【正文】 /16KB EPROM 注意： 控制信號： LAE、 PSEN 片選信號： CE() 地址信號： A0~A1 A13 數(shù)據(jù)信號： O0~O7 對于擴展的 64KB 的 2764 的地址范圍為（ 13 位地址線）如下表： 表 2 2764 的地址范圍表 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 ⅹ 0 ⅹ 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 地址范圍為： 0000~1FFFH。本設計采用 LED 八段數(shù)碼管作為顯示器。所謂靜態(tài)顯示，就是把多個 LED 顯示器的每一段與一個獨立的并行口連接起來，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到 VCC 或 GND 端，這種連接方式的每一個顯示器都要占用一個單獨的具有鎖存功能的 I/O 端口，用于筆劃段字形代碼，單片機只需把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用再管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形碼。 LED 為八位八段顯示器共陰極， mega16PB 口提供段選碼， PA 口提供位選碼，鍵盤可用 4*8 矩陣鍵盤其列輸出由 PA 口提供，行輸入由 PC0~PC3 提供。并可同時顯示。從論文的選題、 文章結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑到最后的定稿，都得到了導師的細心指點和提攜。 。同時也向關心支持我的家人、同學和朋友致以最衷心的感謝?？梢姡驹O計運用將相當廣泛。 由于本設計只使用了一個外部中斷 信號，還有一個中斷引腳可以使用，所以可以同時測量兩路信號，這樣使整個系 統(tǒng)的性能和運用范圍有了大幅度提高。 本系統(tǒng)， mega16 外接 LED 顯示器，經(jīng)驅(qū)動后直接顯示結(jié)果。其中 7個長條形的發(fā)光管排列成一個 “8”字形，另一個圓點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。 PC PC5 取 0。按直接字節(jié)地址作直接尋址或用工作寄存器組中的 R0 或 R1 作寄存器間接尋址 訪問片外程序存儲器的操作時序： 訪問程序存儲器的控制信號 ALE地址鎖存信號 PSEN片外程序存儲器讀信號 EA片內(nèi)、外程序存儲器訪問選擇信號。外部數(shù)據(jù) RAM 與內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM 的功用基本相同，但前者不能進行堆棧操作。當對 EPROM 編程時，由此加入編程脈沖。當它有效低電平時，能選中該芯片，故又稱為選片信號。其擴展電路圖如下： 長春理工大學畢業(yè)設計 22 A t m e g a 1 6A L EP A 7P A 6P A 5P A 4P A 3P A 2P A 1P A 0G V c c7 4 L S 3 7 31 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D 8 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 QO EG N D_ _+ 1 5 V輸 出 控 制鎖 存 允 許 圖 62 mega16 地址總線擴展電路圖 擴展程序存儲器電路 Atmega16 片內(nèi)不帶程序存儲器 ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路 373，外接的程序存儲器多為 EPROM 的 2764 系列。鎖存端 LE 由高變低時，輸出端 8 位信息被鎖存，直到 LE 端再次有效。流程圖如下： 初 始 化 測頻計算標志 =1？ 測周計算標志 =1？ 清 0 測頻計算標志 調(diào)用測頻計算子程序 調(diào)用顯示子程序 開 始 清 0 測周計算標志 調(diào)用測周計算子程序 N N Y Y 長春理工大學畢業(yè)設計 20 圖 56 顯示程序流程圖 開始 置段、位選碼初值 8155 初始化 位選碼 PA 口 查段選碼表 段選碼 PB 口 延時 1ms 指向下一個單元 顯示完成 返回 Y 選擇下一位 N 長春理工大學畢業(yè)設計 21 第六章 硬件設計 硬件結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 7 4 l L S 3 7 32 7 6 4A 0/A 7D 0/D 7A 8/A 1 3P B 0/P B 7P A 0/P A 7I N T 0I N T 1X T A L 1X T A L 2A L EE AR DA t m e g a 1 6P C 0/P C 5W R_ _— — —_ __ _ _ _ __ _G E_ __ _傳感器信號顯示輸出P_ _ 圖 61 單片機測量處理硬件原理框圖 另外，如果要使測量精度更高，可以使用兩路信號同時測量，最后取平均值得方法。程序流程如圖 8，測頻法計算相對簡單，若閘門時間 t=2m秒，只須將計數(shù)值 N 右移或左移 m位，再乘以系數(shù)（求線速度時為 2RZ? ）入 口 N+1 N 測周標志 =1？ 停定時 /計時器 保護 N 保護 TE TH TL 置測周計算標志 重賦初值 啟動定時 /計數(shù)器 中斷返回 Y N 長春理工大學畢業(yè)設計 19 圖 55 計算顯示模塊流程圖 就可以了。 