【正文】 本結(jié)構(gòu)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的核心部件是單片機(jī)，其結(jié)構(gòu)特征是將組成計(jì)算機(jī)的基本部件集成在一塊晶體芯片上，構(gòu)成一片具有特定功能的單芯片計(jì)算機(jī)—單片機(jī)。一般講，低檔單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為4位（4位機(jī)），普通和中檔單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度一般為8位（8位機(jī)），高檔單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度為16或32位。時(shí)鐘和復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位、信號(hào)控制復(fù)位，產(chǎn)生片內(nèi)各種時(shí)鐘及功耗管理等。在這一點(diǎn)上，與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是不同的。早期的單片機(jī)，如典型的8031單片機(jī)，在片內(nèi)只集成少量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM（128/256字節(jié)），沒(méi)有程序存儲(chǔ)器。如 AVR系列的ATmega16在片內(nèi)就集成了16K 字節(jié)的 Flash 程序存儲(chǔ)器，1K 字節(jié)的 RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以及512字節(jié)的 EEPROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這就大大方便了應(yīng)用。該種形式的單片機(jī)片內(nèi)沒(méi)有集成程序存儲(chǔ)器，使用時(shí)必須在單片機(jī)外部擴(kuò)展一定容量的 EPROM 器件。這類(lèi)單片機(jī)芯片的上部開(kāi)有透明窗口，可通過(guò)約15分鐘的紫外線(xiàn)照射來(lái)擦除存儲(chǔ)器中的程序，再使用專(zhuān)用的寫(xiě)入裝置寫(xiě)入程序代碼和數(shù)據(jù)，寫(xiě)入次數(shù)一般為幾十次。④OTPROM 型。⑤FlashROM 型。由于 FlashROM 可多次擦除（電擦除）和寫(xiě)入的特性，加上新型的單片機(jī)又采用了在線(xiàn)下載 ISP 技術(shù)（In SystemProgram既無(wú)需將芯片從系統(tǒng)板上取下，直接在線(xiàn)將新的程序代碼寫(xiě)入單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。在單片機(jī)中，隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 是用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)程序在運(yùn)行期間的工作變量和臨時(shí)數(shù)據(jù)的。對(duì)一些需要使用大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的系統(tǒng)，就需要在外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。片內(nèi)集成的 RAM 容量增加，不僅減少了在片外擴(kuò)展 RAM 的必要性，提高了系統(tǒng)的可靠性，而且更重要的是，使得單片嵌入式系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想和方法有了許多的改變和發(fā)展，給編寫(xiě)系統(tǒng)程序帶來(lái)很大的方便，更加有利于結(jié)構(gòu)化、模塊化的程序設(shè)計(jì)。EEPROM 的壽命大于10萬(wàn)次，具有掉電后不丟失數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，并且通過(guò)系統(tǒng)程序可以隨時(shí)修改，這些特性都給用戶(hù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品帶來(lái)極大的方便和想象空間。② 通用數(shù)字 I/O 端口。④ 串行 I/O 通信口。一些新型的單片機(jī)還在片內(nèi)集成了某些專(zhuān)用功能的模擬或數(shù)字的 I/O端口，如 A/D 輸入、D/A 輸出接口，模擬比較輸入端口，脈寬調(diào)制（PWD）輸出端口等。 操作管理寄存器。各種寄存器的定義、功能、狀態(tài)、相互之間的關(guān)系和應(yīng)用相對(duì)比較復(fù)雜，而且往往同相應(yīng)的功能單元的使用緊密相關(guān)，因此，用戶(hù)應(yīng)非常熟悉各個(gè)寄存器的作用以及如何與不同的功能單元的配合使用，這樣才能通過(guò)程序指令對(duì)其編程操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)芯片中各種功能的正確使用，充分發(fā)揮單片機(jī)的所有特點(diǎn)和性能，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出高性能、低成本的電子產(chǎn)品。配備只需要2個(gè)時(shí)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(chǔ)器16K字節(jié)在線(xiàn)可編程（ISP）Flash程序存儲(chǔ)器（擦除次數(shù)1萬(wàn)次），采用Boot Load技術(shù)支持IAP功能；1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可實(shí)現(xiàn)3級(jí)鎖定的程序加密；512個(gè)字節(jié)片內(nèi)在線(xiàn)可編程EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（壽命10萬(wàn)次）；（3）片內(nèi)含JTAG接口支持符合JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能用于芯片檢測(cè)；支持?jǐn)U展的片內(nèi)在線(xiàn)調(diào)試功能可通過(guò)JTAG口對(duì)片內(nèi)的Flash、EEPROM、配置熔絲位和鎖定加密位實(shí)施下載編程；（4）外圍接口2個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；1個(gè)帶有可設(shè)置預(yù)分頻器、具有比較、捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 