AVR與智能車技術(創(chuàng)新班)第一講

1、AVR單片機與智能車技術黃文愷有關本課程學習的幾點建議：有關本課程學習的幾點建議： 本課程是一門實踐性、應用性很強的學科本課程是一門實踐性、應用性很強的學科僅僅聽懂還不夠僅僅聽懂還不夠, ,重在培養(yǎng)動手能力重在培養(yǎng)動手能力硬件硬件/ /軟件同樣重要、不可偏廢軟件同樣重要、不可偏廢 硬件是骨架，軟件是靈魂硬件是骨架，軟件是靈魂本課程的前期基礎課程是數(shù)字電路、微機原理本課程的前期基礎課程是數(shù)字電路、微機原理和和C C語言基礎語言基礎這方面知識掌握得不夠好的請自己補上這方面知識掌握得不夠好的請自己補上自學、聽課、復習、實驗，每個環(huán)節(jié)都重要自學、聽課、復習、實驗，每個環(huán)節(jié)都重要用科學的方法學習用科學的

2、方法學習第一章 AVR單片機及其開發(fā)工具簡介n1、單片機是什么？、單片機是什么？n2、單片機能做什么？、單片機能做什么？n3、為什么要學、為什么要學AVR單片機單片機n4、AVR單片機開發(fā)工具單片機開發(fā)工具1、單片機是什么？、單片機是什么？n單片機就是一臺微型電腦。麻雀雖小，五臟俱單片機就是一臺微型電腦。麻雀雖小，五臟俱全，單片機將微型電腦的所有基本部分都集成全，單片機將微型電腦的所有基本部分都集成在一片硅片上。在一片硅片上。n構成單片機的基本要素：構成單片機的基本要素：CPU核、核、ROM、RAM、片上外設接口、總線。、片上外設接口、總線。CPU核核nCPU核相當于電腦的核相當于電腦的CPU

3、芯片，執(zhí)行從芯片，執(zhí)行從ROM中取出指中取出指令。令。n性能指標：性能指標：n主頻：主頻：CPU時鐘的頻率，類似于電腦的主頻。時鐘的頻率，類似于電腦的主頻。n指令集：復雜指令集指令集：復雜指令集CISC與精簡指令集與精簡指令集RISC，后者比，后者比前者執(zhí)行效率高很多。前者執(zhí)行效率高很多。n字長：一次處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)字長：一次處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)價格詳相近的幾種單片機之比較價格詳相近的幾種單片機之比較CPU類型類型AT、STC系列系列51MSP430F1系列系列AVR系列系列主頻主頻2MHz8MHz20MHz指令集指令集CISCRISCRISC字長字長8位位16位位8位位ROM（只讀存儲器

4、）（只讀存儲器）n目標代碼存儲器，相當于硬盤，目標代碼存儲器，相當于硬盤，用于存儲運行在單片機上的程序用于存儲運行在單片機上的程序代碼。代碼。n目前大多數(shù)單片機為目前大多數(shù)單片機為Flash結構。結構。n基本性能指標：容量，單位一般基本性能指標：容量，單位一般為為KB（千字節(jié)）（千字節(jié)）n高級的指標：自編程能力高級的指標：自編程能力價格詳相近的幾種單片機之比較價格詳相近的幾種單片機之比較單片機型號單片機型號STC89C52MSP430F110ATmega16Flash容量容量8KB1KB16KB自編程能力自編程能力不具備不具備具備具備具備具備片上外設接口片上外設接口n相當于電腦的鍵盤鼠標接口、

5、顯示器接口、打印機接相當于電腦的鍵盤鼠標接口、顯示器接口、打印機接口等?？诘取常見的片上外設模塊有外部中斷、定時常見的片上外設模塊有外部中斷、定時/計數(shù)器、計數(shù)器、UART、SPI、IIC、ADC、模擬比較器等。、模擬比較器等。價格詳相近的幾種單片機之比較價格詳相近的幾種單片機之比較單片機型號單片機型號STC89C52MSP430F1101ATmega16(AVR)片上外設片上外設外部中斷外部中斷定時定時/計數(shù)器計數(shù)器UART外部中斷外部中斷定時定時/計數(shù)器計數(shù)器ADC外部中斷外部中斷定時定時/計數(shù)器計數(shù)器UART、SPI、IICADC、模擬比較器、模擬比較器C P UR O MR A M片