信號脈沖計數(shù)是由外部中斷 INTX 配合軟件計數(shù)器完成的，在 mega16 內(nèi)部RAM 中開辟兩個字節(jié)作為信號脈沖軟 件計數(shù)單元。這里需要著重說明中斷入口 到達設 定時間 N? GN 保護 N 賦初值 關定時器 檢測到下降沿開計數(shù)器 下一個下降沿到， 關計數(shù)器 保護 TE TH TL 值 置測頻計算標志 置測周計算標志 中斷返回 N N Y Y 長春理工大學畢業(yè)設計 17 一點， TE、 TH、 TL 三個單元內(nèi)容的含義在測頻法和測周法中是不同的，在測頻法時。 程序流程圖如下圖所示： 長春理工大學畢業(yè)設計 16 圖 53 定時 /計數(shù)器中斷程序流程圖 5． 2 程序結(jié)構(gòu) 由于雙路信號的測量完全獨立，所以下面以單路測量為例說明程序結(jié)構(gòu)，該程序包含三大任務模塊：閘門時間控制模塊，信號脈沖計數(shù)模塊，計算顯示模塊。定時器的開關由程序根據(jù) PD 口上的狀態(tài)進行控制，檢測到下降沿時開定時 /計數(shù)器 T0，當緊接著的另一個下降沿被檢測到時關 T0 計數(shù)。當 T0 開始定時計數(shù)同時，打開計數(shù)器 t1，對外部脈沖技術， 當 T0 達到定時值時，響應中斷，關計數(shù)器 T1。另外被測信號頻率越低誤差越小，被測信號頻率高時測量誤差較大。在智能化儀器中，往往采用測周法提高對低頻信號測量精度。同時可以看出，若增大閘門時間 t，便可以減小誤差，這樣就不能準確地測出瞬時風速。它是固定采樣閘門時間 t，計算脈沖個數(shù) N，通過設定小數(shù)點位置，取得正確的顯示結(jié)果。 （ 3） 執(zhí)行中斷處理程序。 中斷響應一般分為如下幾個步驟： （ 1） 保護斷點，即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把這個地址送入堆棧。其中斷響應為兩級控制， EA 為總的中斷響應控制位，各中斷源還有相應得中斷響應控制位。各中斷請求信號分別由中斷控制寄存器 TCON 進行控制。 在實際應用中注意：由于中斷的發(fā)生隨機，因而使得由中斷驅(qū)動的中斷服務程序難以把握、檢測和調(diào)試，這就要求在設計中斷中力求謹慎。先查詢的優(yōu)先級高，后查詢的優(yōu)先級低，順序排隊。 ALE：其連接方法與程序存儲器相同。 單片機與數(shù)據(jù)存儲器的連接方法和程序存儲器連接方法大致相同，簡述如下： ，與程序存儲器連法相同。由于 P0 口是地址、數(shù)據(jù)分時使用的通道口，所以為保存地址信息，需外加地址鎖存器鎖存低 8 位的地址信息。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線，器件所有的控制線被稱 ： 控制總線。 本系統(tǒng) Atmega16 單片機系統(tǒng)的擴展接口原理圖如下： 長春理工大學畢業(yè)設計 10 A t m a g e 1 6數(shù) 據(jù) 存 儲 器 程 序 存 儲 器 I / O 接 口I / O 接 口I / O 設 備 I / O 設 備地 址 總 線數(shù) 據(jù) 總 線控 制 總 線 圖 2 mega16 單片機系統(tǒng)的擴展接口原理圖 4． 3 三總線概述 三總線為：地址、數(shù)據(jù)、控制總線。 配備只需要 2 個時鐘周期的硬件乘法器 （ 2）片內(nèi)含有較大容量的非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲器 16K 字節(jié)在線可編程（ ISP） Flash 程序存儲器（擦除次數(shù) 1 萬次），采用 Boot Load技術支持 IAP 功能； 1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM 數(shù)據(jù)存儲器，可實現(xiàn) 3 級鎖定的程序加密； 512 個字 節(jié)片內(nèi)在線可編程 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器（壽命 10 萬次）； （ 3）片內(nèi)含 JTAG 接口 支持符合 JTAG 標準的邊界掃描功能用于芯片檢測； 支持擴展的片內(nèi)在線調(diào)試功能 可通過 JTAG 口對片內(nèi)的 Flash、 EEPROM、配置熔絲位和鎖定加密位實施下載編程； （ 4）外圍接口 2 個帶有分別獨立、可設置預分頻器的 8 位定時器 /計數(shù)器； 1 個帶有可設置預分頻器、具有比較、捕捉功能的 16 位定時器 /計數(shù)器； 片內(nèi)含獨立振蕩器的實時時鐘 RTC； 4 路 PWM 通道； 8 路 10 位 ADC 面向字節(jié)的兩線接口 TWI（兼容 I2C 硬件接口）； 1 個可編程的增強型全雙工的，支持同步 /異步通信的串行接口 USART； 1 個可工作于主機 /從機模式的 SPI 串行接口（支持 ISP 程序下載）； 片內(nèi)模擬比較器； 內(nèi)含可編程的，具有獨立片內(nèi)振蕩器的看門狗定時器 WDT； 長春理工大學畢業(yè)設計 9 （ 5）其它的特點 片內(nèi)含上電復位電路以及可編程的掉電檢測復位電路 BOD； 片內(nèi)含有 1M/2M/4M/8M，經(jīng)過標定的、可校正的 RC 振蕩器，可作為系統(tǒng)時鐘使用； 多達 21 個各種類型的內(nèi)外部中斷源； 有 6 種休眠模式支持省電方式工作； （ 6）寬電壓、高速度、低功耗 工作電壓范圍寬 ： ATmega16L —， ATmega16 —； 運行速度： ATmega16L 0—8M， ATmega16 0—16M； 低功耗：