【正文】 引腳輸出一定頻率的方波，就可以發(fā)出 聲響，可以作為一個簡單的外設(shè)。 N 區(qū)，單片機外部復(fù)位電路選擇。由于 AVR 系列單片機采用低電平復(fù)位，而 51 系列單 片機為高電平復(fù)位，因此需要根據(jù)使用單片機的類型正確的選擇復(fù)位方式。選擇通過 JN 短 路片確定。 O 區(qū)，RS232 串行接口單元。通過 MAX202 電平轉(zhuǎn)換，連接單片機的 USART（UART）口， 實現(xiàn)與 PC 的異步通信。 綜上所述，整個實驗開發(fā)系統(tǒng)板提供了一下功能： 系統(tǒng)的資源與能源 電源供電系統(tǒng)單元、可調(diào)直流電壓單元（D）和脈沖信號發(fā)生器單元（K）為實驗提供了 必要的條件和手段。電源供電系統(tǒng)為實驗板提供了高精度的電源；D 單元為 A/D 轉(zhuǎn)換實驗提 供信號；K 單元則為計數(shù)、頻率測量等提供了信號源。 基本的輸入輸出設(shè)備或接口 這部分主要為基本實驗提供必要的外圍設(shè)備：4 鍵按鍵單元（G） 、43 鍵盤單元（F） 、 無源蜂鳴器單元（M） 、88 LED 點陣式顯示單元（E） 位 LED 數(shù)碼管顯示單元（C） 、8 、2 16 字符型液晶顯示單元（B） 、LED8 顯示單元（A） ，功率驅(qū)動單元（H）以及 RS232（O） 等。 系統(tǒng)的擴展和多功能 單片機引腳的全部開放， 采用 2 個 40PIN 的鎖緊插座， 擴展插座 （L） 系統(tǒng)時鐘選擇 、 （I） 、 外部復(fù)位選擇（N）等使得實驗板可以非常靈活的擴展、組合，同時也適合多種類型以及不 同引腳數(shù)的單片機使用。用戶能夠根據(jù)需要，采用不同的連接方式，構(gòu)成新的系統(tǒng)電路或新 的 MCU 系統(tǒng)，以兼容更多的實驗和應(yīng)用的需要。 由于 I2C 總線、SPI 總線、單總線（1 WIRE）通信接口均是串行通信方式，使用連接線 少，因此在做這些實驗時，只要將相關(guān)的外圍芯片插入擴展座中，再使用幾根連接線聯(lián)上電 源、地，和接口引腳就可以了。 對于 AVR 單片機所有的基本功能和單元實驗，如：I/O 使用、ADC、時鐘、中斷、PWM， 鍵盤、按鍵、LED、LED 數(shù)碼、LCD 顯示、測頻率、測周期（利用板上的 125Hz128K 的方波 源） 、功率驅(qū)動、蜂鳴器、RS232 等，都可以在板上實現(xiàn)。 如果將這些單元有機的組合， 就可以完成和實現(xiàn)一些實際電子產(chǎn)品的設(shè)計， 如帶音樂報 時的實時時鐘、 秒表、 頻率計、 速度表、 電話撥號器、 電壓表、 LED 廣告屏， 計算器…… 自制 ISP 下載電纜 在本節(jié)中， 我們將介紹一個與 STK200/STK300 兼容的 ISP 下載電纜。 該下載電纜支持所 有使用 ISP 技術(shù)的 AVR 芯片，同時也支持 ATMEL 公司 51 系列兼容芯片 AT89S5AT89S5 AT89S589S8252。圖 47 為 AVR ISP 下載電纜電原理圖。 ISP 編程的原理是使用 PC 機的并行口來驅(qū)動 ISP 編程所需的信號波形，實現(xiàn)對 AVR 的 程序下載和熔絲位的配置編程。出于安全的考慮，為了防止使用中誤操作而損壞 PC 機的并 行口，圖中使用 74HC244 作為緩沖，以保護計算機的并行口。74HC244 由目標(biāo)板供電，VTG 經(jīng)過 D1（極性保護）和 D2（ V 限壓保護）使 74HC244 工作在+3~+5V。R1 為 MISO 信號線 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 的上拉電阻。 圖 47 AVR ISP 下載電纜原理圖 制作 AVR ISP 的成本非常低， 采用貼片封裝器件時整個電路板可以按裝在一個普通 DB25 的接口盒中（圖 48） 。配備這樣一根下載電纜，一臺配備了相應(yīng)開發(fā)軟件的 PC 機，再加上 開發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)板，一套基本的 AVR 軟硬件開發(fā)環(huán)境就建立起來了。接下來需要的，就是發(fā)揮 你的聰明才智和實際經(jīng)驗了！ 圖 48 AVR IS 下載電纜實物圖 要使用 AVR ISP 編程電纜下載程序還需要相應(yīng)的編程軟件支持。本節(jié)介紹的 AVR ISP 下載電纜與 STK200/STK300 完全兼容，ICCAVR、CVAVR、BASCOMAVR 等開發(fā)平臺的程序下載 單元中都直接支持使用 STK200/STK300 的下載編程（可惜，ATMEL 的 AVR STUDIO 不支持使 用 STK200/STK300 下載電纜） 。