【正文】 (OC2)21U7ATmega16L8PIAGNDGND GNDAVCC VCCC18C17C16R 360R8811772266335544U1TDA2882PB0PB1PB2PB3SS PB4MOSI PB5MISO PB6SCK PB7PD0PD1PD2PD3PD4PD5PD6PD7RSTXTL2XTL1PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7AREFAGNDGND10uHL1GNDGNDC247KR1R2KMIC220uFC1220uFC41uFC3GNDGNDGNDDB10DB11DB12DB13DB14DB15DB16DB17 圖 32 ATmega16 與駐極體話筒傳感器接口電路 ATmega16 與 SD 卡接口電路設(shè)計(jì) ATmega16 與 SD 卡接 口功能 ATmega16 與 SD卡的接口電路的主要作用是在 ATmega16 單片機(jī)的控制下，將前端信號區(qū)傳送過來的聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號送往 SD 卡進(jìn)行存儲(chǔ)。 /* ADC 轉(zhuǎn)換初始化 子函數(shù) */ void ADC_Init(void) { DDRAamp。不同的 SD 卡支持的指令集不盡相同， SPI 模式下支持的命令和 SD 總線模式下支持的命令也不一致。從 CSD 寄存器中，主機(jī)可獲知卡容量，支持的命令集等重要參數(shù)。程序流程如下：首先初始化 ATmega16 單片機(jī)串口，然后執(zhí)行 SD 卡初始化操作， SD 卡初始化完成后，開始往 SD 卡的7632 扇區(qū)寫入數(shù)據(jù)（ wang kui yuan），通過串口調(diào)試助手顯示剛才寫入扇區(qū)的數(shù)據(jù)，然后在讀取剛才寫得扇區(qū)的數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果見圖 把 SD 卡從電路板上取下，插入到電腦的 5 合 1 讀卡器中，通過 winhex 軟件在電腦上查看數(shù)據(jù)是否真的寫入到了 SD 卡中的 7632 扇區(qū)，結(jié)果如圖 410 所示。 delay_nms(5)。 通過上面的調(diào)試，硬件電路正常工作，硬件調(diào)試工作完成。 (2)SD 扇區(qū)讀寫的實(shí)現(xiàn)。如果正常，則用萬用表檢查 各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的電壓是否正確。 LCD_CS_SET。單塊寫操作的數(shù)據(jù)塊長度只能是 512 字節(jié)。 Byte6：前 7 位為CRC 校驗(yàn)位，最后一位停止位 0[12]。0x0f)。將 SCK、 MISO、 CSB 與單片機(jī)的對應(yīng)引腳連接起來 ；將 ATmega16 的 SCK， M長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ISC， MOSI 分別于 SD 卡 的 SCK， MISO， MOSI 相連。 通常情況下，使用模擬鎖相環(huán)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)均勻倍頻，在這個(gè)設(shè)計(jì)中， 3 倍頻時(shí)鐘與 RGB 數(shù)據(jù)必須同步，否則會(huì)出現(xiàn)顏色錯(cuò)位 ；同時(shí)鎖相環(huán)還需要書序分解電路配合使用，這樣一個(gè)數(shù)字和模擬混合的電路會(huì)增加成本，因而特別設(shè)計(jì)使用了數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)非均勻 3 倍頻。 SPI總線允許通過 2 通道（數(shù)據(jù)入和出）傳輸比特?cái)?shù)據(jù)。）、混合的 SD卡連接方式也適合于主機(jī) 。下圖是 SD卡的內(nèi)部透視圖， 如圖 24。當(dāng)聲壓作用于膜片時(shí)，膜片將隨著聲壓的變化而振動(dòng)，只是膜片與背極板間的距離也發(fā)生變化，其電容量也發(fā)生變化，于是便在電容器的兩極輸入端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的交變的電壓。 XTAL1：反響振蕩放大器與片內(nèi)始終操作電路的輸入端。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。可見普通的51 系列單片機(jī)因?yàn)橘Y源缺乏而無法滿足設(shè)計(jì)要求。 本文要完成的工作 本文通過以單片機(jī) Atmega16 為核心部分設(shè)計(jì)的一個(gè) 記 錄系統(tǒng)。 SD 卡由日本松下、東芝及美國SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開發(fā)研制。 4．本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計(jì)的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)， 可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。 研究目 標(biāo)和意義 研究 Atmega16 單片機(jī)對 SD卡的讀寫，解決 Atmega16 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)存取大容量數(shù)據(jù)。 第六章 結(jié)束語 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 系統(tǒng)硬件簡介 電源模塊 圖 21 電路總流程原理圖 電源是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，它決定著整個(gè)系統(tǒng)的成敗。 