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1、AVR单片机技术AVR Microcontroller,主讲 李正中,课程安排Course schedule,第一讲：单片机及其开发工具简介第二讲：AVR硬件电路设计教程第三讲：AVR开发环境的建立，数字逻辑与C语言程序设计基础知识第四讲：流水灯、蜂鸣器、数码管的程序设计第五讲：普通按键与矩阵键盘的程序设计第六讲：外部中断、定时器的应用第七讲：USART的应用第八讲：ADC的应用第九讲：项目应用实例-循迹小车,单片机就是一台微型电脑。麻雀虽小，五脏俱全，单片机将微型电脑的所有基本部分都集成在一片硅片上。构成单片机的基本要素：CPU核ROMRAM片上外设总线,单片机概念,片上系统的概念Syste
2、m on Chip，SoC,AVR单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SoC），具有单指令RISC内核，片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件；内置FLASH程序存储器、内部RAM。AVR单片机具有片内调试电路，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在系统调试。,CPU核,相当于电脑的CPU，执行从ROM中取出指令性能指标：主频：CPU时钟的频率，类似于电脑的主频。指令集：复杂指令集CISC与精简指令集RISC，后者比前者执行效率高很多。字长：一次处理的二进制数据位数。,ROM（只读存储器）,目标代码存储器，相当于硬盘，用于存储运行在单片机上的程序代码目前大
3、多数单片机为Flash结构基本性能指标：容量，单位一般为KB（千字节）高级的指标：自编程能力,RAM（随机存储器）,数据存储器，相当于内存，ROM中的程序在运行时快速的存取数据目前大多数单片机为SRAM结构性能指标：容量，单位一般为B（字节）或KB（千字节）,RAM（随机存储器）,数据存储器，相当于内存，ROM中的程序在运行时快速的存取数据目前大多数单片机为SRAM结构性能指标：容量，单位一般为B（字节）或KB（千字节）,片上外设,相当于电脑的键盘鼠标接口、显示器接口等常见的片上外设模块有外部中断、定时/计数器、UART、SPI、IIC、ADC、模拟比较器等,总线,用于在以上四部分之间传输数据
4、的通道，相当于硬盘IDE线、光驱线等,单片机的应用,单片机无所不能！所谓“微电脑控制”场合的核心就是单片机涵盖工业生产、日常生活、军事设备、科研仪表仪器等所有智能化应用场合,智能洗衣机,定时完成洗衣、脱水等功能可以判断衣服的干净程度，实现“洗净即停”的功能蒸汽熨烫的功能刷卡、投币洗衣更加智能：LG公司的“iPod洗衣机”一边洗衣一边听歌,LED显示屏,LED发光二极管构成显示屏的像素点单片机负责逐点或逐行扫描，并与电脑通信获取图片信息,PH/ORP仪表,用于环境监测、工矿企业、科学研究、水产养殖场等场合的pH值的测定读取pH传感器的模拟信号，内部处理后显示在LCD上,各种数码产品,智能小车,巡
5、线避障电视机遥控器遥控LCD显示,单片机的开发工具,编程器（烧写器）：将编译出来的目标代码固化到单片机的ROM内下载线：作用与编程器相同，但可以在线下载仿真器：对单片机的程序进行单步调试、设置断点等，便于查找程序中的错误。其中Jtag仿真器可以在线仿真调试。,AVR单片机简介,AVR的性价比远高于MCS51：高速、RISC：主频最高达24MHz低功耗，宽电压：1.8V5.5V，最低全速运行功耗300uAIO口驱动能力强：推拉电流能力均达40mA，可以直接驱动蜂鸣器、继电器等片内资源丰富：外部中断、定时/计数器、UART、SPI、IIC、ADC、模拟比较器型号齐全，而且40脚以下的AVR均具有D
6、IP的封装形式,精彩的AVR世界,8脚系列：ATtiny13、25、45、85；14脚系列：ATtiny2420脚系列：AtTiny26，2313；28脚系列：ATmega8，48，88，168；32脚系列：AT90PWM3；40脚系列：ATmega16，32，162，163，169，8515，8535；以上几个系列均有DIP双列直插封装64脚系列：ATmega64，128；100脚系列：ATmega1280，2560；,精彩的AVR世界,AVR单片机的开发工具,软件开发环境编辑与编译软件：WinAVR仿真调试软件：AVR Studio下载软件：CAVR硬件开发环境仿真调试工具：JTAG IC