此外，也可以在網(wǎng)上下載一些專用的免費編程軟件使用。 （1） 在 ICCAVR、CVAVR、BASCOMAVR 中的使用 在 ICCAVR、CVAVR、BASCOMAVR 等 AVR 高級語言開發(fā)平臺中，都有內(nèi)置的程序編程下載 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 功能模塊，支持使用多種不同形式的 ISP 下載電纜（編程器）實現(xiàn)對 AVR 的編程操作。 STK200/STK300 是他們支持的下載電纜之一。在下載程序前，你只要在相應(yīng)的 Programmer 的選項欄中選定使用 STK200/STK300， 就可在程序正確編譯后直接將運行代碼下載到 AVR 芯 片中了，非常方便。 ICCAVR、CVACR 的編程速度比 BASCOMAVR 快一些。但在 BASCOMAVR 中對 AVR 芯片熔絲 位的編程配置界面更加體現(xiàn)了以人為本的原則（圖 49） ，它提供簡潔的說明選擇，而其它 編程軟件對 AVR 芯片熔絲位的編程配置界面使用不方便，需要用戶仔細(xì)查閱手冊后作出選 擇。因此，建議用戶對 AVR 芯片熔絲位進行編程配置時，使用 BASCOMAVR 進行選擇和操作。 圖 49 BASCOMAVR 熔絲位編程配置窗口 （2） 免費通用編程軟件 PonyProg。 2 PonyProg是一個通用串行器件編程軟件，配合的特定的編程硬件（電纜） ，它支持對I C 總線（24 系列） ，Microwire總線（93 系列） ，SPI總線（25 系列）的EEPROM存儲器，ATMEL 的AVR單片機 （支持使用STK200/STK300 下載電纜） MICROCHIP的PIC單片機的進行讀寫編程。 ， 你可以在。同時該網(wǎng)站上還提 供其支持的編程器的硬件電路圖，你可以參考，并制作一個多功能的編程器。 （3） 免費編程軟件 SLISP SLISP是國內(nèi)廣州雙龍公司推出的免費ISP編程軟件，它也可以配合STK200/STK300 實現(xiàn) 對AVR的下載編程，同時也能對AT89S5x編程。該公司網(wǎng)站地址：。 AVR 開發(fā)環(huán)境的建立 單片機嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用和開發(fā)的學(xué)習(xí)， 不能僅僅依賴于從書本上學(xué)習(xí)原理和理論， 更主 要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)是動手實踐。單片機嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)技術(shù)是一門實戰(zhàn)（踐）性很強的學(xué) 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 科，也是一門綜合性的學(xué)科，最好的學(xué)習(xí)方法是邊學(xué)習(xí)、邊實踐、邊總結(jié)和歸納。 在學(xué)習(xí)了 AVR 單片機的基本結(jié)構(gòu)和匯編指令以后， 我們對 AVR 單片機已經(jīng)有了一個理論 上的認(rèn)識和初步的了解。 進一步的學(xué)習(xí)和使用 AVR 單片機就應(yīng)該與實踐相結(jié)合， 動手實踐是 真正學(xué)好和掌握單片機與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的必要途徑。 AVR 單片機實驗開發(fā)環(huán)境 一個 AVR 單片機的基本學(xué)習(xí)和開發(fā)環(huán)境由以下幾部分組成： 1. PC 機一臺，運行 Windows 操作系統(tǒng) 個人電腦 PC 是 AVR 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的主要工具之一。一般的講，一臺 586 以上， 運行 Windows98/Windows2000/Windows XP 操作系統(tǒng)的個人電腦就可以了。 2. AVR 軟件開發(fā)平臺 一般需要選擇一個或兩個 AVR 軟件開發(fā)平臺。如采用匯編語言來開發(fā) AVR 的系統(tǒng)程序， 則首選 ATMEL 公司免費提供的 AVR Studio。喜歡和習(xí)慣采用高級語言開發(fā)系統(tǒng)程序，可以 選取 C 或 BASIC 的開發(fā)平臺。 