6、上外設總線總線總線總線總線用于在以上四部分之間傳輸數(shù)據(jù)的通道，相當于硬盤用于在以上四部分之間傳輸數(shù)據(jù)的通道，相當于硬盤IDE線、光驅線等。線、光驅線等。2、單片機能做什么？、單片機能做什么？n單片機無所不能！單片機無所不能！n所謂所謂“微電腦控制微電腦控制”場合的核心就是單片機場合的核心就是單片機n涵蓋工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、軍事設備、科研儀涵蓋工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、軍事設備、科研儀表儀器等所有智能化應用場合。表儀器等所有智能化應用場合。n智能洗衣機、冰箱、空調(diào)、可調(diào)的電風扇等，智能洗衣機、冰箱、空調(diào)、可調(diào)的電風扇等，只要有智能控制的地方都離不開單片機。只要有智能控制的地方都離不開單片機。LED顯示

7、屏顯示屏LED發(fā)光二極管構成顯示屏的像素點，單片機負責逐點或發(fā)光二極管構成顯示屏的像素點，單片機負責逐點或逐行掃描，并與電腦通信獲取圖片信息。逐行掃描，并與電腦通信獲取圖片信息。智能洗衣機智能洗衣機n定時完成洗衣、脫水、烘干等定時完成洗衣、脫水、烘干等功能；功能；n可以判斷衣服的干凈程度，實可以判斷衣服的干凈程度，實現(xiàn)現(xiàn)“洗凈即停洗凈即?！钡墓δ?；的功能；n蒸汽熨燙的功能；蒸汽熨燙的功能；n刷卡、投幣洗衣；刷卡、投幣洗衣；nLG公司的公司的“iPod洗衣機洗衣機” 一一邊洗衣一邊聽歌邊洗衣一邊聽歌 。儀器儀表儀器儀表 n用于環(huán)境監(jiān)測、工礦企業(yè)、用于環(huán)境監(jiān)測、工礦企業(yè)、科學研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖場等科學

8、研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖場等場合的場合的pH值的測定值的測定n讀取讀取pH傳感器的模擬信號，傳感器的模擬信號，內(nèi)部處理后顯示在內(nèi)部處理后顯示在LCD上。上。n各種抄表器、讀卡器等。各種抄表器、讀卡器等。各種數(shù)碼產(chǎn)品各種數(shù)碼產(chǎn)品手機、手機、MP3MP4、電紙書、數(shù)碼相框、電紙書、數(shù)碼相框、PS游戲機等。游戲機等。n智能車單片機技術的應用遍布國民經(jīng)濟與人民生活的各個領域nAVR的性價比遠高于的性價比遠高于51：n高速、高速、RISC：主頻最高達：主頻最高達20MHzn效率高：一個晶振振蕩周期可執(zhí)行一條指令，效率高：一個晶振振蕩周期可執(zhí)行一條指令，51單片機則需要單片機則需要12個個n低功耗，寬電壓：低功耗，

9、寬電壓：1.8V5.5V，最低全速運行，最低全速運行功耗功耗300uAnIO口驅動能力強：推拉電流能力均達口驅動能力強：推拉電流能力均達30mA，可以直接驅動蜂鳴器、繼電器等可以直接驅動蜂鳴器、繼電器等n片內(nèi)資源豐富：外部中斷、定時片內(nèi)資源豐富：外部中斷、定時/計數(shù)器、計數(shù)器、UART、SPI、IIC、ADC、模擬比較器、模擬比較器n型號齊全，而且型號齊全，而且40腳以下的腳以下的AVR均具有均具有DIP的的封裝形式封裝形式3、為什么要學、為什么要學AVR單片機單片機精彩的精彩的AVR世界世界n8腳系列：腳系列：ATtiny13、25、45、85；n14腳系列：腳系列：ATtiny24；n20

