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正文內(nèi)容

基于avr的移動小車通信與控制軟件設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-24 17:04 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ragon 支持所有 AVR 微控制器的各種編程模式,還支持高達 32 Kb 的 Flash 程序存儲器的片上調(diào)試。AVR Dragon 的售價遠低于同類全功能工具的價格,卻能滿足各種編程和調(diào)試需求。AVR Dragon 與外部目標板以及板上原型區(qū)共同使用,可在不添加任何硬件的情況下,進行編程和調(diào)試。通過對質量的關注,讓一個工具套件囊括整個 AVR 微控制器系列,工程人員只需運用幾項平價工具,就可獲得完整的開發(fā)環(huán)境。Atmel 的 AVR 開發(fā)工具總監(jiān) Dag Arne Braend 表示:“ 低成本、應用廣泛和優(yōu)質,一直是我們 AVR 開發(fā)工具的宗旨。AVR Dragon 是又一個低成本工具,但功能強大,足以應付開發(fā)環(huán)境的日常需要。它支持 30多種不同的 AVR 微控制器。”所支持的 AVR 編程和調(diào)試協(xié)議:(1)在系統(tǒng)編程 (ISP) 3 線 AVR 編程協(xié)議;(2)符合 JTAG 編程 4 線 IEEE(R) 的 JTAG 接口;(3)高壓串行編程;(4)平行編程;(5)可對高達 32 Kb Flash 的設備進行 JTAG 調(diào)試;(6)debugWIRE 單線 AVR 調(diào)試協(xié)議。AVR Dragon 由 USB 線驅動,也可由高達 300 mA 的外部目標驅動,進行編程或調(diào)試。如果該目標已由外部電源驅動,AVR Dragon 會對目標和 AVR Dragon 之間的所有信號進行調(diào)適和電平轉換。 軟件開發(fā)工具 C 編譯器ICC AVR 簡介AVR 系 列 單 片 機 的 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境 有 Image Craft 公 司 的 ICC AVR 和 Atmel 公司 的 AVR Studio 等 。 其 中 ICC AVR 因 支 持 標 準 C 語 言 對 AVR 系 列 單 片 機 的 編程 而 得 到 了 廣 泛 的 應 用 。 ICC AVR 嚴 格 來 說 只 是 支 持 AVR 單 片 機 程 序 設 計 的 一11個 C 編 譯 器 , 它 并 不 提 供 對 程 序 的 軟 件 仿 真 功 能 。 然 而 ICC AVR 對 源 程 序 編 譯 輸出 的 *cof 映 像 文 件 可 以 與 AVR Studio 無 縫 地 連 接 , 通 過 AVR Studio 調(diào) 試 器 來 對程 序 進 行 軟 件 仿 真 。自 ATMEL 公 司 的 AT90 系 列 單 片 機 誕 生 以 來 有 很 多 第 三 方 廠 商 為 AT90 系 列開 發(fā) 了 用 于 程 序 開 發(fā) 的 C 語 言 工 具 , ICCAVR 就 是 ATMEL 公 司 推 薦 的 第 三 方 C編 譯 器 之 一 。圖 是 ICC 版 本 的 窗 口 設 置 , 分 為 5 大 區(qū) :圖 ICC 的 窗 口 設 置( 1) 菜 單 項 包 括 文 件 、 編 輯 、 搜 索 、 視 圖 、 工 程 菜 單 、 工 具 菜 單 、 電 腦 終 端 、 幫 助 。( 2) 快 捷 菜 單 圖 標從 左 到 右 依 次 為 : 新 建 , 打 開 , 保 存 , 打 印 , 剪 切 , 復 制 , 粘 貼 , 查 找 , 編 譯 ,停 止 , 工 程 屬 性 , 到 第 一 個 錯 誤 , 下 一 個 錯 誤 , 應 用 向 導 程 序 Application Builder, ISP 對 話 框 。 ( 3) 程 序 編 輯 區(qū)所 有 的 程 序 編 輯 工 作 在 這 里 完 成 。12( 4) 編 譯 狀 態(tài) 顯 示 欄顯 示 編 譯 狀 態(tài) , 查 看 報 錯 情 況 進 行 相 應 修 改 。( 5) 文 件 列 表 框文 件 分 類 管 理 查 看 , 這 里 的 分 類 只 是 為 了 方 便 管 理 , 并 沒 有 實 際 的 分 開 。 文 件 分 為 .c 程 序 文 件 , .h 頭 文 件 , 說 明 文 檔 。 