【正文】 三 江 學(xué) 院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于 AVR 單片機的電子計時器軟硬件設(shè)計 電子信息學(xué)院 院（系） 電子通信工程 專業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 指導(dǎo)教師工作單位 三江學(xué)院 起訖日期 3 月 1 日 — 6 月 3 日 摘 要 在 電子計時器的系統(tǒng) 中， AVR 單片機最小系統(tǒng)以及少量的外圍電路是最基本的電路系統(tǒng)，外圍電路有比如顯示 模塊 。 此次的任務(wù)設(shè)計所用到的芯片主要是mega16 芯片，是以其為核心而設(shè)計出來的。 通過 AVR 單片機的 I/O 口 控制外圍電路 。 整個 系統(tǒng)由復(fù)位模塊、 按鍵 模塊、 數(shù)碼管模塊，蜂鳴器模塊 4 個模塊組成 。 本設(shè)計 從 avr 單片機 IO 口的使用方法為切入點 ， 使用 ATmega16 的內(nèi)部 時鐘分頻電路 ，從而確定出內(nèi)部的機器周期。再通過對內(nèi)部中斷程序的設(shè)置來設(shè)計出定時 程序，即設(shè)計出了電子 計時器 的核心。 然后在核心電路的基礎(chǔ)上設(shè)計出了相應(yīng)的 外圍電路 ，使本設(shè)計 能更好的完成任務(wù)要求 。 關(guān)鍵詞 ： AVR 單片機；數(shù)碼管；蜂鳴器 ABSTRACT Electronic timer with AVR minimum system microcontroller as the core to peripheral circuits designed in our day long life in a wide range of uses, such as our area, large construction installation in the alarm system and so on are widely used electronic timer example. In the system of the electronic timer, AVR minimum system of the MCU and peripheral circuit a circuit system is the most basic, peripheral circuits such as the display module. The use of task design the main chip is mega16 chip, its core is designed. Through the AVR microcontroller I/O port control circuit. The whole system consists of a reset module, a key module, digital control module, a buzzer module 4 modules. From the design method of using AVR microcontroller IO port as the breakthrough point, the internal clock frequency dividing circuit using ATmega16, so as to determine the internal machine cycle. Then the internal interrupt program to design timing program, which designed the core of the electronic timer. Then based on the core circuit is designed corresponding peripheral circuit, the design can better to plete the task requirements. Keywords: AVR microcontroller。 digital tube。 the buzzer 目 錄 第一章 關(guān)于 AVR 單片機 ................................... 1 AVR單片機的發(fā)展 ............................................. 1 ATmega16單片機的特點 ......................................... 2 ATmega16單片機 .............................................. 3 第二章 方案設(shè)計與論證 ................................... 6 第三章 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框 圖 .................................. 7 第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ................................... 9 顯示部分電路的設(shè)計 ........................................... 9 LED數(shù)碼顯示管的基本原理 ................................ 9 數(shù)碼管顯示模塊分析 ..................................... 10 LED顯示電路 ........................................... 12 控制部分電路的設(shè)計 .......................................... 14 ............................................... 14 ............................................ 16 無源蜂鳴器跟有源蜂鳴器的區(qū)別 ........................... 16 按鍵模塊設(shè)計 ................................................ 19 ......................................... 19 四角按鍵封裝形式及參考尺寸 ............................. 19 第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .................................. 21 總體系統(tǒng)的設(shè)計思路 ......................................... 21 計時程序 ................................................... 21 報警程序 ................................................... 21 第六章 系統(tǒng)電路的制作與調(diào)試 ............................. 22 電路硬件焊接制 作 ............................................ 22 調(diào)試的主要方法 .............................................. 22 系統(tǒng)調(diào)試 .................................................... 22 硬件調(diào)試 .............................................. 22 軟件調(diào)試 .............................................. 23 聯(lián)機調(diào)試 .............................................. 23 ............................. 23 結(jié)束語 ................................................. 25 致 謝 ................................................. 26 參考文獻 ................................................ 27 附錄 A 電子計時器原理圖 ................................. 28 附錄 B 元器件清單 ....................................... 29 三江學(xué)院 2021 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一 章 關(guān)于 AVR單片機 AVR 單片機的發(fā)展 AVR 單片機是 Atmel 公司最近幾年發(fā)布的一款在精簡指令集指令架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的一款的具有很高性能指標，比較低的功耗的 8 位 MCU。我們?nèi)粘Ｉ钪型ǔＶv的精簡指令集 RISC(Reduced Insstruction Set Computer)是上個世紀 90 年代左右發(fā)明 出來的，不得不說這款單片機是綜合了半導(dǎo)體集成技術(shù)以及必要的軟件技術(shù)性能的最新的微處理器，只是針對復(fù)雜指令集 CISC（ Complex Instruction Set Cputer）和精簡指令集相比而言。精簡指令集 RISC 很巧妙的避免傳統(tǒng)的復(fù)雜的指令運行模式，改之先使用頻率經(jīng)過最高的簡單指令，因為其不再使用不變的指令長度，從而減少了指令尋址方式的運行周期，從而剪斷指令周期，因此增加了單片機微處理器的運算速度。 AVR 之所以具備了 MIPS/MHzd 高速處理性能的能力，就是因為其采用這種精簡指令集機構(gòu)， AVR 單片機的快速存取寄存器由 32 個通用寄存器組成。所有 32 個通用寄存器直接與邏輯運算單元（ ALU）連接，單個寄存器都可以取代累加器工作，這使得微處理器可以在執(zhí)行當(dāng)前指令時從而取出要執(zhí)行的下一條指令，這樣就避免了傳統(tǒng)的累加器結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的累加器和存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸效應(yīng)，提高了系統(tǒng)運算速度。 我們知道在以往的的精簡指令集 RISC 的結(jié)構(gòu)中， 分頻降低到內(nèi)部執(zhí)行周期的不是內(nèi)部的時鐘分頻系統(tǒng)而是 MCU 的外部晶振的時鐘頻率。但是 AVR 單片機有內(nèi)部集成 時鐘系統(tǒng)是沒有對外部時鐘分頻的，它可以執(zhí)行一條指令通 過一個時鐘周期來實現(xiàn)。 AVR 單片機與 c51 不同的是 avr 只采用采用哈佛（ Harvard）的總線結(jié)構(gòu)，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是嚴格分開的。微處理器直接訪問所有的 ROM 和RAM。 AVR 單片機為什么會有 ISP 的功能？答案就是 Atme