单片机原理及应用技术

单片机原理及应用

——Atmega16的C语言开发及应用

实训指导书

武汉电力职业技术学院

实训一 Atmega16单片机实训装置及开发工具的研究

1、实训目的

（1）熟悉实训任务；

（2）熟悉、了解单片机实验装置；

（3）熟悉CodeVisionAVR C单片机开发软件的使用方法；

（4）熟悉双龙电子MCU在系统编程软件——SLISP或在系统编程下载软件PonyProg2000

的使用方法。

（5）掌握Atmega16单片机的第一次使用。

2、实训方式

讲练结合，以练为主。

3、实训指导

单片机ATmega16主要单元原理图如图1~图5所示。

图1 Atmega16最小配置模块、程序下载、异步通信RS232连接原理图

图2 8位LED显示器模块连接原理图

液晶显示器

图3 8×8点阵显示器模块、16×2LCD液晶显示器模块连接原理图

图4 发光二极管LED、拨动开关模块原理连接图

J06

J16

J26

J36J35J34J14

J24J04

J15

J25J05VCC

J37J17

J27J07

图5 模拟电压信号模块、4×4键盘模块原理接线图

ATmega16在出厂时配置为1MHZ的内部晶振，并使能JTAG仿真接口。所以单片机在XINHAO

Vcc ANJIAN

1 R1

2 R2 3 R3 Rw 4 R4

5 R5

6 R6

7 R7

8 R8 Vcc 9 GND 10 首次使用时必须通过熔丝重新配置为外部晶振并取消JTAG功能。方法如下：

（1）启动“SLISP”，如下图6所示。将“通信参数设置及器件选择”栏按图中所示设

置，并在“编成选项”栏中选中“配置熔丝”选项，此时会弹出“配置熔丝设置”窗口如图

7所示。

图6 SLISP程序下载窗口

图7 熔丝配置窗口一

（2）在弹出的“配置熔丝设置”窗口中，将所有选项全部取消，如图8所示。

图8 熔丝配置窗口二

3）单击“编程配置”按钮，进行熔丝的重新配置。

、思考题

《单片机原理与应用》电子教案

一、课程概述

本节课将介绍单片机的基本原理和应用。主要包括单片机的基本结构和工作原理、单片机的编程和调试方法、以及单片机的应用领域等内容。通过本节课的学习，学生将掌握单片机的基本原理和应用技巧。