ICCAVR 是 一 種 符 合 ANSI 標 準 的 C 語 言 來 開 發(fā) MCU( 單 片 機 ) 程 序 的 一 個工 具 , 功 能 合 適 、 使 用 方 便 、 技 術 支 持 好 , 它 主 要 有 以 下 幾 個 特 點 :     ( 1) ICCAVR 是 一 個 綜 合 了 編 輯 器 和 工 程 管 理 器 的 集 成 工 作 環(huán) 境 ( IDE) ;     ( 2) 源 文 件 全 部 被 組 織 到 工 程 之 中 , 文 件 的 編 輯 和 工 程 的 構 筑 也 在 這 個 環(huán) 境中 完 成 , 錯 誤 顯 示 在 狀 態(tài) 窗 口 中 , 并 且 當 你 點 擊 編 譯 錯 誤 時 , 光 標 自 動 跳 轉 到 錯 誤的 那 一 行 ;     ( 3) 該 工 程 管 理 器 還 能 直 接 產(chǎn) 生 INTEL HEX 格 式 文 件 的 燒 寫 文 件 ( 該 格 式的 文 件 可 被 大 多 數(shù) 編 程 器 所 支 持 , 可 以 直 接 下 載 到 芯 片 中 使 用 ) 和 符 合AVRStudio 的 調(diào) 試 文 件 ( COFF 格 式 ) ;     ( 4) ICCAVR 是 一 個 32 位 的 程 序 , 支 持 長 文 件 名 ;     ( 5) ICCAVR 是 一 個 綜 合 了 編 輯 器 和 工 程 管 理 器 的 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境 ( IDE) ,是 一 個 純 32 位 的 程 序 , Win 202 Win XP 和 Win 7 環(huán) 境 下 運 行 。I CCAVR 中 的 文 件 類 型 及 其 擴 展 名文 件 類 型 是 由 它 們 的 擴 展 名 決 定 的 IDE 和 編 譯 器 可 以 使 用 以 下 幾 種 類 型 的 文件 。( 1) 輸 入 文 件.c 擴 展 名 , 表 示 是 C 語 言 源 文 件 ;.s 擴 展 名 , 表 示 是 匯 編 語 言 源 文 件 ;.h 擴 展 名 , 表 示 是 C 語 言 的 頭 文 件 ;.prj 擴 展 名 , 表 示 是 工 程 文 件 這 個 文 件 保 存 由 IDE 所 創(chuàng) 建 和 修 改 的 一 個 工程 的 有 關 信 息 ;.a 擴 展 名 , 庫 文 件 , 它 可 以 由 幾 個 庫 封 裝 在 一 起 是 一 個 包 含 了 標準 C 的 庫 和 AVR 特 殊 程 序 調(diào) 用 的 基 本 庫 , 如 果 庫 被 引 用 , 鏈 接 器 會 將 其 鏈 接 到 您13的 模 塊 或 文 件 中 , 您 也 可 以 創(chuàng) 建 或 修 改 一 個 符 合 你 需 要 的 庫 。( 2) 輸 出 文 件.s 對 應 每 個 C 語 言 源 文 件 , 由 編 譯 器 在 編 譯 時 產(chǎn) 生 的 匯 編 輸 出 文 件 ;.o 由 匯 編 文 件 匯 編 產(chǎn) 生 的 目 標 文 件 , 多 個 目 標 文 件 可 以 鏈 接 成 一 個 可 執(zhí) 行 文件 ;.hex INTEL HEX 格 式 文 件 , 其 中 包 含 了 程 序 的 機 器 代 碼 ;.eep INTEL HEX 格 式 文 件 , 包 含 了 EEPROM 的 初 始 化 數(shù) 據(jù) ;.cof COFF 格 式 輸 出 文 件 , 用 于 在 ATMEL 的 AVR Studio 環(huán) 境 下 進 行 程 序 調(diào)試 ;.lst 列 表 文 件 , 在 這 個 文 件 中 列 舉 出 了 目 標 代 碼 對 應 的 最 終 地 址 ;.mp 內(nèi) 存 映 象 文 件 , 它 包 含 了 您 程 序 中 有 關 符 號 及 其 所 占 內(nèi) 存 大 小 的 信 息 ;.cmd NoICE , 調(diào) 試 命 令 文 件 ;.noi NoICE , 調(diào) 試 命 令 文 件 ;.dbg ImageCraft , 調(diào) 試 命 令 文 件 。I CCAVR 硬 件 訪 問 的 C 編 程(1)訪問 AVR 的低層硬件 AVR 系列使用高級語言編程時有很高的 C 語言密度,它允許你對訪問目標 MCU 的底層硬件進行訪問。由于 AVR 性能,除了要最大程序地優(yōu)化代碼外很少使用匯編。偶然情況下目標 MCU 的硬件特點在 C 語言中不能很好地使用,很顯然使用在線匯編和預處理宏能訪問這些特點。頭文件 io*.h(如 )等定義了指定 AVR MCU 的 IO 寄存器細節(jié)。這些文件是從 ATMEL 官方發(fā)布的文件經(jīng)過修改,以匹配這個編譯器的語法要求 文件。 定義了許多有用的宏,例如宏 UART_TRANSMIT_ON( )能使UART 開始工作。 這個編譯器的效率很高,當訪問由 IO 寄存器映射的內(nèi)存時能產(chǎn)生單周期指令象in、out 、sbis 、 sbi 等。參考 IO 寄存器。 注意:老的頭文件 定義 IO 寄存器的 bit 有一些模糊,盡管 io*.h 定義了它14們的 bit 的位置。