下载文档原格式
ATmega128 单片机硬件电路设计在本系统中，本小节主要讲ATmega128 单片机的内部资源、工作原理和硬件电路设计等。
2.5.1 ATmega128 芯片介绍ATmega128 为基于AVR RISC 结构的8 位低功耗CMOS 微处理器。
片内ISP Flash 可以通过SPI 接口、通用编程器，或引导程序多次编程。
引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到应用Flash 存储器。
通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内，ATmega128 为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的方案。
ATmega128 单片机的功能特点如下：（1）高性能、低功耗的AVR 8 位微处理器（2）先进的RISC 结构①133 条指令大多数可以在一个时钟周期内完成② 32x8 个通用工作寄存器+外设控制寄存器③全静态工作④工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS ⑤只需两个时钟周期的硬件乘法器（3）非易失性的程序和数据存储器① 128K 字节的系统内可编程Flash ②寿命: 10，000 次写/ 擦除周期③具有独立锁定位、可选择的启动代码区（4）通过片内的启动程序实现系统内编程① 4K 字节的EEPROM ② 4K 字节的内部SRAM ③多达64K 字节的优化的外部存储器空间④可以对锁定位进行编程以实现软件加密⑤可以通过SPI 实现系统内编程（5）JTAG 接口（与IEEE 1149.1 标准兼容）①遵循JTAG 标准的边界扫描功能②支持扩展的片内调试③通过JTAG 接口实现对Flash，EEPROM，熔丝位和锁定位的编程（6）外设特点①两个具有独立的预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器②两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器③具有独立预分频器的实时时钟计数器④两路8 位PWM ⑤ 6 路分辨率可编程（2 到16 位）的PWM ⑥输出比较调制器⑦ 8 路10 位ADC ⑧面向字节的两线接口⑨两个可编程的串行USART ⑩可工作于主机/ 从机模式的SPI 串行接口（7）特殊的处理器特点①上电复位以及可编程的掉电检测②片内经过标定的RC 振荡器③片内/ 片外中断源④ 6 种睡眠模式: 空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby 模式以及扩展的Standby 模式⑤可以通过软件进行选择的时钟频率⑥通过熔丝位可以选择ATmega103 兼容模式⑦全局上拉禁止功能ATmega128 芯片有64 个引脚，其中60 个引脚具有I/O 口功能，资源比较丰富，下面对ATmega128 的各个引脚做简单介绍：VCC：数字电路的电源。
ATMEGA128熔丝位配置详解熔丝位配置2009-07-29 11:51在配置熔丝位时应特别注意，部分熔丝位（如OCDEN、JTAGEN和SPIEN等）的配置是不可逆的2009年04月17日星期五 11:28引言AVR系列单片机在仿真调试之前，首先必须对AVR的熔丝位和锁定位进行配置。
如果配置不当，则可能造成单片机不能正常工作，严重时可能导致单片机死锁。
因此，对单片机熔丝位和锁定位的正确配置显得尤为重要。
熔丝位是对单片机具体功能和工作模式的限定，其正确配置与否直接影响到单片机能否正常工作;锁定位是对单片机的程序和数据进行加密，以防止单片机中的程序和数据被读出或写入。
在进行配置时，一般先配置熔丝位，再配置锁定位。
锁定位又分为引导程序区锁定位和程序及数据存储器锁定位两类。
对引导程序区锁定位进行编程可以实现两套保护模式，即应用区保护模式和Boot Loader区保护模式；不同的编程配置可以实现不同的加密级别。
对程序及数据存储器锁定位进行编程可以禁止对并行和SPI/JTAG串行编程模式中Flash和EEPROM进一步编程，从而对程序和存储器中的数据进行保护。
由于引导程序锁定位和程序及数据存储器锁定位的配置具有可逆性，因此可根据不同的需要多次编程，灵活改变。
但是，在配置熔丝位时应特别注意，部分熔丝位（如OCDEN、JTAGEN和SPIEN等）的配置是不可逆的。
在采用单一编程下载情况下（例如只采用JTAG下载或者只采用AVRISP并行下载），一旦配置后将不可改变。
鉴于熔丝位配置的重要性，本文以AVR系列的ATmega128单片机为例，详细介绍熔丝位的配置以及在配置过程中常出现的一些问题，并给出相应的解决办法，成功地解决了因熔丝位配置不当而引起的单片机不能正常工作和死锁等一系列问题。
1 熔丝位的配置ATmega128的熔丝位共有3个字节：熔丝位扩展字节、熔丝位高字节和熔丝位低字节。
表1、表2和表3分别描述了所有熔丝位的功能、默认值以及它们是如何映射到熔丝位字节的。
AVR教程（1）：AVR单片机介绍作者：微雪电子文章来源： 点击数： 478 更新时间：2008-4-1 23:58:21 AVR，它来源于：1997年，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RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。
