AVR单片机综合试验板原理

　　AVR单片机综合试验板为多功能实验板，对入门学习及开发产品很有帮助，下图为AVR单片机综合试验板电路原理图。

　　U1为单片机ATMEAGl6L；JP1、JP2为双排针，便于单片机外扩其它器件；D1~D8为8个发光二极管，通过LED双排针与PBO~PB7连接)可作开关量输出的指示；ISP为在线下载程序的接口；JTAG为在线JTAG仿真接口；LCDl28_64为驱动128*64图型液晶的接口，可做128*64液晶驱动实验；LCDl6_2为驱动16*2液晶的接口,可做16*2液晶驱动实验；JTAG_R双排针连接R2~R5这4个lOkQ的上拉电阻，这是进行JTAG仿真所需要的，一般情况下用短路块将JTAG_R双排针短接；U2为RS232通信芯片，通过UARIT双徘针与单片机ATMEAGl6L的PDO、PD1连接，方便与PC机连接做RS232通信实验；SW_DlP4为4位拔码开关，它通过SW_DIP短路块与PD4~PD7连接，可做状态转换的实验；RVI为多圈电位器，所取得的模拟电压通过排针AD后送单片机的PA7,可做AID实验；Q1及蜂鸣器BZ组成音响电路，通过排针BEEP与单片机的PD5连接，可做音响实验；S1~S4为4个轻触式按键开关，通过KEY双排针与PD4~PD7连接，可做开关重的输入实验；INTO、INT1为2个轻触式按键开关，通过INT双排针与PD2、PD3连接，可进行AVR单片机的外部中断实验；LEDMOD1、LEDMOD2为8位数码管显示器，其中字段码经LEDMOD_DATA双排针后由单片机的PAO~PA7送出，位选码经LEDMOD_COM双排针后由单片机的PCO~PC7送出，可做8位数码管动态扫描输出及驱动；U4为IIC总线实验器件24COl，通过l2C双排针与PCO、PC1连接，可做IIC总线实验；U5为SPI总线实验器件93C46，通过SPI双排针与PB4~PB7连接，可做SPI总线实验；U7为测温器件，通过排针18B2O与PC7连接，能进行测温及控温实验；U8为38kHz的红外接收器，通过排针IR与PD6连接，可做红外遥控实验；U6A、U6B及外围器件组成有源滤波电路，通过双排针PWM_IN与单片机的PB3、PD4、PD5、PD7连接，可做PWM(D/A)实验；J1、J2为外接电源插口，其中J1输入9~l5V直流电压)供U6运放使用，同时经U3稳压获得的5V供其它部分使用。若实验中不需从PWM_OUT1PWM_OUT2端口取得PWM的模拟量，那么直接从J2口输入5V稳压电源即可，而不用J1口。

　　ATMEAGl6L单片机的主要特点与内部结构

      ATMEAGl6L是AVR单片机家族中的高档产品，其包含的功能最为齐全，非常适合于学习及开发实践。选择ATMEAGl6L的另一个主要原因是该芯片支持JTAG调试，这样大大降低了我们在学习、开发过程中的调试难度及成本。

　　下图为ATMEAGl6L的引脚排列。

下图为AT-MEAGl6L的内部结构框图。

　　其特点如下：1、内部Flash程序存储器内部含有l6K字节的Flash存储器，支持ISP(在系统编程)和I-AP(在应用编程)，可被重复撩写10000次。2、内部数据存储器SRAM达1K字节。3、内部EEPROM达512字节，可擦写100000次，可以在系统掉电时保存一些用户信息。4、32个I/0口，分PA、PB、PC、PD共4组，每组8位。每个I/0口可负载20~4OmA的电流，芯片的总电流不超过200mA。5、有两个可分频的8位定时器/计数器和一个可分频的16位定时器/计数器，带输入捕获、比较输出功能。有4个通道的PWM，可作DAC转换器。6、中断单元有20个中断源，每个中断有独立的中断向量入口地址，所有的中断事件都有备白的使能住，可以根据需要使能或屏蔽。7、Atmega16L支持多种时钟方式，有外部晶振、外部RC振荡、外部时钟和内部RC振荡等。Atmega16L内置上电复位电路、可编程低电压检测(BOD)复位电路和带独立振荡器的看门狗，支持上电复位、外部复位、看门狗复位和低电压检测复位等复位源。8、内置8通道10位精度的逐次逼近式模/数转换器(ADC)，支持单端和双端差分信号输入，内含增益可编程运算放大器。9、SPI同步接口。10、全双工的USART。11、片内模拟比较器。12、二线总线(TWI)等。

　　使用JTAGICE仿真器调试AVR单片机综合试验板

　　JTAGICE与AVR单片机综合试验板连按图见下图，下图中虚线的部分是可选连接。

　　当JTAGICE与用户板和个人电脑均连接上之后，就可以开始调试。

　　下面以AVR单片机入门及C语言高效设计实践仁)中所作的第一个程序acl.c为例，使用JTAGICE进行实际调试。

　　前5步的操作与上期介绍的完全相同)即；1.设置ICCAVR。2.建立一个工程项目o3.输入C源文件。4.向工程项目中添加源文件o5.编译文件，编译通过后生成COFF/HEX文件。

　　仅第6步的操作不同，第6步是使用JTAG仿真器进行实时在线仿真。

　　需要说明的是，进行JTAG仿真前，应确定单片机的JTAGEN熔丝位E1被编程，这可以用下载软件PonyProg2000进行熔丝位检查。

　　将JTAG仿真器通过串口线与PC机的串口连接，另一端的IOPIN扁平电缆则插入AVR单片机综合试验板上的JTAG插II。AVR单片机综合试验板通上5V电压，然后打开AVRStudio集成开发环境，这时出现一个欢迎进入AVRStudio的界面(下图）。

　　单击Open按钮，选中acl.cof文件后点击打开，出现生成AVRStudio工程项目文件的界面后点保存，然后出现选择仿真平台的界面(下图）。

这里我们在DebugPlatform栏中选择JTAGICE，Device栏选择Atmegal6芯片。点击Finish后JTAGICE会与PC机建立通信连接)这时出现选择文件夹的界面(下图），

我们选择Select后进入在线仿真界面(下图）。

　　在主菜单中打开Debug，从Debug的下拉菜单中可看到常用的仿真快捷键，这里我们选择F1O(StepOver)进行调试。

　　在左侧WorksPACe窗口中，存放着ATMeagl6的各种寄存器的状态值)我们将1/0ATMEGAl6前的加号展开，再将PORTB前的加号展开，将PORTB输出口打开。

　　鼠标在程序的光标箭头上点一下，随后按动干10，可发现PORTB口的各寄存器会发生变化，DDRB全部为黑色(OxFF)，说明方向寄存器的设置为输出方式，而随着继续按动F1O，PORTB与PINB则一会儿变黑(OxFF))一会儿变白(OxOO)，对应的，实验板上的发光二极管也亮、灭闪烁。当按动F5快捷键(Run)后，程序全速运行，这时实验板上的发光二极管自动闪烁。

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