ATmega16 有如下特點(diǎn)： 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash（具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW）， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個(gè)通用 I/O 口線， 32個(gè)通用工作寄存器，用于 辨 解掃描的 JTAG 接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器（ T/C），片內(nèi) /外中斷，可編程穿行 USART，有起始條件檢測器的通用串行接口 8 路 10 位具有可選差分輸入級可編程增益（ TQFP 封裝）的 ADC，具有片內(nèi)正當(dāng)器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及六 個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。如果 JTAG 接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3（ TMS）與 PC2(TCK)的上拉電阻唄激活，端口 C 也可以用作其他不同的特殊功能。屬于最常用的電容話筒。由于電容傳聲器在工作時(shí)，需要由外部提供這樣高而穩(wěn)定的極化電壓，使聲級測量儀器的結(jié)構(gòu)難于緊湊，曾一度使聲級測量儀器處于停滯不前的狀態(tài)，甚至可惜。它防短路，在帶電插入 或移出卡時(shí)。SD 卡的總線管理器可以不受任何限制的自由產(chǎn)生 025MHz 的頻率。 RGB565RGB888 的轉(zhuǎn)換 以友達(dá)光電 AUO 生產(chǎn)的 A06QU01 為例，這是一種 24 位的 TFT 真彩屏，分辨率為 320x240，每個(gè)像素由 RGB888 表示，其控制時(shí)序圖 27 所示， LCD 要求的時(shí)序由幀同步（ VSYNC）、行同步（ HSYSNC）、比特時(shí)鐘（ DCLK）及數(shù)據(jù)（ Data【 0:7】）構(gòu)成，幀同步和行同步只是每一幀和每一行的開始。將駐極體話筒傳感器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)端口引出。 通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 TFT 彩屏 通訊，將采集到的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示、處理。對于不帶 SPI 串行總線接口的 ATmega16 單片機(jī)，需要用軟件來模擬 SPI 總線操作 [11]。隨后就是寫入命令 CMD0，為了實(shí)現(xiàn)兼容性，發(fā)送 CMD0 后，再發(fā)送 CMD55 和ACMD41（使用 ACMD 類的指令前應(yīng)先發(fā) CMD55， CMD55 起到一個(gè)切換到ACMD 類命令的作用）確認(rèn)是否有回應(yīng)，如果有回應(yīng)則為 SD 卡，如果回應(yīng)超市，則可能是 MMC 卡，再發(fā) CMD1 確 認(rèn) [13]。但 ATmega16 必須設(shè)置其 I/O 引腳為輸入引腳，還是輸出引腳。 //delayms(5)。下載先前編寫好的串口發(fā)送接收程序，通過燒成器吧程序下載到單片機(jī)里運(yùn)行，打開串口調(diào)試助手沒觀察串口調(diào)試助手是否接收到了發(fā)送的字符。通過向串口調(diào)試助手顯示扇區(qū)的讀寫過程和數(shù)據(jù)。喊完這些芯片之后，測量各個(gè)芯片 的供電電壓是否正確。 //delayms(5)。 (1)程序里想串口發(fā)送中文字符，結(jié)果串口調(diào)試助手顯示為亂碼。在 SPI 模式中定義了三種應(yīng)答格式， SD 卡的初始化 SD 卡的初始化時(shí)非常重要的，只有進(jìn)行了正確的初始化，才能進(jìn)行扇區(qū)讀寫等操作。 } ATmega16 單片機(jī)讀寫 SD 卡的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)主要包括二部分：對 SD 扇區(qū)讀寫，單片機(jī)跟上位機(jī)（ HOST）依據(jù) RS232 傳輸協(xié)議的通信程序設(shè)計(jì)。 ATmega16 與 TFT 彩屏的接口電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) ATmega16 與 TFT 的接口電路如圖 33 所示。使用這種方法一次將綠色及藍(lán)色信號送出，在藍(lán)色信號送出后，保持 pclkout 為高，知道下一個(gè) datavalid 為高，進(jìn)入下一次轉(zhuǎn)換，從圖中可以看出，數(shù)字 3 倍頻信號pcklout 不是均勻的，；暗色數(shù)據(jù)時(shí)鐘的占空比不是 50%【 8】 。所有的數(shù)據(jù)融合到一些字節(jié)中并 aligned to the CS signal（可能是：通過 CS 信號來矯正）、 SPI模式的優(yōu)點(diǎn)就是簡化主機(jī)的設(shè)計(jì)。 這個(gè)特性使得硬件和系統(tǒng)上交替使用。在多 SD 卡垛疊中為了表示 SD 卡，一個(gè)卡標(biāo)識(shí)寄存長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 器（ CID）和一個(gè)響應(yīng)地地址寄存器（ RCA）預(yù)先準(zhǔn)備好、一個(gè)附加的寄存器包括不同類型操作參數(shù)。