AVR单片机特点每种MCU都有自身的优点与缺点，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：●哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；●超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用单一ACC 进行处理造成的瓶颈现象；●快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；●作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10mA-20mA灌电流的能力；●片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；●大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comp arator，WDT等；●大部分AVR除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。
●性价比高。
开发AVR单片机，需要哪些编译器、调试器？软件名称类型简介官方网址AVR Studio IDE、汇编编译器ATMEL AVR Studio集成开发环境(IDE)，可使用汇编语言进行开发（使用其它语言需第三方软件协助），集软硬件仿真、调试、下载编程于一体。
ATMEL官方及市面上通用的AVR开发工具都支持AVRStudio。
GCCAVR (WinAVR) C编译器GCC是Linux的唯一开发语言。
GCC的编译器优化程度可以说是目前世界上民用软件中做的最好的，另外，它有一个非常大优点是，免费！在国外，使用它的人几乎是最多的。
ATMEGA128实验开发板用户手册V1.32011年5月E-mail: sdfdlut@1. ATMEGA128单片机概述ATMEGA128单片机是ATMEL公司推出的一款基于AVR内核，采用RISC结构，低功耗CMOS的8位单片机。
由于在一个周期内执行一条指令，ATMEGA128可以达到接近1MIPS/MHz的性能。
其内核将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU（逻辑单元）直接连接，实现了在一个时钟周期内执行一条指令可以同时访问两个独立的寄存器。
这种结构提高了代码效率，是AVR的运行速度比普通的CISC单片机高出10倍。
ATMEGA128单片机具有以下特点：128KB的可在系统编程/应用编程（ISP/IAP）Flash 程序存储器，4KB E2PROM，4KB SRAM，32个通用工作寄存器，53个通用I/O口，实时时钟计数器（RTC），4个带有比较模式灵活的定时器/计数器，2个可编程的USART接口，一个8为面向字节的TWI（I2C）总线接口，8通道单端或差分输入的10位ADC（其中一个差分通道为增益可调），可编程带内部振荡器的看门狗定时器，一个SPI接口，一个兼容IEEE 1149.1标准的JTAG接口（用于在线仿真调试和程序下载），6种可通过软件选择的节电模式。
2. ATMEGA128实验开发套件本实验开发套件包括：●测试通过的MEGA128实验板1块；●配套资料光盘1张；●AVR ISP并口下载线1条；●5110液晶模块1个；●遥控器1个；●USB ASP下载线（选配）；●AVR JTAGICE仿真器（选配）。
其中资料光盘的内容主要包括：●ATMEGA128实验开发板用户手册.pdf（本文档）；●AVR教程：⏹WINAVR 使用入门.pdf⏹AVR Studio 使用入门.pdf⏹AVR基本硬件线路设计与分析.pdf⏹芯艺的AVR_GCC教程.pdf⏹AVR的IO结构分析与范例.mht⏹AVR高速嵌入式单片机原理与应用●芯片手册（包括24C02、74HC595以及中文的I2C协议文档等内容）●开发工具软件；⏹AVR Studio V4.12；⏹WINAVR(GCC) 编译器；⏹IAR for AVR V4.10A；⏹并口下载工具PONYPROG V2.06；⏹ICCAVR 双龙提供；图3 新建工程对话框点击Next，进入第三步。
摘要随着电子科技的不断发展与进步，电压测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求也越来越高，而电压的测量与显示系统甚为重要。
本文介绍的重点是电压数据的采集与显示系统，数据采集与通信控制采用了单片机ATMEGA128来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括ISP下载模块，显示模块，复位和晶振部分，还有一些简单的外围电路。
8路被测电压通过ATMEGA128自带的模-数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用LED 数码管模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示，c程序编写了更加明了化数据显示界面。
本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块。
绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。
在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。
开发了显示模块程序、通道切换程序、A/D转换程序。
关键词：单片机；LED；A/D转换；模块显示；电压测量AbstractAlong with the development of electronic technology progress, voltage measurement of electronic fields become broad must grasp of the process, and the accuracy of measurement and collection function requirements, and more and more is also high voltage measurement and display system is very important. This paper focuses on voltage data acquisition and display system, data collection and communication control using modular design, data collection and communication control adopted MCU ATMEGA128, hardware part is, still include singlechip mode - several module, ISP download module, display module, Reset and part of vibration, and some simple outer circuit. 