【正文】 /8 MHz 內(nèi)部 RC 時(shí)鐘振蕩源，但對于精確時(shí)鐘制作來說， RC振蕩器的精度明顯是不夠的，所以在此次設(shè)計(jì)中 ，仍采用了晶振作為單片機(jī)的時(shí)鐘源。 GND：地。 C 工作模式 : mA 空閑模式 : mA 掉電模式 : μ A 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 Mega8 引腳說明 下圖是 Mega8 單片機(jī)的引腳圖： (見下頁 ) 圖 32 Mega8 引腳圖 引腳說明： PB0~PB PC0~PC PD0~PD7： 當(dāng)這 23 個(gè) I/0 作為通用數(shù)字接口使用時(shí)，均有可選內(nèi)部的上拉電阻，具有真正的讀 修改 寫功能，具有大電流 10~20mA 輸出電流和 40mA 吸電流的能力。單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，只讀程序存儲器 (ROM)，輸入輸出電路 (I/O 口 )，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口 (SCI)，顯示驅(qū)動電路 (LCD 或 LED 驅(qū)動電路 )，脈寬調(diào)制電路 (PWM)，模擬多 路轉(zhuǎn)換器及 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前高檔的家用電器，電子玩具等幾乎都是由單片機(jī)來作為控制器的。 4 在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用 利用單片機(jī)的可靠性高，適應(yīng)的溫度范圍寬，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境的特點(diǎn)可以廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈控制，智能武器裝備，航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。例如：微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床等。例如 ：電度表校驗(yàn)儀，電阻，電容，電感測量儀器，船舶航行狀態(tài)記錄儀器，煙葉水分測試器，智能超聲波測厚儀器等。 4 指令系統(tǒng)比通用微機(jī)系統(tǒng)簡單。 2 可靠性高。 單片機(jī)的特點(diǎn) 單片機(jī)芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備通用微機(jī) CPU 的數(shù)值計(jì)算功能外，還必須具有靈活，強(qiáng)大的控制功能，以便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的輸入量，控制系統(tǒng)的輸出量，實(shí)現(xiàn)自動控制。采用片內(nèi)集成程序存儲器而不必外部并 行擴(kuò)展程序存儲器，加之單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)有限速度的要求，使得串行總線方式為主的外圍擴(kuò)展方式能夠滿足大多數(shù)系統(tǒng)的需求，成為流行的提擴(kuò)展方式，而采用并行接口的擴(kuò)展技術(shù)則成為輔助方式。新型單片機(jī)往往具有寬電壓 (3~5V)或低電壓 (3V)運(yùn)行的特點(diǎn)，低電壓、低功耗是手持便攜式 系統(tǒng)重要的追求目標(biāo)，也是綠色電子的發(fā)展方向。片內(nèi)外圍電路的電源管理。 6 實(shí)現(xiàn)全面的功能管理 采用 CMOS 工藝后，單片機(jī)具有極佳的低功耗和功耗管理功能，它包括 傳統(tǒng) CMOS 單片機(jī)的低功耗運(yùn)行方式，即休閑方式 (Idle Mode)、掉電方式 (Power 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 Down Mode)。其次 基于 ISP 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得模擬仿真開發(fā)技術(shù)重新興起。若將加密單元擦除，則片內(nèi)程序也同時(shí)被擦除掉，這樣便達(dá)到了程序保密的目的。一個(gè)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)程序是系統(tǒng)最重要的部分，是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的核心。采用 Mask ROM 的微控制器稱為掩膜芯片，它在芯片制造過程中就將程序 “ 寫入 ” 其中，并永遠(yuǎn)不能改寫。早期單片機(jī)在片內(nèi)往往沒有程序存儲器或片內(nèi)集成了 EPROM 型的程序存儲器。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、音視頻等高端產(chǎn)品的需要，高檔單片機(jī)在片內(nèi)集成了更大 容量的 RAM 和 ROM 存儲器。 4 片內(nèi)存儲器的改進(jìn)與發(fā)展 目前新型單片機(jī)一般在片內(nèi)集成了兩種類型的存儲器：隨機(jī)讀 /寫存儲器 SRAM，作為臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲器用于存放工作數(shù)據(jù)；只讀 ROM，作為程序存儲器用于存放系統(tǒng)控制程序和固定不變的數(shù)據(jù)。這樣， 一方面可以獲得指令的高速運(yùn)行，另一方面，在相同的運(yùn)行速度下，可大大降低時(shí)鐘的頻率，有利于獲得良好的電磁兼容效果。采用 RISC 體系結(jié)構(gòu)和精簡指令后，單片機(jī)的指令絕大部分成為單周期指令，而且通過增加程序儲存器的寬度 (8 位增加到 16 位 )實(shí)現(xiàn)了一個(gè)地址單元存儲一條指令。 1 全盤 CMOS 化 COMS 電路具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如極寬的工作范圍、極佳的低功耗管理特性等。 3 致力于提高單片機(jī)的綜合品質(zhì)。早期的單片機(jī)以通用型為主。 與此同時(shí)，一些面向更高層次的應(yīng)用，推出了 16 位單片機(jī)，典型代表有 Intel公司的 MCS96 系列單片機(jī) 第四階段 (1993現(xiàn)在 )：百花齊放階段。滿足模擬量直接輸入的 ADC 接口；滿足伺服驅(qū)動的 PWM；保證程序可靠運(yùn)行的程序監(jiān)控定時(shí)器 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 WDT(俗稱看門狗 )。在此階段，盡管 8 位單片機(jī)的應(yīng)用已廣泛普及，但為了更好地滿足測控系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用的要求，單片機(jī)集成的外圍接口電路有了更大的擴(kuò)充。這個(gè)階段的單片機(jī)普遍帶有串行 I/O 口，多級中斷處理系統(tǒng)， 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，片內(nèi)集成的 RAM、 ROM 容量加大，尋址范圍可達(dá) 64KB。這個(gè)階段的單片機(jī)以 Intel公司的MC48 為代表。特別是在 1976 年推出MCS48 單片機(jī)以后的 30 年中，單片機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)次的更新?lián)Q代。 3 按鍵的人機(jī)交互。 2 單片機(jī)外圍器件的選取。 設(shè)計(jì)目的 1 鞏固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決一般控制的能力； 2 培養(yǎng)針對課題需要、選擇和查閱有關(guān)手冊、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力、提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力； 3 通過對課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、研制的過程、軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟； 4 掌握 KEIL C， Proteus， Protel等相關(guān)軟件的應(yīng) 用 。