7、E下载线工具：STK500/300学习板一块：AVR综合实训平台技术手册AVR官方中文版技术手册AVR 单片机与GCC 编程,AVR单片机优势 Advantage,工业的高级 8-bit 性能实时 8-Bit RISC 架构低功耗(空闲模式/掉电模式/省电模式)MCU的大家族(超过 50个产品)多种外围设备卓越的C语言编码效率系统内可编程 SRAM巨大的应用数据库低开发成本,从零开始学习AVR：学单片机就要学AVR！,选择AVR作为单片机入门的几点理由：最小系统设计容易：只需要连接电源、焊接晶振就可以工作 很多概念初学者理解起来更容易：例如AVR的时钟源（晶振、内部RC等）不经过分频直接提供给
8、CPU使用，而51的CPU主频等于晶振的12分频 AVR既具有简单的、可以自制的ISP下载线和Jtag仿真器，又有DIP直插的封装形式 AVR的C语言编程与C语言教科书上学习的标准C语言语法是几乎一样的，不像51的C语言，一些bit、srf之类的变量定义在教科书中是找不到的，有利于后续嵌入式系统的学习,新手入门入门第一个例子闪烁的灯,请观看老师操作演示,领先的8位结构Structure,RISC结构，精简指令集Harvard 结构程序存储器和数据存储器分开直接访问8M 字节程序存储器和8M 字节数据存储器,极快的处理速度Speed,单周期指令执行时间一个时钟执行一条指令1MIPS/MHZ,Re
9、gister File,ALU,MEGA16单片机管脚排列Pin,AVR外围设备Peripheral Module,8 Bit RISC MCU,外围设备AC,8 Bit RISC MCU,MEGA AVR产品综述Products,从4K字节到512K字节容量FLASH产品系列自编程存储器64字节到4K字节容量EEPROM存储器硬件乘法器,AVR MEGA 产品型号(ATMEGA系列）Product Selector,ATMEGA,ATMEGA Product Selector,ATmega picoPower AVR SeriesProduct Selector,ATmega picoPow
10、er AVR SeriesProduct Selector,AVR Tiny 产品型号 Product Selector,AVR Tiny 产品型号 Product Selector,AVR Tiny 产品型号 Product Selector,Automotive AVR,CAN AVR,Lighting/Pulse Width Modulation AVR,LCD Control AVR,USB Controllers AVR,Z-Link(ZigBee)AVR,AVR32 32-bit Microcontrollers,AVR系统开发流程Develop Process,AVR Studi
11、o can be used with Assembly or C to debug codeA HEX file is then used to program the AVR,AVR Studio 调试及软件模拟平台,AVR Studio 是第一个免费的、具备完整功能的集成开发环境/仿真器,C语言编写代码益处Advantage,AVR单片机是唯一一个针对C和高级语言设计的MCU相比其他处理器，AVR的代码可缩小50%相对于汇编语言，C代码几乎不会有性能差别，但大大缩短开发时间维护代码所需工程成本更低以更直接的方式编写代码代码可以重复使用，节省开发时间,C 编译器支持C Compiler,IA
12、R()Approx.$1500ImageCraft()Approx.$200Codevision V1.44A()Approx.$150GCC FreeBASCOM()Other,仿真工具Emulator Tools,JTAG仿真器，仿真具有JTAG接口器件:原装￥2800ICE50仿真器，仿真所有器件，￥30000ICE200仿真器，仿真90系列1wire Debug仿真器ISP下载器,￥980第三方仿真下载器，国内双龙电子等ATasicICE、ICE10、ICE200、ICE30、ICE40、ICE50、JtagICE,JtagICE mkII,AVRISP,ISP,课后制作ISP下载器制
13、作(并口）Download Programmer（Parallel),课后制作ISP下载器制作2(直接并口）Download Programmer（Parallel),课后制作ISP下载器制作3(串口）Download Programmer（Serial）,参考网站Web,专业词汇Glossary,ISP:In system Program 在线编程JTAG:在线测试接口UART:通用异步收发报机SPI:同步串行接口WDT:Watch Dog看门狗Risc:精简指令集计算机Cisc复杂指令集计算机PWM:Pulse Width Modulation 脉宽调制SOC：System on Chip 片上系统OSC：Oscillate 振荡器,
