单片机_AVR_流水灯_闹钟等.doc

AVR单片机实验报告班级：学号：班内序号：姓名： Email： 同组姓名：实验一：流水灯的设计和实现实验原理图：实验原理： AVR单片机的高低电平和TTL电路的一致，即 高电平=5V，低电平=0V。AVR单片机的驱动能力比51单片机强，可以直接驱动LED。所以将8个LED二极管正极接在ATmega16的PD0PD7端口，负极经过限流电阻接到GND，通过控制PD口的电平的高低，就可以实现LED的亮灭。实验源程序：实验程序使用iccavr编译器编译：#include #includevoid delay(int ms) /延时函数 int i,j; for(i=ms;i0;i-) for(j=0;j1141;j+);void main() int i; DDRA=0XFF;/配置PD端口为输出 while(1) for(i=0;i=7;i+)/循环逐次显示每个LED二极管 PORTA|=BIT(i);delay(1000);PORTA&=BIT(i); 实验心得体会：通过学习，首先我了解了一些关于单片机的知识，包括单片机的分类，功能等，还有软硬件结合编程使用单片机，单片机的编程语言和EDA的使用，比如ICCAVR,AVR Studio 4等。其次我了解了AVR单片机的一些基本知识，学会了控制端口的输入输出方向，和电平的高低的方法。同时，AVR单片机的C语言编程基本和标准C语言一致，它在C语言的基础上，添加了一些适合单片机的头文件。所以，在编程方面我遇到的障碍不是很大。我觉得最大的收获是学会怎么看相关的技术文档，技术文档一般内容很多，并且都是以前没有学过的知识，所以快速的查阅到自己想看的内容，是一件很有学问的能力。实验二：交通灯实验原理图：实验原理：数码管有共阴和共阳两种，8段数码管由8段LED组成，共阴极数码管的8段LED的阴极相连，共用一个阴极；共阳极数码管的8段LED的阳极相连，共用一个阳极。控制数码管的方式有两种。第一种为静态显示，这种方式的优点是原理简单，编写程序容易，而且二极管的亮度比较亮，缺点是占用的端口多，单片机上的I/O口资源很珍贵，所以这种方式一般不采用。第二种是动态控制显示二级管，这种方式的优点是节省端口资源，缺点是程序编写不容易，而且，二极管的亮度比较暗。实验源程序：1.静态实现：#include #include void delay(unsigned int ms) int i,j; for(i=0;ims;i+) for(j=0;j=0;i-) /绿灯 PORTA=0X01;PORTB=tablei;for(j=9;j=0;j-) PORTD=tablej;delay(1000);/黄灯PORTA=0X02;PORTB=table0;for(j=9;j=0;j-)PORTD=tablej;delay(1000);/红灯for(i=2;i=0;i-) PORTA=0X04;PORTB=tablei;for(j=9;j=0;j-) PORTD=tablej;delay(1000); 2.动态实现：#include #include void delay(unsigned int ms) int i,j; for(i=0;ims;i+) for(j=0;j=0;i-) for(j=9;j=0;j-)for(k=1;k=0;i-) for(j=9;j=0;j-)for(k=1;k=0;i-) for(j=9;j=0;j-)for(k=1;k=500;k+) PORTB=tablei; PORTD=0b11101110; delay(1); PORTB=tablej; PORTD=0b11101101; delay(1); 实验心得：通过学习，首先我学会了8段数码管的基本原理，以及共阴，共阳两种二极管的连接方式，还有二极管的两种控制方式：静态显示和动态显示。其次，通过交通灯的程序编写，我进一步学习了单片机的C语言程序的编写，同时学会了在ICCAVR和AVR Studio中怎样软仿真调试程序和硬仿真调试，比如单步执行，设置断点，观察变量的地址和值的变化等。实验三：蜂鸣器实验原理图：实验原理： 与AVR 单片机的I/O口相关的寄存器有3个，DDRx,PORTx,PINx.通过C语言中的条件控制语句if语句，判断端口的寄存器的值，可以实现检测开关是否按下，编写程序控制蜂鸣器，使其在按键开关按下的时候鸣响。当开关断开时不响。实验源程序:#include #include int main(void) DDRD &= (16); PORTD |= (16); DDRA |= (13); PORTA &= (13); while (1) if(PIND & (16) PORTA &= (13); else PORTA |=(13); 实验心得： 通过学习，首先，我学会了蜂鸣器的电路原理以及在ATmega16最小系统下，将蜂鸣器接入电路的方式。其次我学会了通过I/O的寄存器的值查询按键是否按下。编写程序，控制蜂鸣器的正极的电平的高低，使得在开关按下的时候，蜂鸣器正极为高电平，当开关断开时，蜂鸣器的正极为低电平。实验四：秒表计时器实验原理图：实验原理： 当计算机执行正常程序时，系统中会出现某些急需处理的异常情况和特殊请求，此时CPU会暂时中止执行程序，转去对随机发生的更为紧迫的事件进行处理，处理完毕后，CPU自动返回原来的程序继续执行，此过程就叫做中断。实现中断功能的硬件和软件统称为中断系统。 ATmega16单片机中有2个8位和1个16位定时/计数器。可以利用定时/计数器和中断来实现秒表的功能。