因此使用 io*.h 和 IO 寄存器的 bit,很多時候你將需要使用定義在 文件中的 BIT()宏。例如: : define SRE 0x80 // 外部 RAM 使能 ... (你的 C 程序) MCUCR |= SRE。 define SRE 7 ... (你的 C 程序) include MCUCR |= BIT(SRE)。 (2)位操作 一個共同的任務是編程微控制器 MCU 打開或關閉 IO 寄存器的一些位(bit) 。很幸運, 標準 C 有較好的和適用的位操作功能,而沒有借助于匯編指令或其它非標準 C 結構, C 定義了一些按位進行的運算是很有用的。 a | b :按位或,這個表達式指示中 a 被表達式中的 b 按位進行或運算。這慣用于打開某些位,尤其常用|=的形式,例如:PORTA |= 0x80;// 打開位 7 (最高位) a amp。 b :按位與,這個運;算在檢查某些位是否置 1 時有用,例如:If((PORTA amp。 0x81) == 0) // 檢查位 7 和位 0 注意圓括號需要括在amp。運算符的周圍,因為它和==相比運算優(yōu)先級較低,這是 C程序中很多錯誤的原因之一。 a ^ b :按位異或,這個運算對一個位取反有用。例如,在下面的例子中,位 7 是被翻轉的:PORTA ^= 0x80;// 翻轉位 7 ~a :按位取反,在表達式中這個運算執(zhí)行一個取反,當用按位與運算關閉某些位時與這個運算組合使用尤其有用,如: PORTA amp。= ~0x80;// 關閉位 7 這個編譯器對這些運算能產(chǎn)生最理想的機器指令,例如:sbic 指令可以用在根據(jù)15位的狀態(tài)進行條件分枝的按位與運算中。 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境AVR Studio 環(huán)境簡介AVR Studio 軟件是一款用于開發(fā) AVR 單片機的集成開發(fā)環(huán)境( IDE) 。它是一款免費軟件,由 ATMEL 公司開發(fā)并免費提供給用戶,不僅支持 Atmegal16 單片機,基本完全支持 AVR 全系列單片機的開發(fā)。用戶可以在 ATMEL 公司的官方網(wǎng)站上自由下載。AVR Studio 內(nèi)含了項目管理器、源代碼編輯器、AVR 匯編語言編譯器、軟件模擬和實時仿真功能,借助于仿真器,還可以實現(xiàn) JTAG ICE 實時仿真功能,以及 AVR prog 串行程序下載、STK500/JTAG ICE 串行程序下載。但是 AVR Studio 不能進行 C語言程序的編譯,但是仍然是瑕不掩瑜,借助于其強大的軟件仿真功能,基本上所有的第三方 AVR 高級語言開發(fā)軟件,如 ICCAVR、CodeVersion、AVR 等均以內(nèi)置或外掛的形式,支持使用 AVR Studio 進行仿真。ATMEL 公司的 AVR Studio 軟件同時有兩種版本存在,分別是 和 。AVR Studio 集成了 AVR Studio 之前版本的一貫風格,而 AVR Studio 的內(nèi)核被重新設計過,采用了 XML 技術,更利于對 ATMEL 公司的新器件與開發(fā)工具的支持,所有對于 ATMEL 公司的新產(chǎn)品,往往首先被 AVR 支持。AVR Studio 的特點(1)支持 AVR 匯編程序的編輯、編譯、連接以及生成目標代碼;(2)內(nèi)嵌 AVR GCC 高級語言接口;(3)內(nèi)含 AVR 軟件模擬器;(4)仿真調(diào)試平臺還可以配合 ATMEL 公司設計推出的多種類型的仿真器,如實時在板仿真器 ICEICE50,實時在片仿真器 JTAG ICE、JTAGICE mkⅡ等,以實現(xiàn)系統(tǒng)的在線的硬件仿真調(diào)試功能和目標代碼的下載功能。本設計使用 AVR +ICCAVR 來進行 AVR 單片機的開發(fā)。164 PS/2簡介 PS/2 鍵盤協(xié)議 概述PS/2 鍵 盤 履 行 一 種 雙 向 同 步 串 行 協(xié) 議 。 換 句 話 說 , 每 次 數(shù) 據(jù) 線 上 發(fā) 送 一 位 數(shù) 據(jù)并 且 每 在 時 鐘 線 上 發(fā) 一 個 脈 沖 就 被 讀 入 。 鍵 盤 可 以 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 到 主 機 , 而 主 機 也 可 以發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 到 設 備 , 但 主 機 總 是 在 總 線 上 有 優(yōu) 先 權 , 它 可 以 在 任 何 時 候 抑 制 來 自 于 鍵盤 的 通 訊 , 只 要 把 時 鐘 拉 低 即 可 。 從 鍵 盤 發(fā) 送 到 主 機 的 數(shù) 據(jù) 在 時
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