同時(shí)由于在這里采用帶晶振的單片機(jī)，使得電子時(shí)鐘不僅走準(zhǔn)確，而且可以 利用單片機(jī)的高度靈活性，為電子時(shí)鐘擴(kuò)充許多顯 來諸如定時(shí)自動報(bào)警 、 按時(shí)自動打鈴 、 定時(shí)廣播、自動起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動啟用等。再加上集成電路的使用 ， LED點(diǎn)陣顯示屏的外圍電路變得越來越簡單，性價(jià)比不斷攀升，使得 LED 點(diǎn)陣顯示屏廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)及公共場所，成為了信息化時(shí)代不可缺少的信息發(fā)布工具 。 74HC595。 SCM。 以及在 軟硬件 設(shè)計(jì)調(diào)試過程中的各種 現(xiàn)象及解決方案 。由微控制器控制顯示器件的亮滅、顏色變化，從而組合出所需要的圖相。若以 LED點(diǎn)陣來作為電子時(shí)鐘的顯示屏，則可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大視角的時(shí)鐘顯示。而 LED 點(diǎn)陣式顯示屏，具有 亮度高、功耗小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。從宏觀上來上，顯示屏可分為兩個(gè)部份：顯示器件和微控制器。 設(shè)計(jì)中所涉及的知識點(diǎn)主要有：點(diǎn)陣顯示原理，字模提取，顯示左移算法的實(shí)現(xiàn)，單片機(jī) Meg8 和編譯器 IAR 的使用。 LED dot matrix。 74HC154。 按鍵處理程序 .....................................................................................26 4. 2. 5 正常 /調(diào)分 /調(diào)時(shí)顯示程序 ..................................................................28 4. 2. 6 調(diào)速顯示、左移顯示程序 ................................................................30 4. 2. 7 時(shí)間處理程序 ....................................................................................35 第 5 章 調(diào)試過程及相關(guān)問題的處理 ............................................................................37 開發(fā)工具 .........................................................................................................37 IAR 集成開發(fā)環(huán)境 ...........................................................................37 AVR_fighter 編程下載軟件 和 下載器的制作 .................................41 Protenus 單片機(jī)仿真軟件 ................................................................42 調(diào)試步驟 .........................................................................................................44 Proteus 硬件電路圖繪制 ..................................................................44 IAR avr 程序設(shè)計(jì)流程 ......................................................................45 觀察仿真結(jié)果 .....................................................................................45 第 6 章 PCB 設(shè)計(jì) .............................................................................................................49 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 III 6. 1 Protel99 設(shè)計(jì) PCB 的一般流程 .................................................................49 6. 2 PCB 相關(guān)設(shè)計(jì)圖 ..........................................................................................49 6. 2. 1 PCB 原理圖 ......................................................................................50 6. 2. 2 PCB 圖 ..............................................................................................51 6. 2. 3 PCB 3D 圖 ........................................................................................52 小結(jié) ...................................................................................................................................53 致謝 ...................................................................................................................................54 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................55 附錄 1 程序源代碼 ........................................................................................................56 附 錄 主程序 ............................................................................................56 附錄 時(shí)間處理相關(guān)程序 ........................................................................59 附錄 顯示處理相關(guān)程序 ..............................................................62 附錄 中斷處理相關(guān)程序 ........................................