【文章內(nèi)容簡介】 C是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。不使用ADC時，該引腳應直接與VCC連接。使用ADC時應通過一個低通濾波器與VCC 連接。AREF A/D 的模擬基準輸入引腳。Atmeg16的引腳圖如圖11所示：圖21 atmeg16引腳圖 PB口特殊功能表 AVR內(nèi)核為了獲得最高的性能以及并行性， AVR 采用了Harvard 結(jié)構(gòu)，具有獨立的數(shù)據(jù)和程序總線。程序存儲器里的指令通過一級流水線運行。CPU 在執(zhí)行一條指令的同時讀取下一條指令( 在本文稱為預取)。這個概念實現(xiàn)了指令的單時鐘周期運行。程序存儲器是可以在線編程的FLASH。快速訪問寄存器文件包括32 個8 位通用工作寄存器，訪問時間為一個時鐘周期。從而實現(xiàn)了單時鐘周期的ALU 操作。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。整個過程僅需一個時鐘周期。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。其中一個指針還可以作為程序存儲器查詢表的地址指針。這些附加的功能寄存器即為16 位的X、Y、Z 寄存器。ALU支持寄存器之間以及寄存器和常數(shù)之間的算術(shù)和邏輯運算。ALU也可以執(zhí)行單寄存器操作。運算完成之后狀態(tài)寄存器的內(nèi)容得到更新以反映操作結(jié)果。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。大多數(shù)指令長度為16 位，亦即每個程序存儲器地址都包含一條16 位或32 位的指令。程序存儲器空間分為兩個區(qū)：引導程序區(qū)(Boot 區(qū)) 和應用程序區(qū)。這兩個區(qū)都有專門的鎖定位以實現(xiàn)讀和讀/ 寫保護。用于寫應用程序區(qū)的SPM 指令必須位于引導程序區(qū)。在中斷和調(diào)用子程序時返回地址的程序計數(shù)器(PC) 保存于堆棧之中。堆棧位于通用數(shù)SRAM，因此其深度僅受限于SRAM 的大小。在復位例程里用戶首先要初始化堆棧指針AVR的內(nèi)核結(jié)構(gòu)如圖22所示： 圖22 AVR單片機的內(nèi)核機構(gòu)圖 AVR單片機的復位特性復位時所有的I/O 寄存器都被設置為初始值，程序從復位向量處開始執(zhí)行。復位向量處的指令必須是絕對跳轉(zhuǎn)JMP 指令，以使程序跳轉(zhuǎn)到復位處理例程。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。這個處理方法同樣適用于當復位向量位于應用程序區(qū)，中斷向量位于Boot 區(qū) — 或者反過來 — 的時候。所有的復位信號消失之后，芯片內(nèi)部的一個延遲計數(shù)器被激活，將內(nèi)部復位的時間延長。這種處理方式使得在MCU 正常工作之前有一定的時間讓電源達到穩(wěn)定的電平。延遲計數(shù)器的溢出時間通過熔絲位SUT 與CKSEL 設定ATmega16 有5 個復位源：? 上電復位。電源電壓低于上電復位門限 VPOT 時， MCU 復位。? 外部復位。引腳 RESET 上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU 復位。? 看門狗復位?？撮T狗使能并且看門狗定時器溢出時復位發(fā)生。? 掉電檢測復位。掉電檢測復位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復位門限 VBOT 時MCU 即復位。? JTAG AVR復位。復位寄存器為1時MCU復位。詳見 P215“IEEE (JTAG) 邊界掃描” 。1）上電復位無論何時VCC 低于檢測電平POR 即發(fā)生。POR 電路可以用來觸發(fā)啟動復位，或者用來檢測電源故障。POR電路保證器件在上電時復位。VCC 達到上電門限電壓后觸發(fā)延遲計數(shù)器。在計數(shù)器溢出之前器件一直保持為復位狀態(tài)。當VCC 下降時，只要低于檢測門限，RESET 信號立即生效。2）外部復位外部復位由外加于RESET 引腳的低電平產(chǎn)生。當復位低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時( 參見Table 15) 即觸發(fā)復位過程，即使此時并沒有時鐘信號在運行。當外加信號達到復位門限電壓VRST( 上升沿) 時， tTOUT 延時周期開始。延時結(jié)束后MCU 即啟動3）掉地檢測復位ATmega16 具有片內(nèi)BOD(Brownout Detection) 電路，通過與固定的觸發(fā)電平的對比來檢測工作過程中VCC 的變化。此觸發(fā)電平通過熔絲位BODLEVEL 來設定， (BODLEVEL 未編程)， (BODLEVEL 已編程)。BOD 的觸發(fā)電平具有遲滯功能以消除電源尖峰的影響。這個遲滯功能可以解釋為VBOT+ = VBOT + VHYST/2 以及VBOT = VBOT VHYST/2。