3. AVR 實驗開發(fā)板（Developing Kit） AVR 實驗開發(fā)板是系統(tǒng)實現(xiàn)的硬件環(huán)境。在開發(fā)板上，除了具有可供使用的 AVR 芯片， 還提供電源，基本的外圍器件（LED 發(fā)光管、LED 數(shù)碼管、LCD 顯示器、按鍵……） ，通信接 口器件，通信連接線，用于執(zhí)行代碼程序下載的連接線等等。它方便用戶實際動手學(xué)習(xí)、調(diào) 試和檢驗自己的設(shè)計。因此，一塊開發(fā)板對于學(xué)習(xí)是不可缺少的。 4. 其它輔助工具、設(shè)備和軟件 在 AVR 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，一些必要的輔助工具和設(shè)備有：萬用表，示波器，信 號源，頻率計等。工具軟件有：串口調(diào)試軟件，執(zhí)行代碼程序的下載編程軟件等。 以上我們沒有提到 AVR 的在線實時仿真器。 由于 AVR 單片機具備 ISP 功能， 以及大多數(shù) 的 AVR 軟件開發(fā)平臺都與 AVR Studio 配合，使用 AVR Studio 中的軟件模擬仿真功能，因此 對于學(xué)習(xí)以及開發(fā)一些普通的系統(tǒng)， 基本可以不必購買價格比較昂貴的 AVR 在線仿真器。 當(dāng) 然，在開發(fā)一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)時，手頭配備一臺 AVR 在線仿真器也是有必要的。 本書中采用的 AVR 單片機實驗開發(fā)環(huán)境的建立 在本書中， 我們推薦和使用以下的軟硬件環(huán)境作為開始學(xué)習(xí)和使用 AVR 單片機的手段和 工具，開發(fā)環(huán)境有以下部分構(gòu)成： PC 機一臺，運行 Windows 操作系統(tǒng)； AVR Studio (，F(xiàn)ree)。匯編開發(fā)，軟件模擬調(diào)試。 AVR高級C語言開發(fā)平臺CVAVR（DEMO版）(，F(xiàn)ree )。C 語言開發(fā)。 。用于熔絲位的配置編程 BASCOMAVR（DEMO版） （，F(xiàn)ree） 和程序下載。 串口調(diào)試精靈。用于 PC 機與單片機之間的 RS232 通信，軟件調(diào)試等。 AVR51 多功能實驗開發(fā)板一套。目標(biāo)實驗板。 以上軟件都是免費軟件，用戶可以網(wǎng)上下載，或從本書附帶的光盤中獲取。軟件的安裝 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮 都比較簡單，用戶可以根據(jù)安裝提示進行安裝。 思考與練習(xí) 1．學(xué)習(xí)單片機嵌入式系統(tǒng)的原理與應(yīng)用開發(fā)，應(yīng)具備和掌握哪些方面的基礎(chǔ)知識和技能， 為什么？ 2．為什么僅通過書本和課堂是不能學(xué)好和掌握單片機嵌入式系統(tǒng)的原理與應(yīng)用開發(fā)的？ 3．簡單講述單片機嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程和步驟，并說明在開發(fā)過程中要使用的主要硬件 和軟件工具是什么。 4．硬件仿真器和程序燒入器的作用是什么？ 5．一個好的單片機軟件開發(fā)平臺應(yīng)具備那些必要的功能？ 6．使用匯編語言和高級程序設(shè)計語言編寫系統(tǒng)程序各有何優(yōu)點和不足？ 7．通過網(wǎng)絡(luò)、雜志與廣告了解國內(nèi)外主要的單片機生產(chǎn)商，它們的單片機產(chǎn)品型號，以及 相應(yīng)的開發(fā)系統(tǒng)和工具的名稱和價格。 8．本書推薦的學(xué)習(xí) AVR 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實驗開發(fā)環(huán)境包含哪些硬件與軟件？有何特點？ 9．建立一個學(xué)習(xí) AVR 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實驗開發(fā)環(huán)境， 熟悉 AVR51 多功能實驗版的硬件電 路圖與實際的連接，下載和安裝軟件開發(fā)系統(tǒng)和工具軟件。 10. 仔細(xì)閱讀各個軟件的使用說明(OnlineHelp)，熟悉軟件的使用環(huán)境和主要功能。 11. 在本書附帶的光盤中有 AVR Studio、CVAVR 等軟件使用參考的中文翻譯電子文檔，可以 作為輔助參考資料。但最好閱讀英文原文，可以得到更詳細(xì)和準(zhǔn)確的幫助。 上海 華東師范大學(xué) 電子系 馬潮