1. 研究目的与意义
AVR是RISC精简指令集的高速8位单片机的简称,它是由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术共同研发出来的,它主要包括AT-tiny,AT90和ATmega三个系列,其硬件结构从相对简单到复杂,功能在不断增强,而其指令系统向上兼容。在仪器仪表、工业控制、家电产品等领域具有广泛的应用。
AVR开发板为初学AVR单片机的学子掌握AVR的硬件电路结构与控制单片机运行的指令系统提供了良好的学习平台。初学者在对开发板的学习和研究中可以逐渐了解AVR单片机的特性(高性能,更高速,低功耗)、AVR单片机的最小系统和外围扩展(能够了解单片机的硬件结构)、AVR单片机的指令系统等。 通过一段时间的学习,学子能利用AVR单片机设计一些简单的应用电路,如led灯控制,数码管的驱动显示,液晶的图形显示等。
2. 国内外研究现状分析
在目前的高校单片机课程中,51单片机占百分之九十以上,所以51开发板必然会成为高校单片机试验设备所必须的,而且它也是单片机实验开发板中的领头军,因此51开发板在市场中所占的份额也是最大的。
avr单片机作为新一代高性能低功耗的单片机,其性能优点让之脱颖而出。近几年,市面上的avr实验开发板数目也多了起来,在大学课程里仍很少开设,但是基于avr单片机的电路已经开始普遍。就avr单片机实验开发板来说,确实有一定开发价值
对于avr学习开发板,国内有许多产品,他们开发板的情况一般是多功能的开发板,板上除了有核心cpu芯片和供下载的连接电路外,还含有外围的接口电路和应用电路,可以提供许多方面的开发与应用。
3. 研究的基本内容与计划
在AVR单片机系统开发板的设计过程中,先研究每个接口模块的功能及驱动方法,然后分别设计AVR单片机与接口模块连接电路,并对其进行调试。有四个阶段:
一、选择芯片型号和元器件,组装、焊接单片机硬件开发板,搭建应用系统开发平台。
二、测试硬件开发板的总体性能。
三、进行软件设计,修改范例程序和进行自主编程,对各功能模块进行调试。
四、扩展外部模块,进行实际应用
如下图为AVR单片机硬件框图:
AVR单片机 |
时钟模块 |
时钟系统 |
译码器 |
复位电路 |
其他。。。 |
数码管 |
Led灯 |
按键模块 |
MAX232 |
LCD1602 |
如上图所示,其包含以下硬件模块:
1、LED发光管(做交通灯、流水灯、信号输出指示等实验)。
2、数码管(做时钟,温度,湿度,电机马达转速显示实验)。
3、LCD1602 液晶显示。
4、DS1302时钟系统。
5、MAX232串口通讯模块(可以与计算机串行通信和硬件仿真,同时也可对STC单片机下载程序,还可以实现主从系统中多机互连,一口多用,非常方便)。
6、键盘(可做键盘控制扫描实验,实现对系统复杂的控制)。
7、复位电路。
8、蜂鸣器模块(可做各种发声,音乐,闹钟提醒实验)。
9、DS18B20温度传感器(做实时温度传感实验和实现温度控制等)。
等等。。。。
软件方面的选择,选用WINAVR编译器,选择用c语言编写各个模块的程序.
主要措施:
(1)搜集protel 99se的相关资料,并加以自习研究,掌握pcb原理图的绘制方法。
(2)研究设计单片机各个外围电路模块的原理及驱动方法;学会使用WINAVR进行编辑、编译以及仿真调试,实现对单片机进行C语言开发。
(3)对开发板的功能进行仿真验证;以Proteus为平台,对单片机外围各个功能模块进行软件仿真验证功能。
(4)开发板功能验证;对单片机下载相应的模块程序,验证功能是否能够实现。
(5)外部功能扩展;自己开发一些小程序,实现单片机的应用。
4. 研究创新点
。。。。
