基于avr單片機(jī)的電子計(jì)時(shí)器軟硬件設(shè)計(jì)(已修改)
2025-01-30 14:12 本頁(yè)面
【正文】 三 江 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于AVR單片機(jī)的電子計(jì)時(shí)器軟硬件設(shè)計(jì) 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(hào) 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(jì)時(shí)器的系統(tǒng)中，AVR單片機(jī)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(jì)所用到的芯片主要是mega16芯片，是以其為核心而設(shè)計(jì)出來(lái)的。通過(guò)AVR單片機(jī)的I/O口控制外圍電路。整個(gè)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(gè)模塊組成。本設(shè)計(jì)從avr單片機(jī)IO口的使用方法為切入點(diǎn)，使用ATmega16的內(nèi)部時(shí)鐘分頻電路，從而確定出內(nèi)部的機(jī)器周期。再通過(guò)對(duì)內(nèi)部中斷程序的設(shè)置來(lái)設(shè)計(jì)出定時(shí)程序，即設(shè)計(jì)出了電子計(jì)時(shí)器的核心。然后在核心電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的外圍電路，使本設(shè)計(jì)能更好的完成任務(wù)要求。關(guān)鍵詞：AVR單片機(jī)；數(shù)碼管；蜂鳴器 ABSTRACTElectronic 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(jī) 1 AVR單片機(jī)的發(fā)展 1 ATmega16單片機(jī)的特點(diǎn) 2 ATmega16單片機(jī) 3第二章 方案設(shè)計(jì)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(jì) 9 顯示部分電路的設(shè)計(jì) 9 LED數(shù)碼顯示管的基本原理 9 數(shù)碼管顯示模塊分析 9 LED顯示電路 12 控制部分電路的設(shè)計(jì) 14 14 16 無(wú)源蜂鳴器跟有源蜂鳴器的區(qū)別 16 按鍵模塊設(shè)計(jì) 19 19 四角按鍵封裝形式及參考尺寸 20第五章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 總體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 21 計(jì)時(shí)程序 21 報(bào)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(jī)調(diào)試 23 23結(jié)束語(yǔ) 24致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26附錄A 電子計(jì)時(shí)器原理圖 27附錄B 元器件清單 28 三江學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 關(guān)于AVR單片機(jī) AVR單片機(jī)的發(fā)展AVR單片機(jī)是Atmel公司最近幾年發(fā)布的一款在精簡(jiǎn)指令集指令架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的一款的具有很高性能指標(biāo)，比較低的功耗的8位MCU。我們?nèi)粘Ｉ钪型ǔＶv的精簡(jiǎn)指令集RISC(Reduced Insstruction Set Computer)是上個(gè)世紀(jì)90年代左右發(fā)明出來(lái)的，不得不說(shuō)這款單片機(jī)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(duì)復(fù)雜指令集CISC（Complex Instruction Set Cputer）和精簡(jiǎn)指令集相比而言。精簡(jiǎn)指令集RISC很巧妙的避免傳統(tǒng)的復(fù)雜的指令運(yùn)行模式，改之先使用頻率經(jīng)過(guò)最高的簡(jiǎn)單指令，因?yàn)槠洳辉偈褂貌蛔兊闹噶铋L(zhǎng)度，從而減少了指令尋址方式的運(yùn)行周期，從而剪斷指令周期，因此增加了單片機(jī)微處理器的運(yùn)算速度。AVR之所以具備了MIPS/MHzd 高速處理性能的能力，就是因?yàn)槠洳捎眠@種精簡(jiǎn)指令集機(jī)構(gòu)， AVR單片機(jī)的快速存取寄存器由32個(gè)通用寄存器組成。所有32個(gè)通用寄存器直接與邏輯運(yùn)算單元（ALU）連接，單個(gè)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(shí)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(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸效應(yīng)，提高了系統(tǒng)運(yùn)算速度。 我們知道在以往的的精簡(jiǎn)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(shí)鐘分頻系統(tǒng)而是MCU的外部晶振的時(shí)鐘頻率。但是AVR單片機(jī)有內(nèi)部集成 時(shí)鐘系統(tǒng)是沒(méi)有對(duì)外部時(shí)鐘分頻的，它可以執(zhí)行一條指令通過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期來(lái)實(shí)現(xiàn)。 AVR單片機(jī)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(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是嚴(yán)格分開(kāi)的。微處理器直接訪問(wèn)所有的ROM和RAM。 AVR單片機(jī)為什么會(huì)有ISP的功能？答案就是Atmel公司在AVR單片機(jī)上面使用了密度比較大的的不容易丟失的存儲(chǔ)器技術(shù)，也就是說(shuō)在程序運(yùn)行時(shí)，也可以對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行重新編譯。 AVR單片機(jī)越來(lái)越成為人們首選的一種高靈活降低開(kāi)發(fā)成本的處理器，在avr高端產(chǎn)品中ATmega公司在部分單片機(jī)系統(tǒng)上綜合了在線調(diào)試的功能，這就使得用戶可以很方便的隨意更改程序，同時(shí)用戶也看可以通過(guò)JATG實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試以及下載的功能。 用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)比如C以及BASIC語(yǔ)言已經(jīng)成為了一種行業(yè)趨勢(shì)，而avr不但支持匯編也支持c和basic。高級(jí)語(yǔ)言可以幫助用戶更好的進(jìn)行移植方便業(yè)內(nèi)技術(shù)的交流。 ATmega16單片機(jī)的特點(diǎn) ATmega16單片機(jī)的ATmega系列AVR單片機(jī)內(nèi)部具有接口豐富，功能齊全，特性價(jià)格比較高的產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。如下：①功耗較低以及運(yùn)行性能較高的8位微處理器系統(tǒng)。②先進(jìn)的精簡(jiǎn)指令集RISC結(jié)構(gòu)。 ?精簡(jiǎn)指令集包含了118條指令，很大一部分是單指令周期。 ?工作在16MHz時(shí)具有16MIPS的性能。 ?硬件乘法器只需兩個(gè)時(shí)鐘周期。③非易失性程序以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ?在線可編程Flash存儲(chǔ)器容量達(dá)到了16KB，可擦寫(xiě)的次數(shù)在10000次以上。 ?真正的能夠進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行讀寫(xiě)操作功能的是可選Boot代碼區(qū)具有獨(dú)立鎖定位功能可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程。 ?線可編程EEPROM具有512B，壽命可達(dá)100000次 ?片內(nèi)SRAM具有1KB ④外圍器件特點(diǎn) ?頻率等分，對(duì)比和采集功能是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器所具有
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