片內(nèi)含獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC； 4路PWM通道； 8路10位ADC 面向字節(jié)的兩線(xiàn)接口TWI（兼容I2C硬件接口）；1個(gè)可編程的增強(qiáng)型全雙工的，支持同步/異步通信的串行接口USART；1個(gè)可工作于主機(jī)/從機(jī)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(dú)立片內(nèi)振蕩器的看門(mén)狗定時(shí)器WDT； （5）其它的特點(diǎn)片內(nèi)含上電復(fù)位電路以及可編程的掉電檢測(cè)復(fù)位電路BOD； 片內(nèi)含有1M/2M/4M/8M，經(jīng)過(guò)標(biāo)定的、可校正的RC振蕩器，可作為系統(tǒng)時(shí)鐘使用；多達(dá)21個(gè)各種類(lèi)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(yùn)行速度：ATmega16L 0—8M，ATmega16 0—16M；低功耗：ATmega16L工作在1MHz、3v、25度時(shí)的典型功耗為，掉電工作模式1uA；（7）芯片引腳和封裝形式ATmega16共有32個(gè)可編程的I/O口（腳），芯片封裝形式有40引腳的PDIP、44引腳的TQFP和44引腳的MLF封裝。GND：芯片接地引腳，使用時(shí)接地。在該引腳施加（拉低）一個(gè)最小脈沖寬度為105us的低電平，將引起芯片的硬件復(fù)位（外部復(fù)位）。如果AVR的I/O口設(shè)置為輸出方式工作，當(dāng)輸出高電平時(shí)，能夠輸出20mA的電流，而當(dāng)其輸出低電平時(shí)，可以吸收40mA的電流。3. ATmega16在電路中的主控作用應(yīng)用ATmega16主要完成PWM波的輸出及控制功能。在寄存器堆中，寄存器 R～R 具有間接尋址指針寄存器的特性。 L6203驅(qū)動(dòng)模塊L6203驅(qū)動(dòng)模塊就是將5V的輸入電壓變成VIN的電壓24一方面提高電壓，一方面提高電流。所以選擇用1602液晶顯示。實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作，提高了 MCU 的效率。進(jìn)行故障處理。通常，恢復(fù)到正常工作方式往往也是利用中斷信號(hào)來(lái)喚醒。ATmega16單片機(jī)采用固定的硬件優(yōu)先級(jí)方式，不支持通過(guò)軟件對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)的重新設(shè)定。（2）中斷標(biāo)志ATmega16有兩種機(jī)制不同的中斷：帶有中斷標(biāo)志的中斷（可掛起）和不帶中斷標(biāo)志的中斷（不能掛起）。一旦中斷條件滿(mǎn)足，ATmega的硬件就會(huì)將置位相應(yīng)的中斷標(biāo)志位（置為“1”），表示向 MCU 提起中斷請(qǐng)求。已建立的中斷標(biāo)志，實(shí)際就是一個(gè)中斷的請(qǐng)求信號(hào)，如果暫時(shí)不能被響應(yīng)，該中斷標(biāo)志會(huì)一直保留（除非被用戶(hù)軟件清除掉），此時(shí)該中斷被“掛起”。這類(lèi)中斷只要中斷條件滿(mǎn)足（外部輸入低電平），便會(huì)一直向 MCU 發(fā)出中斷申請(qǐng)。因此，在這在類(lèi)中斷的服務(wù)程序中，應(yīng)該有破壞中斷條件產(chǎn)生的操作，例如，在低電平中斷的服務(wù)程序中，使用相應(yīng)的操作以釋放外部器件加在 INT 引腳上低電平。所謂兩級(jí)控制是指ATmega16有一個(gè)中斷允許的總控制位 I（既 AVR 標(biāo)志寄存器 SREG 中的 I 標(biāo)志位“”），通常稱(chēng)為全局中斷允許控制位。當(dāng)設(shè)置 I = 1，表示允許全局中斷，此時(shí) AVR總的中斷請(qǐng)求被開(kāi)放，MCU 可以響應(yīng)任何的中斷請(qǐng)求，但中斷請(qǐng)求最終是否能為 MCU 響應(yīng)，還要取決各個(gè)中斷源相應(yīng)的中斷允許位的設(shè)置。(4） 中斷嵌套由于ATmega16在響應(yīng)一個(gè)中斷的過(guò)程中通過(guò)硬件將 I 標(biāo)志位自動(dòng)清零，這樣就阻止了 MCU響應(yīng)其它中斷。因此建議只有當(dāng)某中斷確實(shí)需要得到實(shí)時(shí)響應(yīng)時(shí)才考慮使用中斷嵌套處理，一般情況下盡量不要采用中斷嵌套，因?yàn)?AVR本身是高速單片機(jī)，它運(yùn)行速度是能足夠快速的將中斷服務(wù)程序執(zhí)行完的。將中斷斷點(diǎn)的地址（即當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器 PC 的值）壓入堆棧，并將 SP 寄存器中的堆棧指針減二。所以，中斷服務(wù)要完成什么任務(wù)，是由用戶(hù)的程序決定的。ATmega16一旦執(zhí)行中斷返回 RETI 指令，MCU 便開(kāi)始了中斷返回的過(guò)程。在此之后，被中斷打斷的程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行。中斷服務(wù)程序。結(jié)束語(yǔ)利用單片機(jī)對(duì)直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行控制，改善了電源的性能，使用方便靈活，且成本較低，另一方面，根據(jù)對(duì)電源的新要求，控制系統(tǒng)在軟件上還可進(jìn)一步改進(jìn)，以擴(kuò)展其功能，而并不需要增加硬件開(kāi)銷(xiāo)，從而提高了電源的性能價(jià)格比。參考文獻(xiàn)[1]何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程． 第1版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 [2] 趙曉安. 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