实验源程序：#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar num=0;#pragma interrupt_handler miao:9const table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;void delay(uint ms) uint i,j;for(i=0;ims;i+) for(j=0;j1141;j+); void miao() if(num=60) num=0; num+;TCNT1H=0X85;TCNT1L=0XED;void main() TCCR1B=0X04;/控制寄存器，分频TCNT1H=0X85;/计数器寄存器TCNT1L=0XED; /TIMSK|=BIT(2);/中断屏蔽寄存器SREG|=BIT(7);/DDRB=0XFF;DDRD=0XFF;while(1) PORTB=tablenum/10;PORTD=tablenum%10;实验心得： 通过这个实验，首先我了解了中断的含义。其次，我了解了ATmega16单片机的内部中断源有哪些，中断的触发方式和中断函数的编写。并且，我了解了ATmega16单片机内部的计数器的工作原理和分类。通过计数器和中断函数的编写，可以实现秒表的功能。实验 过程&结果实验心得：通过这次AVR单片机的实验，我学习到了很多知识。实验的第一天，我们听老师讲解了一些关于单片机的内容后，就开始看教学视频和相关的资料学习AVR单片机。在假期的时候，我预习了一下单片机的内容，从图书馆内借了几本关于51单片机的书。直到第一天上课，我才知道我们学习的是AVR单片机。于是我到图书馆里面又借了几本关于AVR的书。从第二天开始，我和我的搭档领到实验板和实验器材后，就开始正式的学习。在接下来的4天时间里，我通过看视频教程和相关的技术文档，还有图书馆的书，比较全面地了解了一些AVR单片机的知识。从最基础的I/O的控制，到中断系统的使用，以及一些其他的原件的使用，比如蜂鸣器，按键开关，共阴极8段数码管等。通过学习，我们做了4个小实验，分别是流水灯，交通灯，蜂鸣器和秒表计数器。在做这4个小实验的时候，由于我们一开始学习的知识不是很多，对开发板和其他原件的使用方法不够了解，出现了一些莫名其妙的问题，我们开始以为是自己的开发板出现故障，后来在老师的指导下，我学会了逐步检查电路的问题，按照一定的次序，我逐一检查，最后终于发现问题，并解决问题。在实验过程中，我遇到的问题可以分为两类：软件和硬件。在软件方面，我学习了两种编译器的使用，分别是ICCAVR和GCC编译器。在不同的编译器内，有不同的函数和定义，所以，在编译仿真的时候，我一开始遇到了一些软件方面的问题，比如编译失败，下载不到板子上等。后来，经过查阅书籍，我基本上掌握了他们的区别和联系，可以保证编译，下载不出问题。在硬件方面，我遇到的问题主要是连线问题和原件出故障。后来听老师讲解，发现是自己连接的时候没有限流导致故障。原件出故障后，换了一个新的以后问题也解决了。综合实验，由于小车不够，我和同组的郭晋开始着手写计划和流程图。经过再三考虑我们决定做一个电子钟，因为这个涉及到了DS1302芯片的使用，需要查阅更多资料，而且在完成基本功能的同时，还可以添加其他附加的东西。由于对整个单片机的运行机制并不了解，所以在写流程图的时候，我们只用了最平实的框架描述，为后来的编程打了个草稿。可实现性我们写得比较详细，我觉得这个对我们后来的功能拓展帮助很大。第二天我们开始编程，我负责液晶的初始化和显示。遇到了很多困难，首先就是不知道该从哪下手，因为我并没有在书上找到类似的例子，最后通过请教其他同学才知道应该多看教学视频，但是没太看懂，最后在参考了别人的程序后，我明白了液晶屏显示的原理，最后初始化和显示成功了。之后我们很容易的完成了键盘和液晶连接，然后我们就开始着手DS1302的研究。手头只有一份英文的芯片说明，看了一天也只明白了个大概。晚上回寝室的时候，我上网查了很多资料，有中文的说明，也有其他语言编写的程序。第二天到机房继续研究，基本搞明白了芯片的读写原理，开始编程。编程的过程并不顺利，我们总是遇到一个个误区，困惑很长时间才明白过来，然后继续写。通过这次对DS1302芯片的研究，我认为当接触一个新的芯片时，首先要了解的就是芯片各个管脚的使用，哪些管脚是由单片机控制的，哪些管脚接高低电平；其次应该知道芯片的读写原理，是利用时钟的上升沿还是下降沿；编写好程序之后，最好采用硬件调测，观察芯片中数据的变化，是否和自己所了解的一样。因为判别哪些是芯片的功能，哪些是编程来实现的事在调测中不断发现的。小学期后期的大部分时间都是在不断调测中度过的，不断编写、下载、检测正如老师所说的那样，一个困难摆在面前是巨大的，但当解决以后才发现也许只是一个小问题，但发现问题的过程却十分困难。在这次小学期的过程中，我觉得锻炼最大的就是发现问题的能力，有些问题能一直困扰我们好几天。比如上下午的翻转问题，我们研究了快四天，有时候实在没有思路，就先编写其他功能，然后再想这个问题。但克服了这个困难之后，我们的编程能力一下提高很多，思路开阔了不少，接下来的编程都十分的轻松。另外，在写实验报告的时候，我们才开始真正理清了设计思路，或者说两个人的设计才更好的整合。我想如果当初在开始编程之前，对单片机的了解更透彻，设计好步骤，各个子程序，一定会大大提高我们的工作效率。我想在以后的学习中都是值得借鉴的一点。最后我想说的是，两个人的协作问题。这次小学期，我和郭晋的合作十分愉快，既有独立工作的一