基于单片机的定时器设计副本.doc

摘 要 本次论文是基于单片机的定时器设计。随着时代的进步，电子行业的发展，定时器的应用也越来越广泛，比如。本文介绍了一种电子定时器，用户可以自由输入需要定时的时。 传统的定时器都是使用发条驱动式、电机传动式或电钟式等机械定时器。电子定时器相对机械定时器来说，体积小、重量轻、造价低、精度高、寿命长、而且安全可靠、调整方便、适于频繁使用。本篇论文讨论了简单的单片机的定时器 ，对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说， 我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。该电子定时器方便用户操作，达到定时时间后会给出相应的指示，还可以对电器的电源进行控制，更适合需要定时的电子产品使用。 关键词：单片机 定时器 数码管 锁存器 ABSTRACT 目 录 1. 概述 1 1.1 课题背景 1 1.1.1 AVR单片机简介 1 1.1.2 AVR单片机的主要特点 2 1.1.3 AV内部结构介绍及方框图 3 1.2 AVR教学实验板的总体结构 4 1.3 课题的设计思路及意义 6 1.4 本文的结构安排 6 2. 教学实验板的软硬件开发平台 7 2.1 AVR高速嵌入式单片机和ATmega128 7 2.2 教学实验板的软件开发环境 9 2.2.1 AVR Studio 4软件的介绍 9 3． 数码管及串口的硬件电路设计 17 3.1 数码管接口模块电路 17 3.2 串口模块电路图设计 18 4. AVR单片机模块的原理及结构 22 4.1 定时器原理及结构 22 4.1.1 AVR单片机定时器结构特点 22 4.2 串口原理及结构 27 4.2.1 串口结构与特点 27 结论 33 致谢 42 参考文献 43 1 概述 1.1 课题背景 1.1.1 AVR单片机简介 目前单片机的设计和应用技术发展很快，在全国高等工科学院中，己普遍开设了单片机及相关课程。不仅学习单片机的理论知识，还要进行实验操作。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为性能尚佳而大获好评。此后在8031基础上研制了MCS-51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统仍在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到广泛应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术有了长足进步，随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位并进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了快速提高，在未来很长时间里仍将继续发展。 目前高校单片机教学中大都选用MCS-51进行讲解，所开发的教学实验系统也多是基于MCS-51系列单片机开发设计的。MCS-51单片机作为目前最具代表性的主流机型，基于该机型的教学实验系统为我国单片机教学做出了很大贡献。 AVR单片机是美国ATMEL公司设计的，AVR单片机对原51单片机内核进行了较大改造，采用精简指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)结构，废除了原51单片机中的机器周期，由原来12个时钟执行一条指令改进为一个时钟执行一条单周期指令，大多数指令执行所需的时钟周期数与指令的字节数相同，使得AVR单片机的运行速度大大提高。 AVR单片机的设计者除了改造51内核外，还将Flash、EEPROM、A/D、RTC、WatchDog定时器I2C、SPI、PWM和片内振荡器等集合为一体，可以真正做到单片。AVR单片机兼容51指令集，能够沿用过去开发的51应用程序，AVR技术创新主要体现在以下几个方面。 （1）高性能，采用精简指令集CPU(RJSC)和哈佛(Harvard)结构的流水线技术，拥有32个通用工作寄存器。 （2）片内集成了非易失性程序和数据存储器以及工作存储器。 （3）丰富的外设，如I2C、SPI、EEPROM、RTC、WatchDog定时器、A/D转换器、PWM和片内振荡器等。 （4）宽工作电压：1.8~6V之间。 （5）低功耗，具有6种休眠模式，能够从低功耗模式迅速唤醒。 （6）编译好的目标文件可通过在线编程(ISP)直接写入程序存储器，实现芯片在系统编程调试，无需购买昂贵的仿真器和编程器，从而节省了系统开发成本。 （7）I/O口资源丰富，设计灵活，驱动力强。 （8）具有多复位源、多中断源方式。 （9）其USART不占用定时器，采用独特的波特率发生器。 （10）必威体育官网网址性强，Flash程序存储器具有必威体育官网网址锁死功能。 由于AVR单片机具有上述这些优点，给用户带来了前所未有的好处。越来越多的设计人员把目光转向AVR单片机，把AVR单片机作为8位单片机的最佳选择，从而使AVR单片机广泛的进入应用领域。AT