10、腳系列：腳系列：AtTiny26，2313 ；n28腳系列：腳系列：ATmega8，48，88，168 ；n32腳系列：腳系列：AT90PWM3 ；n40腳系列：腳系列：ATmega16，32，162，163，169，8515，8535 ；n以上幾個系列均有以上幾個系列均有DIP雙列直插封裝雙列直插封裝n64腳系列：腳系列：ATmega64，128 ；n100腳系列：腳系列：ATmega1280，2560 ；ATmega128的型號標識解析：的型號標識解析： n、型號緊跟的字母，表示電壓工作范圍。帶型號緊跟的字母，表示電壓工作范圍。帶“L”：表：表示低電壓版本，工作電壓示低電壓版本，工作電壓2

11、.7-5.5V；若缺省，不帶；若缺省，不帶“L”：4.5-5.5V。例：。例：ATmega128-16AU，不帶，不帶“L”表示工作表示工作電壓為電壓為4.5-5.5V。 n、后綴的數(shù)字部分，表示支持的最高系統(tǒng)時鐘。例：后綴的數(shù)字部分，表示支持的最高系統(tǒng)時鐘。例：ATmega128-16AU，“16”表示可支持最高為表示可支持最高為16MHZ的系的系統(tǒng)時鐘。統(tǒng)時鐘。 n、后綴第一（第二）個字母，表示封裝。后綴第一（第二）個字母，表示封裝?！癙”：DIP封裝，封裝，“A”：TQFP封裝，封裝，“M”：MLF封裝。例：封裝。例：ATmega128-16AU，“A”表示表示TQFP封裝。封裝。 n、

12、后綴最后一個字母，表示應用級別。后綴最后一個字母，表示應用級別?！癈”：商業(yè)：商業(yè)級，級，“I”：工業(yè)級（有鉛）、：工業(yè)級（有鉛）、“U”工業(yè)級（無鉛）。例：工業(yè)級（無鉛）。例：ATmega128-16AU，“U”表示無鉛工業(yè)級。表示無鉛工業(yè)級。ATmega128-16AI，“I”表示有鉛工業(yè)級。表示有鉛工業(yè)級。 n參考課本：AVR單片機單片機C語言開發(fā)入門指導語言開發(fā)入門指導清華大學參考資料： AVR芯片數(shù)據(jù)官方手冊芯片數(shù)據(jù)官方手冊(PDF格式格式)http:/ 單片機與GCC 編程AVR學習參考網(wǎng)址學習參考網(wǎng)址 選擇選擇AVR作為單片機入門的幾點理由：作為單片機入門的幾點理由：n最小系統(tǒng)設

13、計容易：只需要連接電源、焊接晶最小系統(tǒng)設計容易：只需要連接電源、焊接晶振就可以工作振就可以工作 n很多概念初學者理解起來更容易：例如很多概念初學者理解起來更容易：例如AVR的的時鐘源（晶振、內(nèi)部時鐘源（晶振、內(nèi)部RC等）不經(jīng)過分頻直接等）不經(jīng)過分頻直接提供給提供給CPU使用，而使用，而51的的CPU主頻等于晶振主頻等于晶振的的12分頻分頻 。nAVR既具有簡單的、可以自制的既具有簡單的、可以自制的ISP下載線和下載線和Jtag仿真器，又有仿真器，又有DIP直插的封裝形式直插的封裝形式 。nAVR的的C語言編程與語言編程與C語言教科書上學習的標語言教科書上學習的標準準C語言語法是幾乎一樣的，不像

14、語言語法是幾乎一樣的，不像51的的C語言，語言，一些一些bit、srf之類的變量定義在教科書中是找之類的變量定義在教科書中是找不到的，有利于后續(xù)嵌入式系統(tǒng)的學習不到的，有利于后續(xù)嵌入式系統(tǒng)的學習 。4、AVR單片機開發(fā)工具單片機開發(fā)工具 -學習學習AVR硬件平臺硬件平臺1)AVR Mega128學習板學習板2)AVR下載下載/仿真器（仿真器（ISP/JTAG)對單片機的程序進行單步調(diào)試、設置斷點等，便對單片機的程序進行單步調(diào)試、設置斷點等，便于查找程序中的錯誤。其中于查找程序中的錯誤。其中 JTAG 仿真器可以在線仿仿真器可以在線仿真調(diào)試真調(diào)試,ISP只能下載程序。只能下載程序。連接線一端9針D型接口