1、2010年2月第l期吉林師范大學學報(自然科學版Journal of Jilin Normal University(Natural Science Edition.1Eeb.2010基于ICC AVR和Proteus軟件平臺的AVR單片機設計開發流程孫麗晶(長春工業大學基礎科學學院,吉林長春130012摘要:筒述了AVR單片機的性能和應用軟件,并通過實例說明了基于ICC AVR和Ploteu8軟件平臺的AVR單片機設計開發流程.關鍵詞:AVR;ICC AVR;軟件開發平臺中圖分類號:TP368.1文獻標識碼:A文章編號:1674-3873.(20lo01.0103-03隨著單片機技術的不斷發

2、展,單片機越來越廣泛地應用于軍事、工業、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表等領域,使產品的功能、精度和質量大幅度提高,且電路簡單、故障率低、可靠性高、成本低廉. ATMEL公司出品的AVR單片機則更是單片機這個大家族中的佼佼者,由于其可靠性高、運算速度快等特點,而被廣大單片機使用者所喜愛,而方便快捷的AVR單片機開發平臺對于每個單片機使用者來說都是夢寐以求的.基于ICC AVR和Proteus軟件平臺的AVR單片機設計開發流程就是這樣一個平臺.1單片機及應用軟件簡介1.1AVR單片機簡介AVR單片機是基于AVR內核的單片機,其產品種類繁多,包括功能較少的用于低端控制的最小封裝可達SSOP8的小

3、型單片機和功能復雜的擁有幾百個引腳的多功能單片機.此類單片機的選擇性很強,可適于多方面的產品,所以廣泛應用于軍事、工業、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表等領域.其主流產品包括AT90系列、ATmega系列和ATtiny系列.ICC AVR是一種使用符合ANSI標準的c語言來開發微控制器MCU程序的一個工具【2J,它有以下幾個主要特點:ICC AVR是一個綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環境IDE,其可在WINDOWS下工作;源文件全部被組織到工程之中,文件的編輯和工程的構筑也在這個環境中完成編譯,錯誤顯示在狀態窗口中,并且用鼠標單擊編譯錯誤時光標會自動跳轉到編輯窗口中引起錯誤的那一行;這個

4、工程管理器還能直接產生可以直接使用的INTEL HEX 格式文件,INTEL HEX格式文件可被大多數的編程器所支持,用下載程序到芯片中.1.3Proteus簡介Proteus組合了高級原理布圖、混合模式SPICE 仿真【33,PCB設計以及自動布線來實現一個完整的電子設計系統.Proteus產品系列也包含了我們革命性的VSM技術,用戶可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真.用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態外設模型來對設計進行交互仿真.2用ICC AVR建立一個程序并編譯通過alrnegal28單片機的捕獲功能測試一個脈沖寬度的程序來說明如何用

5、ICC AVR建立一個工程項目并編譯的過程.第一步:運行ieeaw,運行project/new,新建一個工程,保存為TTestUseCapture.prj;第二步:運行Tools/Application Builder建立工程收稿日期:2009.12-01作者簡介:孫麗晶(1979-,女,吉林省梨樹縣人,現為長春工業大學基礎科學學院講師,碩士.研究方向:集成電路,半導體器件.103的工具,這個工具可以幫助軟件使用者完成單片機資源的設定和初始化程序,CPU的設置如圖1所示, Timerl的設置如圖2所示,設置點擊確認即可生成模塊程序,但此程序只包括端口初始化子程序和Timed初始化子程序,還需要

6、在程序中加入主程序和Timerl控制子程序;圖1CPU設置圖2ttmerl設置第三步:File/Save鷦保存到剛才第一步建立的工程的文件夾中命名為T一嘲IiseCapnIIe.C,之后在TTestUseCapture.c程序中加入主程序main和在程序TimerScaptisr(void內部加入Tunerl控制子程序4;Timerl控制子程序功能是測量Atmega單片機PD4/ICI端口輸入脈沖的寬度并在PORTB和PORTE端口上顯示出來,其中PORTE為高位, PORTB為低位.通過測試兩個上升沿之間的距離來測試脈沖的寬度,用到的硬件資源只有一個定時器(Timerl程序如下:撐pragm

7、a interrupthandler timerlcaptisr:12void timerl.eapt.isr(voidswitch(TestFlagcase TestFstP:TestFlag=TestScdP;RoundSpeedT=0x0000;SpeedStop2Ox0000;SpeedBegin=Ox0000;104TCNTIH=Ox00:TCNTIL=Ox00:PORTE=Ox00;PORTB=0嫻O:break;case TestScdP:TestFlag2TestThdP;SpeedSesi.=ICRI;break;ease TestThdP:TCCRSB=0x00;TestF

8、lag2TestFstP;SpeedStop=ICRI:TCNT3H=Ox00;TCNT3L=0x00;RoundSpeedT=SpeedStop-SpeedBegin;PORTE=(RoundSpeedT8;/output high 8bitPORTB=(RoundSpeedT;/output low8bitTCCRIB=Ox03:第四步:點擊Biuld Project對文件進行編譯,編譯成功后生成hex文件可在仿真和燒寫單片機時使用.3用Proteus建立一個硬件圖并進行仿真在Proteus中建立響應的硬件仿真圖,單片機加載TTestUseCapture.c編譯生成的hex文件進行仿真.第