此時(shí)，由聲壓而引起的交變電壓，其數(shù)學(xué)關(guān)系式是極化電壓是決定電容傳聲器靈敏程度的一個(gè)重要因素，并要求它穩(wěn)定和紋波系數(shù)小。不適用 ADC 是，該引腳應(yīng)該直接與 VCC 連接。 端口 C（ PC7..PC0）：端口 C 為 8 為雙向 I/O 口模具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。根據(jù)單片機(jī)的對比，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該選用 8 位機(jī)中新能優(yōu)越的單片機(jī)。 第二章 介紹了鼾聲 記錄 儀的硬件部分，通過對各個(gè)元器件的介紹與選擇，完成硬件部分的認(rèn)識(shí)。在諸如 MP數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備上也都采用 SD 卡作為其存儲(chǔ)設(shè)備。編號 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 SD卡存儲(chǔ)的鼾聲記錄儀 The Snore Measurement Record Based On The SD Card 學(xué) 生 姓 名 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 院 電子信息工程 二〇一二年六月 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)承諾書 1．本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《 基于 SD卡存儲(chǔ)的鼾聲記錄儀 》，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解 學(xué)校的《長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工作條例 》后，在教師的 指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨(dú)立地完成了任務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。SD 卡之所以得到如此廣泛的使用，是因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉、存儲(chǔ)容量大、使用方便、通用性與安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 第三章 介紹基于 SD 卡存儲(chǔ)的鼾聲 記錄 儀各器件與單片機(jī) Atmega16 的電路接口設(shè)計(jì)，說明各模塊 間 的相互聯(lián)系。所以選擇電源模塊 MCU 單片機(jī) TFT彩屏顯示器 駐極體話筒傳感器 SD卡電路 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 ATMEL 公司制作的 AVR 系列芯片中的 ATmega16 作為本次設(shè)計(jì)的處理單元。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。使用 ADC 時(shí)應(yīng)通過一個(gè)低通濾波器與 VCC 連接。 因此，如要求電容傳聲器具有較高的靈敏度，則要有穩(wěn)定的和較高的極化在實(shí)際 應(yīng)用中通常是采用紋波系數(shù)小的直流電壓。這個(gè)寄存器叫做 CSD。 SD 總線上通信的命令和數(shù)據(jù)比特流從一個(gè)起始位開始，以停止位終止。特別的， MMC 主機(jī)需要小的改動(dòng) SPI 模式相對于 SD 模式的不足之處是喪失了速度性能。 根據(jù) LCD屏數(shù)據(jù)手冊的要求 ， pclkout 的占空比變換容許的范圍是 40%60%，因而只要調(diào)整好 x7pclk的時(shí)鐘頻率，還是比較容易產(chǎn)生符合占空比要求的 pclkout時(shí)鐘的， LCD 屏正常工作還需要幀同步（ CSYNC）和行同步（ HSYSNC）信號，這信號可以由軟件驅(qū)動(dòng)程序編程產(chǎn)生。再次選用 ATmega16 單片機(jī)與其連接 。 SD 卡的扇區(qū)讀寫 SD 卡扇區(qū)讀寫主要包含：單片機(jī)普通 I/O 模擬 SPI 協(xié)議， SD 卡初始化， SD卡扇區(qū)數(shù)據(jù)的讀寫。根據(jù) SD 卡的手冊說明，在初始化過程中， SPI 的時(shí)鐘不能太快，否則會(huì)造成初始化失敗。首先，建廠程序波特率是否和串口調(diào)試助手的波特率一 致 ，檢查是一致的，后面我把中文長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 改為英文，正常 顯示，導(dǎo)致此情況的可能是串口助手版本過低，下載高版本串口調(diào)試助手問題解決。 LCD_RES_CLR。雖然電壓加上了，但是不知道單片機(jī)是否真的工作起來了，于是用示波器觀察 ATmega16 輸出波形是否是 的正弦波。 通 過以上的各個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深了對原理和協(xié)議的理解，增加了實(shí)際動(dòng)手能力，對所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步鞏固。 主芯片正常工作后，下面就是測試串口是否正常工作。 delay_nms(5)。 ATmega16 單片機(jī)和普通的 51 單片機(jī)在 I/O 端口上有點(diǎn)不一致，普通的 51 單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別輸入輸出。在剛開始要先發(fā)送 至 少 74 個(gè)時(shí)鐘信號，這是必須的，因?yàn)樵谏想姵跗?，電壓的上升過程舉 SD