【正文】 的I/O端口……)于一身，充分體現(xiàn)了單片機技術(shù)的從“片自為戰(zhàn)”向“片上系統(tǒng)SoC”過渡的發(fā)展方向。工作于空閑模式時CPU停止工作，而USART、兩線接口、A/D 轉(zhuǎn)換器、SRAM、T/C、SPI端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續(xù)運行，允許用戶保持一個時間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；ADC噪聲抑制模式時終止CPU 和除了異步定時器與ADC以外所有I/O模塊的工作，以降低ADC轉(zhuǎn)換時的開關(guān)噪聲；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴展Standby模式下則允許振蕩器和異步定時器繼續(xù)工作。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。?端口D(PD7..PD0)：端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。?XTAL1：反向振蕩放大器與片內(nèi)時鐘操作電路的輸入端。因此它必須能夠訪問存儲器、執(zhí)行運算、控制外設(shè)以及處理中斷。在典型的ALU操作中，兩個位于寄存器文件中的操作數(shù)同時被訪問，然后執(zhí)行運算，結(jié)果再被送回到寄存器文件。程序流程通過有/無條件的跳轉(zhuǎn)指令和調(diào)用指令來控制，從而直接尋址整個地址空間。這個指針位于I/O空間，可以進行讀寫訪問。 I/O存儲器空間包含64個可以直接尋址的地址，作為CPU外設(shè)的控制寄存器、SPI，以及其他I/O功能。用戶程序的安全性要根據(jù)Flash程序存儲器的兩個區(qū)：引導(dǎo)(Boot)程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)，分開來考慮。直接尋址范圍可達整個數(shù)據(jù)區(qū)。 I/O口介紹作為通用數(shù)字I/O使用時，所有AVR I/O端口都具有真正的讀修改寫功能。當(dāng)寄存器MCUCR的上拉禁止位PUD置位時所有端口引腳的上拉電阻都被禁止。復(fù)位時各引腳為高阻態(tài)，即使此時并沒有時鐘在運行。如果端口A的部分引腳置為輸出，當(dāng)轉(zhuǎn)換時不能切換，否則會影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。設(shè)置為輸入后，上拉電阻由PORTB6控制。工作于主機模式時，這個引腳的數(shù)據(jù)方向由DDB4控制。配置該引腳為輸入時，切斷內(nèi)部上拉電阻，防止數(shù)字端口功能與模擬比較器功能相沖突。若JTAG接口使能，即使出現(xiàn)復(fù)位，引腳PC5(TDI)、PC3(TMS)與PC2(TCK)的上拉電阻將被激活。當(dāng)JTAG接口使能，該引腳不能作為I/O引腳。當(dāng)該引腳使用兩線串行接口，仍可由PORTC1位控制上拉。? OC1A–端口D,Bit5OC1A，T/C2輸出比較匹配A輸出：PD5引腳作為T/C1輸出比較A外部輸入。? INT0–端口D,Bit2INT0，外部中斷0。如果程序永遠不利用中斷功能，中斷向量可以由一般的程序代碼所覆蓋。電源電壓低于上電復(fù)位門限VPOT時，MCU復(fù)位。復(fù)位寄存器為1時MCU復(fù)位。要注意的是有些外部中斷由異步邏輯檢測，因此即使I/O時鐘停止了這些中斷仍然可以得到監(jiān)控。時鐘源ATmega16芯片有如下幾種通過Flash熔絲位進行選擇的時鐘源。 時鐘源選擇器件時鐘選擇外部晶體/陶瓷振蕩器11111010外部低頻晶振1001外部RC振蕩器10000101標(biāo)定的內(nèi)部RC振蕩器01000001外部時鐘0000其優(yōu)點是大大降低了功耗，但是頻率范圍比較窄，而且不能驅(qū)動其他時鐘緩沖器。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機的時鐘電路。該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。由11114腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。同一芯片上集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構(gòu)成一個完整的運動控制系統(tǒng)。該腳控制輸出1與輸出2（腳10）之間電流的方向，從而控制馬達旋轉(zhuǎn)的方向。7電源正端與負(fù)端可在引腳11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關(guān)管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運行平穩(wěn)性的優(yōu)點，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點，尤其是必須增加死區(qū)來避免開關(guān)管直通的危險，限制了開關(guān)頻率的提高，因此只用于中小功率直流電動機的控制。其類型有普通，高速和高傳輸比三種。OC0，輸出比較匹配輸出：PB3引腳可作為T/C0 比較匹配的外部輸出。中斷請求(.)信號在定時器中斷標(biāo)志寄存器TIFR都有反映。