BOD 電路的開關(guān)由熔絲位BODEN控制。當BOD使能后(BODEN被編程)，一旦VCC下降到觸發(fā)電平以下(VBOT， Figure 19)， BOD 復位立即被激發(fā)。當VCC 上升到觸發(fā)電平以上時(VBOT+，F(xiàn)igure 19)，延時計數(shù)器開始計數(shù)，一旦超過溢出時間tTOUT，MCU即恢復工作。如果VCC 一直低于觸發(fā)電平并保持如Table 15 所示的時間tBOD， BOD路將只檢測電壓跌落。4)看門狗復位看門狗定時器溢出時將產(chǎn)生持續(xù)時間為1 個CK 周期的復位脈沖。在脈沖的下降沿，延時定時器開始對tTOUT 記數(shù)使CPU復位。 AVR單片機的工作模式眠模式可以使應用程序關(guān)閉MCU 中沒有使用的模塊，從而降低功耗。AVR 具有不同的睡眠模式，允許用戶根據(jù)自己的應用要求實施剪裁。進入睡眠模式的條件是置位寄存器MCUCR 的SE，然后執(zhí)行SLEEP 指令。具體哪一種模式( 空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、掉電模式、省電模式、Standby 模式和擴展Standby模式) 由MCUCR 的SMSM1 和SM0 決定，如Table 13 所示。使能的中斷可以將進入睡眠模式的MCU 喚醒。經(jīng)過啟動時間，外加4 個時鐘周期后， MCU 就可以運行中斷例程了。然后返回到SLEEP 的下一條指令。喚醒時不會改變寄存器文件和SRAM 的內(nèi)容。如果在睡眠過程中發(fā)生了復位，則MCU 喚醒后從中斷向量開始執(zhí)行。1）空閑模式當SM2..0 為000 時， SLEEP 指令將使MCU 進入空閑模式。在此模式下，CPU 停止運行，而LCD 控制器、SPI、USART、模擬比較器、ADC、USI、定時器/ 計數(shù)器、看門狗和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這個休眠模式只停止了clkCPU和clkFLASH，其他時鐘則繼續(xù)工作。象定時器溢出與USART 傳輸完成等內(nèi)外部中斷都可以喚醒MCU。如果不需要從模擬比較器中斷喚醒MCU，為了減少功耗，可以切斷比較器的電源。方法是置位模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器ACSR 的ACD。如果ADC 使能，進入此模式后將自動啟動一次轉(zhuǎn)換。2）ADC噪聲抑制模式當SM2..0 為001 時， SLEEP 指令將使MCU 進入噪聲抑制模式。在此模式下，CPU 停止運行，而ADC、外部中斷、兩線接口地址配置、定時器/ 計數(shù)器0 和看門狗繼續(xù)工作。這個睡眠模式只停止了clkI/O、clkCPU 和clkFLASH，其他時鐘則繼續(xù)工作。此模式提高了ADC 的噪聲環(huán)境，使得轉(zhuǎn)換精度更高。ADC 使能的時候，進入此模式將自動啟動一次AD 轉(zhuǎn)換。ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷、外部復位、看門狗復位、BOD 復位、兩線接口地址匹配中斷、定時器/ 計數(shù)器2 中斷、SPM/EEPROM 準備好中斷、外部中斷INT0或INT1，或外部中斷INT2 可以將MCU 從ADC 噪聲抑制模式喚醒3）掉地模式當SM2..0 為010 時， SLEEP 指令將使MCU 進入掉電模式。在此模式下，外部晶體停振，而外部中斷、兩線接口地址匹配及看門狗（如果使能的話）繼續(xù)工作。只有外部復位、看門狗復位、BOD 復位、兩線接口地址匹配中斷、外部電平中斷INT0 或INT1，或外部中斷INT2 可以使MCU 脫離掉電模式。這個睡眠模式停止了所有的時鐘，只有異步模塊可以繼續(xù)工作。當使用外部電平中斷方式將MCU 從掉電模式喚醒時，必須保持外部電平一定的時間。從施加掉電喚醒條件到真正喚醒有一個延遲時間，此時間用于時鐘重新啟動并穩(wěn)定下來。喚醒周期與由熔絲位CKSEL 定義的復位周期是一樣的4）省電模式當SM2..0 為011 時， SLEEP 指令將使MCU 進入省電模式。這一模式與掉電模式只有一點不同：如果定時器/ 計數(shù)器2 為異步驅(qū)動，即寄存器ASSR 的AS2 置位，則定時器/ 計數(shù)器2 在睡眠時繼續(xù)運行。除了掉電模式的喚醒方式，定時器/ 計數(shù)器2 的溢出中斷和比較匹配中斷也可以將MCU 從休眠方式喚醒，只要TIMSK 使能了這些中斷，而且SREG 的全局中斷使能位I 置位。如果異步定時器不是異步驅(qū)動的，建議使用掉電模式，而不是省電模式。因為在省電模式下，若AS2 為0，則MCU 喚醒后異步定時器的寄存器數(shù)值是沒有定義的。這個睡眠模式停止了除clkASY 以外所有的時鐘，只有異步模塊可以繼續(xù)工作。第三章、電子門鈴的硬件設計 電路原理圖 電子門鈴原理圖 音頻放大電路的設計該音頻放大電路采用LM386芯片作為音頻的功率放大，音頻信號由“SPK IN”端口輸入，信號的輸出由“SPK　OUT”端口輸出，只要在“SPK　OUT”接一個喇叭即可。具體的電路原理圖如圖32所示：圖32 音頻放大器 LM386芯片的介紹