8 and the voltage to be measured by ATMEGA128 own mode - and to count the collected data for analog to digital, by SCM processing of data, using a digital display module to show the tube, the related results of collecting data receiving and display controller, C programming and the data showed that the interface. This system mainly including four modules: the data acquisition module, control module, display module, A/D conversion module. Draw circuit principle diagram and the work flow, and debugging, finally completed the system design of hardware circuit. In software programming, the C language program development environment, use the integrated development environment. Develop A display module procedures, channel switching procedures, A/D conversion program..Key words: SCM, LED, A/D conversion, module display voltage measurements.目录引言 (1)1绪论 (2)1.1 研究背景及其目的意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 该课题研究的主要内容 (3)2 数据采集总体设计 (5)2.1 系统设计的基本要求 (5)2.2 数据采集系统结构功能及简介 (5)2.3 硬件开发工具 (6)2.3.1 Altium Designer6.9简介 (6)2.3.2 Altium Designer6.9设计理念 (6)2.3.3 Altium Designer6.9特点 (7)2.4 软件开发工具 (8)2.4.1 ICCA VR (8)2.5 SLISP软件 (9)2.5.1 软件特点 (10)2.5.2 软件使用步骤 (10)3硬件设计 (12)3.1 CUP选型 (12)3.1.1 ATmega128L简介...................................................................................... .123.1.2 ATmega128L特点...................................................................................... .123.1.3 定时器\计数器 ............................................................. 错误！未定义书签。
广州大学学生实验报告开课学院及实验室：计机楼503 2014年 05月 08日学院机械与电气工程学院年级、专业、班电信122 姓名王健学号1207400051实验课程名称信号与系统成绩实验项目名称实验一系统认识实验指导老师庞志一、实验项目1、熟悉AVR Mega128学习板开发环境。
2、掌握C语言程序设计的编程及调试方法。
3、运行流水灯显示程序。
二、实验类型验证性。
三、计划学时2学时。
四、实验目的了解AVR Mega128学习板开发环境：1、硬件平台：AVR Mega128学习板，AVR下载/仿真器。
2、软件开发工具：ICCA VR C语言程序开发软件、AVR STUDIO软件调试平台、C语言。
五、实验设备与平台1、实验设备：计算机（PC），AVR Mega128学习板，AVR下载/仿真器。
2、平台：ICCA VR C语言程序开发软件、AVR STUDIO软件调试平台。
六、涉及的知识点AVR Mega128单片机、C语言程序设计。
七、实验内容与步骤1、AVR Mega128学习板，见下图：图 1.1 AVR Mega128学习板图1.2 AVR Mega128学习板电路结构图1.3 AVR Mega128学习板硬件系统组成连接系统步骤：1）连接AVR下载/仿真器：将AVR下载/仿真器的排线接到AVR Mega128学习板的CH2 JTAG 插座；使用USB连线将AVR下载/仿真器和PC 连接起来。
2）连接AVR Mega128学习板电源：将电源线的圆插头插入到AVR Mega128学习板的J1插座，另一端扁形插头插入PC的USB口，系统运行内置的程序。
2、修改、编译程序1）打开ICCA VR软件，选择Project下拉菜单的Open…打开工程。
图1.4 打开工程示意图2）打开例子程序里面的工程文件01LED.prj：图1.5 打开工程文件示意图3）打开工程后，工程栏里面显示工程包含文件信息，双击右边工程栏中的main.c文件，程序显示在编辑区，可以修改程序。