比較的結(jié)果可用來產(chǎn)生PWM波，或在輸出比較引腳OC0上產(chǎn)生變化頻率的輸出。時鐘發(fā)生器包含同步邏輯，通過它將波特率發(fā)生器及為從機同步操作所使用的外部輸入時鐘同步起來。時鐘產(chǎn)生邏輯為發(fā)送器和接收器產(chǎn)生基礎(chǔ)時鐘。波特率的公式如下式： （）串口采用UART，異步正常模式BAUD=2400，fosc=，所以，UBRR=288。如果有則檢查數(shù)據(jù)是否有效；如果沒有，則返回上一步重新查詢。 //USART initializeTimer0_Init()。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。本設(shè)計是通過LMD18200為驅(qū)動電路,由上位機輸出控制命令控制電機速度與轉(zhuǎn)速變化。 case speed_high: OCR0=0X50。 default: break。//異步操作，禁止奇偶校驗，設(shè)置幀格式：8個數(shù)據(jù)位，1個停止位 ICCAVR 開發(fā)環(huán)境ICCAVR介紹ImageCraft公司開發(fā)的ICCAVR是使用符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語言來開發(fā)AVR系列單片機一種開發(fā)工具。ICCAVR是一個32位的程序，支持長文件名。AVROCD在芯片調(diào)試協(xié)議使用戶對AVR單片機的內(nèi)部資源能夠進行完全的實時監(jiān)控?！?V。AVR Studio將通過COM端口自動檢測端口上存在的JTAG ICE仿真器。但如果應(yīng)用程序在MCUCSR 中設(shè)置了JTD位，JTAG接口將無效。當(dāng)JTAGICE同目標(biāo)板連接好后就可以打開電源。 Fuses頁面LockBit是IAP設(shè)置位，Advanced設(shè)置芯片的標(biāo)識，通訊速率選取。//端口C1:定義上拉電阻和設(shè)置高電平輸出//端口C1引腳定義方向為輸出。//TCCR0 =0x51。DDRC = (1DDC1)。 Board頁面 ATmega16單片機控制直流電機程序代碼include include define forehead 0X00define rollback 0X11//define stop 0X22//define start 0X33define speed_high 0X44define speed_mid 0X55define speed_low 0X66define speed_zero 0X77unsigned char UARTReceiveState。將隨機提供的光盤放入CD－ROM中，按照安裝向?qū)崾镜牟襟E進行即可。下面將對在目標(biāo)板和JTAG ICE間的6線連接做介紹。如果其它資源已經(jīng)控制了端口(例如，Modem,IrDA等等)，那么AVR Studio將不能強制控制COM端口。當(dāng)有新版本時，能自動檢測并自動升級,保證你的仿真器是最新版。支持所有具有JTAG接口的AVR系列單片機。然后右鍵單擊SYY進行工程設(shè)置。其可在WINDOS 9x/NT/XP下工作。單片機采用中斷方式接收數(shù)據(jù)，而發(fā)送數(shù)據(jù)則采用查詢方式。 case speed_mid: OCR0=0X80。i=UDR。但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法，效率低。 //enaable glable interupt//while(1)。當(dāng)檢查數(shù)據(jù)有效時，程序自動調(diào)用轉(zhuǎn)速控制子程序，等待中斷，控制電機轉(zhuǎn)速，方向等。UCSRB=(1RXEN)|(1TXEN)|(1RXCIE)；//接收器與發(fā)送器使能,接收結(jié)束中斷使能。USART控制位UMSEL和狀態(tài)寄存器C(UCSRC)用于選擇異步模式和同步模式。發(fā)送器包括一個寫緩沖器，串行移位寄存器，奇偶發(fā)生器以及處理不同的幀格式所需的控制邏輯。此標(biāo)志可以用來產(chǎn)生輸出比較中斷請求。圖中沒有給出TIFR和TIMSK。在PWM模式的定時功能中，OC0引腳作為輸出。K1010具有良好的光電隔離功能。單極性驅(qū)動方式是指在一個PWM周期內(nèi)，電動機電樞只承受單極性的電壓。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。A/A。通過該端將馬達繞組短路而使其剎車。本文介紹了LMD18200芯片的結(jié)構(gòu)、原理及其典型應(yīng)用。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F電平。 系統(tǒng)復(fù)位電路任何單片機在工作之前都要進行復(fù)位，復(fù)位對單片機來說就象計算機的重新啟動，是在做一些準(zhǔn)備工作。工作模式通過熔絲位CKSEL3..1來選擇。本設(shè)計使用晶體振蕩器：XTAL1與XTAL2分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，這個振蕩器可以使用石英晶體，也可以使用陶瓷諧振器。（3）Flash時鐘－FLASH時鐘控制Flash接口的操作。這些時鐘并不需要同時工作。引腳RESET上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU復(fù)位。