二、教学目标

1.了解单片机的基本结构和工作原理。

2.掌握单片机的编程和调试方法。

3.熟悉单片机的应用领域和相关技术。

三、教学内容

1.单片机的基本结构和工作原理

1.1单片机的组成部分：中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)等。

1.2单片机的工作原理：时钟信号、指令执行、存储器访问等。

2.单片机的编程和调试方法

2.1编程语言：汇编语言、高级语言(C、C++)等。

2.2编程开发环境：编译器、集成开发环境等。

2.3调试工具：仿真器、调试器等。

3.单片机的应用领域和相关技术 3.1嵌入式系统：定义、特点、应用领域等。

3.2单片机在工业控制、通信、家电等领域的应用。

3.3单片机的相关技术：串口通信、并行通信、中断技术等。

四、教学方法

1.理论讲解：通过讲解PPT和示意图，介绍单片机的基本原理和应用。

2.实例演示：通过实际案例，演示单片机的编程和调试方法。

3.实验操作：设计一系列的实验，让学生亲自操作单片机进行编程和调试。

五、教学评估

1.课堂练习：布置一些课后习题，让学生进行自主学习。

2.实验报告：要求学生编写实验报告，总结实验过程和结果。

3.课程作业：布置一些小项目，要求学生利用单片机完成一定的任务。

六、教学资源

1.教材：《单片机原理与应用》。

2.PPT和示意图：包括单片机的基本原理和应用案例。

3.实验装置：提供一套单片机实验装置，供学生进行编程和调试实验。

七、教学进度安排

第一课时：介绍单片机的基本结构和工作原理。

第二课时：讲解单片机的编程和调试方法。 第三课时：介绍单片机的应用领域和相关技术。

第四课时：进行实验操作和评估。

唐山学院课程设计

-1-1引言

数字电压表（DigitalVoltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的

模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。传统的指

针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，

由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。目前，

由各种单片A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛用于电子及电工测量、工业自动

化仪表、自动测试系统等智能化测量领域，示出强大的生命力。与此同时，由DVM扩

展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把电量及非电量测量技术提高到崭新水平。

重点介绍单片A/D转换器以及由它们构成的基于单片机的数字电压表的工作原理。

本课题实验主要由Proteus仿真软件完成。采用AT89C51芯片和ADC0808芯片来

完成一个简易的数字电压表，能够对输入的0～5V的模拟直流电压进行测量，并通过

一个4位一体的7段LED数码管进行显示，测量误差约为0.02V。该电压表的测量电

路主要由三个模块组成：A/D转换模块、数据处理模块及显示控制模块。A/D转换主要

由芯片ADC0808完成，它负责把采集到的模拟量转换为相应的数字量再传送到数据处

理模块。数据处理则由芯片AT89C51来完成，其负责把ADC0808传送来的数字量经

一定的数据处理，产生相应的显示码送到显示模块进行显示；另外它还控制着ADC0808

芯片的工作。显示模块主要由7段数码管组成，显示测量到的电压值。通过控制键可以

改变显示模式，8通道轮流显示或单路选择显示。唐山学院课程设计

-2-2软件介绍

2.1Proteus软件介绍

Proteus是英国Labcenterelectronics公司开发的EDA工具软件。主要由原理布图的

方法绘制电路并进行仿真的ISIS和PCB自动布线或人工布线电路仿真的ARES两个程

序组成。Proteus运行于Windows操作系统上，可以动态实时仿真、分析(SPICE)各种模

单片机原理与应用技术

单片机是一种集成电路，它包含了微处理器、存储器、输入输出接口和其他外设。单片机的应用范围非常广泛，从家用电器到汽车电子设备，从医疗设备到航空航天设备，都有单片机的身影。本文将介绍单片机的原理和应用技术。

一、单片机的原理

单片机的核心是微处理器，它包含了中央处理器（CPU）、存储器和输入输出接口。CPU是单片机的大脑，它执行指令、进行运算和控制外设。存储器用于存储程序和数据，它包括闪存、RAM和EEPROM等。输入输出接口用于与外部设备进行通信，它包括串口、并口、ADC和DAC等。

单片机的工作原理是通过执行程序来控制外设。程序是由一系列指令组成的，每个指令都是一条机器语言指令，由CPU执行。程序可以通过编程语言（如C语言）编写，然后通过编译器转换成机器语言。程序可以存储在闪存或EEPROM中，CPU从中读取指令并执行。

二、单片机的应用技术

1. 嵌入式系统

嵌入式系统是指将单片机嵌入到其他设备中，以实现特定的功能。例如，将单片机嵌入到家用电器中，可以实现自动控制、定时开关等功能；将单片机嵌入到汽车电子设备中，可以实现车载娱乐、导航、安全控制等功能。

2. 无线通信

单片机可以通过串口或SPI接口与无线模块（如WiFi、蓝牙、ZigBee等）进行通信，实现无线数据传输。例如，将单片机与WiFi模块配合使用，可以实现智能家居、远程监控等功能；将单片机与蓝牙模块配合使用，可以实现无线音频传输、智能手环等功能。

3. 机器人控制

单片机可以控制机器人的运动、感知和决策。例如，将单片机与电机驱动器配合使用，可以实现机器人的运动控制；将单片机与传感器配合使用，可以实现机器人的环境感知；将单片机与算法配合使用，可以实现机器人的决策和智能化。

4. 工业自动化

单片机可以控制工业设备的运行和监控。例如，将单片机与PLC（可编程逻辑控制器）配合使用，可以实现工业自动化控制；将单片机与传感器配合使用，可以实现工业设备的监测和诊断。