《嵌入式系统》讲义.docVIP

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《嵌入式系统》讲义

《嵌入式系统》讲义 目录 ATMage16基础编程部分 3 一、认识ATMega16 3 (一)、ATmega16 引脚功能 4 二、AVR开发工具 5 (一)、开发软件系统 5 (二)、硬件开发板 5 (三)、ISP下载 6 (四)、Jtag调试工具 6 三、I/O 引脚使用 12 (一)、I/O 口引脚配置 12 (二)、I/O 口的输出操作――让发光二极管闪动 13 (三)、引脚的输出操作――让发光二极管流动 14 (四)、引脚的输入操作――按键控制发光二极管的亮灭 15 四、键盘 18 (一)、矩阵键盘1――波峰法 18 (二)、矩阵键盘2――翻转法 22 五、数字的显示 23 (一)、单数字的显示 23 (二)、数字的显示――多数字动态显示 27 (三)、数字的显示――多数字静态显示 29 六、中断――判断电机的转向 33 七、定时/计数器0 39 (一)、认识定时/计数器 39 (二)、定时/计数器0的计数功能应用 40 、定时/计数器0――PWM应用 43 、定时/计数器0――精确定时闪动的发光二极管 46 、定时/计数器0――产生可变频率矩形波 47 八、定时/计数器1 48 (一)、定时功能使用――产生报警声 48 (二)、定时/计数器1――频率计 49 (三)、定时/计数器1――输出两路PWM信号 50 九、简易温度计设计 50 十、串行通讯 52 (一)、认识串行通讯 52 (二)、查询方式进行串行数据发送 52 (三)、查询方式进行串行数据接收 52 (四)、中断方式进行串行数据发送、接收 52 十一、AD转换 52 十二、DA转换 53 十三、spi接口 53 (一)、spi接口用途及认识 53 (二)、非中断方式使用spi接口 53 (三)、中断方式使用spi接口 53 十四、液晶模块使用 53 十五、SD卡使用 53 十六、红外遥控 54 (一)、红外遥控接收识别 54 (二)、红外遥控发射 54 ATMega16嵌入式应用部分 54 一、电池充电器设计 54 二、示波器设计 54 三、便携收录机设计 54 附录:知识点索引 54 参考文献 55 ATMage16基础编程部分 一、认识ATMega16 ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,ATmega16的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。 ATmega16 AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU)相连接,使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率,并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。 ATmega16有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力,即RWW),512字节EEPROM,1K字节SRAM,32个通用I/O口线,32个通用工作寄存器,用于边界扫描的JTAG接口,支持片内调试与编程,三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断,可编程串行USART,有起始条件检测器的通用串行接口,8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC,具有片内振荡器的可编程看门狗定时器,一个SPI串行端口,以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。 工作于空闲模式时CPU停止工作,而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作;掉电模式时晶体振荡器停止振荡,所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作;在省电模式下,异步定时器继续运行,允许用户保持一个时间基准,而其余功能模块处于休眠状态;ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作,以降低ADC转换时的开关噪声;Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行,其余功能模块处于休眠状态,使得器件只消耗极少的电流,同时具有快速启动能力;扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。 (一)、ATmega16 引脚功能 ATmega16有4个8位的双向I/O端口PA、PB、PC、PD,他们对外对应32个I/O引脚,每一位都可以独立地用于逻辑信号的输入和输出。在5V工作电压下,输出高点平时,每个引脚可输出达20mA的驱动电流;而输出低电平时,每个引脚可吸收最大为40mA的电流,可以直接驱动发光二极管(一般的发光二极管的驱动电流为10mA)和小型继电器等小功率器件。 AVR大部分的I/O端口都具备双重功能(有的还有第三功能)。其中第一功能是作为数字通用I/O接口使用,而复用的功能可分别与片内的各种不同功能的外围接口电路组合成一些可以完成特殊功能的I/O口,如定

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