復(fù)位源有效時I/O端口立即復(fù)位為初始值。? TXD–端口D,Bit1TXD是USART的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳。在PWM 模式的定時器功能中，OC1A引腳作為輸出。在該模式下，在引腳處使用窄帶濾波器抑制低于50ns的輸入信號，且該引腳由斜率限制的開漏驅(qū)動器驅(qū)動。? TMS–端口C,Bit3TMS，JTAG測試模式選擇：該引腳作為TAP控制器狀態(tài)工具的定位。在這種模式下，晶體振蕩器與該引腳相聯(lián)，該引腳不能作為I/O 引腳。? T1–端口B,Bit1T1，T/C1計數(shù)器源。? AIN1/OC0–端口B,Bit3AIN1，模擬比較負(fù)輸入。工作于從機模式時，不論DDB5設(shè)置如何，這個引腳都將設(shè)置為輸入。工作于從機模式時，不論DDB7設(shè)置如何，這個引腳都將設(shè)置為輸入。在(高阻態(tài))三態(tài)({DDxn, PORTxn} = 0b00)輸出高電平({DDxn, PORTxn} = 0b11)兩種狀態(tài)之間進行切換時，上拉電阻使能({DDxn, PORTxn} = 0b01)或輸出低電平({DDxn,PORTxn} = 0b10)這兩種模式必然會有一個發(fā)生。使能某些引腳的第二功能不會影響其他屬于同一端口的引腳用于通用數(shù)字I/O目的。輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動能力，可以輸出或吸收大電流，直接驅(qū)動LED。在自動預(yù)減和后加的間接尋址模式中，寄存器X、Y和Z自動增加或減少。ATmega16的程序計數(shù)器(PC)為13位，因此可以尋址8K字的程序存儲器空間。 存儲器ATmega16的存儲器。 AVR存儲器空間為線性的平面結(jié)構(gòu)。 程序存儲器空間分為兩個區(qū)：引導(dǎo)程序區(qū)(Boot區(qū))和應(yīng)用程序區(qū)。 寄存器文件里有6個寄存器可以用作3個16位的間接尋址寄存器指針以尋址數(shù)據(jù)空間，實現(xiàn)高效的地址運算。程序存儲器里的指令通過一級流水線運行。?AVCC：是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。C時的功耗 正常模式： 空閑模式： 掉電模式：1μA ATmega16單片機引腳配置及說明 ATmega16引腳圖?VCC：數(shù)字電路的電源?GND：地?端口A(PA7..PA0)：端口A做為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。 ATmega16單片機ATmega16是基于增強的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。增強性的高速同/異步串口，具有硬件產(chǎn)生校驗碼、硬件檢測和校驗偵錯、兩級接收緩沖、波特率自動調(diào)整定位（接收時）、屏蔽數(shù)據(jù)幀等功能，提高了通信的可靠性，方便程序編寫，更便于組成分布式網(wǎng)絡(luò)和實現(xiàn)多機通信系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)用，串口功能大大超過MCS51/96單片機的串口，加之AVR單片機高速，中斷服務(wù)時間短，故可實現(xiàn)高波特率通訊。故AVR單片機在軟/硬件開銷、速度、性能和成本諸多方面取得了優(yōu)化平衡，是高性價比的單片機。AVR的主要特性：高可靠性、功能強、高速度、低功耗和低價位，一直是衡量單片機性能的重要指標(biāo)，也是單片機占領(lǐng)市場、賴以生存的必要條件。如CPU的運算位數(shù)從4位、8位……到32位機的發(fā)展，運算速度從8MHz、32MHz……。 本設(shè)計完成的工作本次畢業(yè)設(shè)計是單片機控制直流電機方面的應(yīng)用。在本世紀(jì)初，由于資本主義列強爭奪殖民地，造船工業(yè)發(fā)展很快，同時也使得直流電動機的技術(shù)得到了長足的進步。 直流電機的發(fā)展直流電機可以對旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動速度進行高精度控制。目前，最常用的直流調(diào)速技術(shù)是脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù)，它具有調(diào)速精度高、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬和耗損低等特點。無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是在日常生活中的家用電器，都大量地使用著各種各樣的電動機。系統(tǒng)主要完成由上位機和ATmega16控制直流電機的起動，停止和加減速等功能。主要由ATmega16為核心設(shè)計由LMD18200驅(qū)動芯片，采用232通訊協(xié)議的串行通信控制電路構(gòu)成的直流電機PWM調(diào)速控制系統(tǒng)。LMD18200目 錄1 緒論 1 課題的背景及意義 1 直流電機的發(fā)展 2 本設(shè)計完成的工作 22 AVR單片機簡介 3 單片機系統(tǒng)概述 3 ATmega16功能概述 3 ATmega16單片機 5 ATmega16單片機的特點及特性 5 ATmega16單片機引腳配置及說明 8 CPU 9 存儲器 10 I/O口介紹 12