ， C、SPI 端口以及 中斷系統(tǒng) 繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步 定時(shí)器 繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于 休眠狀態(tài) ； ADC 噪聲抑制模式時(shí)終止 CPU 和除了異步定時(shí)器與 ADC 以外所有 I/O 模 塊的工作，以降低 ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有 快速啟動(dòng) 能力；擴(kuò)展 Standby 模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。 ATmega16 具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具，包括： C 語言 編譯器 、宏匯編、 程序調(diào)試器 / 軟件 仿真器 、仿真器及評(píng)估板。 ATmega16產(chǎn)品特性 ※高性能、低功耗的 8位 AVR 微處理器 ※先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu) 第 10 頁 ※ 131條指令 ※ 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期 ※ 32個(gè) 8位通用工作寄存器 ※ 全靜態(tài) 工作 ※ 工作于 16MHz 時(shí)性能高達(dá) 16MIPS ※只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器 ※非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ※ 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash，擦寫壽命 : 10,000次 ※ 具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū)，通過片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正的同時(shí)讀寫操作 ※ 512 字節(jié)的 EEPROM，擦寫壽命 : 100,000次 ※ 1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM ※ 可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密 ※ JTAG 接口 ( 與 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)兼容 ) ※符合 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 ※支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能 ※ 通過 JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash、 EEPROM、 熔絲位 和鎖定位的 編程 外設(shè)特點(diǎn) ※兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和 比較器 功能的 8位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ※一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ※具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器 RTC 第 11 頁 ※ 四通道 PWM ※ 8路 10位 ADC， 8個(gè)單端通道， 2個(gè)具有可編程增益（ 1x, 10x, 或 200x）的差分通道 ※面向字節(jié)的兩線接口 ※兩個(gè)可編程的串行 USART ※ 可工作于 主機(jī) / 從機(jī)模式的 SPI 串行接口 ※具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程 看 門狗定時(shí)器 ※ 片內(nèi)模擬比較器 ※特殊的處理器特點(diǎn) ※上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測 ※片內(nèi)經(jīng)過標(biāo)定的 RC 振蕩器 ※片內(nèi) /片外 中斷源 l 6種睡眠模式 : 空閑模式、 ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、 Standby 模式以及擴(kuò)展的 Standby 模式 u I/O 和封裝 ※ 32個(gè)可編程的 I/O 口 ※ 40引腳 PDIP 封裝 , 44引腳 TQFP 封裝 , 與 44引腳 MLF 封裝 u 工作電壓 : l ATmega16L： l ATmega16： u 速度等級(jí) 第 12 頁 l 8MHz ATmega16L l 016MHz ATmega16 u ATmega16L 在 1MHz, 3V, 25176。 C 時(shí)的功耗 l 正常模式 : mA l 空閑模式 : mA l 掉電模式 : 1 μ A ATmega16 引腳功能 引腳名稱引腳功能說明 VCC 電源正 GND 電源地 端口 A(PA7..PA0) 端口 A 做為 A/D 轉(zhuǎn)換器 的模擬輸入端。端口 A 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具 ATmega 引腳圖 [2] 有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時(shí)鐘 還未起振，端口A 處于 高阻狀態(tài) 。 端口 B(PB7..PB0) 端口 B 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時(shí)鐘 還未起振，端口 B 處于 高阻狀 第 13 頁 態(tài) 。 端口 B 也可以用做其他不同 的特殊功能 . 端口 C(PC7..PC0) 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時(shí)鐘 還未起振，端口 C 處于 高阻狀態(tài) 。如果 JTAG 接口 使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活。端口 C 也可以用做其他不同的特殊功能 . 端口 D(PD7..PD0) 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 D 處于 高阻狀態(tài) 。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能 . RESET 復(fù)位輸入 引腳 。持續(xù)時(shí)間超過最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。門限時(shí)間見 P36Table 15。持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 XTAL1 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。 XTAL2 反向振 蕩放大器的輸出端。 AVCC AVCC 是端口 A 與 A/D 轉(zhuǎn)換器 的電