9、一步:運行Proteus ISIS,運行File/New Design,新建一個圖形文件,保存為TTestUseCapture.DSN;第二步:在Proteus ISIS圖型界面中放人A1. megal28單片機,脈沖信號發生器Pulse和示波器OSCILLOSCOPE,并連接如圖3所示.其中,Pulse用來發送脈沖信號,OSCILLOSCOPE可以顯示脈沖波形, Atmegal28則是用來測試脈沖的寬度;第三步:單片機加載程序,右鍵選中單片機后左鍵點擊彈出對話窗,加載程序,并設置單片機工作時鐘.用同樣的方法設置脈沖發生器發出頻率為1KHz 的脈沖信號.設置單片機如圖4所示,設置脈沖發生器如圖

10、5所示:第四步:按下仿真開始按鈕進行仿真,通過計算可知仿真結果正確,之后可以改變脈沖發生器的頻 率進行驗證.仿真圖如圖6所示.4總結圖3器件連接圖圖4單片機設置圖隨著單片機的應用越來越廣泛,單片機的種類越來越多,軟件仿真的方法就變的更方便、更快捷,時間和成本都節省了很多.對于使用AVR單片機的設計者來說,這種基于ICC AVB和Proteus軟件平臺圖5脈沖發生器設置圖圖6仿真圖的設計開發是一種非常好的工具.對于初學者來說,使用軟件開發流程,可以很快的上手.對于有經驗的設計者來說,它可以作為一個很好設計產品的平臺.參考文獻1金春林.AVR系列單片機c語言編程及應用實例M.北京:清華大學出版社,

11、2001.2何立民.單片機高級教程M.北京:北京航空航天大學出版社,2007.3馬潮.AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐M.北京:北京航空航天大學出版社,2007.4倪云峰.單片機原理與應用M.西安:西安電子科技大學出版社,2009.5遲耀丹.單片機原理與應用課程教學改革探討J.吉林師范大學學報(自然科學版,2007,28(3:128一130.6徐亞范.軟件系統序貫驗后加權檢驗模型J.吉林師范大學學報(自然科學版,2006,27(3:30。32.Design and Exploitation Flow of AVRSingle Chip basedonICC AVR and Proteus

12、Software Flat RoofSUNu-ji昭(Schoolof Basic Science,Changchl_m University ofTechnology,Changchun130012.Cl1illaAbstract:The property and application software of AVR single chip we:re depicted,the design and exploitation flow of AVR single chip basedonICC AVR and Proteus software flat roof were explaine

13、d.via actual example.Key words:AVR;ICC AVR;Proteus software exploitation flat roof 基于ICC AVR和Proteus軟件平臺的AVR單片機設計開發流程作者:孫麗晶, SUN Li-jing作者單位:長春工業大學,基礎科學學院,吉林,長春,130012刊名:吉林師范大學學報(自然科學版英文刊名:JILIN NORMAL UNIVERSITY JOURNAL(NATURAL SCIENCE EDITION年,卷(期:2010,31(1被引用次數:0次參考文獻(6條1.金春林AVR系列單片機C語言編程及應用實例 20

14、012.何立民單片機高級教程 20073.馬潮AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐 20074.倪云峰單片機原理與應用 2009相似文獻(10條1.學位論文凌清平關節臂式坐標測量機數據采集系統的研究2009本文的研究對象是以單片機和CPLD為核心的關節臂式柔性三坐標測量機數據采集系統。測量機采用高精度的角度傳感器測量各個關節的旋轉角度,再根據桿件長度,通過系統模型方程得出測頭的中心坐標,具有結構簡單、量程大、體積小、價格低廉、安裝方便、易于操作、可在線使用、便于攜帶等優點。數據采集系統主要對硬件和軟件進行了分析和設計,并在最后經過實驗驗證了設計的正確性。在充分分析了傳統關節臂數據采集系統的缺點

15、后,提出了精度更高、成本更低的數據采集系統;可編程邏輯器件(CPLD與單片機的結合,使得系統更具柔性化;C語言與Verilog HDL語言的結合使得系統調試靈活,方便整個系統的功能擴展。實驗證明,本系統能夠準確完成測量機的數據采集任務。本論文研究的課題是國家自然科學基金項目,項目編號是50475116,主要工作包括以下幾個方面:1、參照了國內外的設計,根據測量機整體要求,確定了數據采集系統的整體方案;2、為了滿足系統的速度、精度及可靠性要求,選取AVR單片機和CPLD作為硬件核心,對整個數據采集系統的硬件進行了設計;3、繪制數據采集系統PCB板,并對焊接后的電路進行了調試,經過兩次改版,順利完

16、成了系統要求的調試任務;4、在Quartus環境下,采用Verilog HDL語言對CPLD編程,實現了信號的差分處理、4細分、辨向、可逆計數、鎖存等功能;5、在ICC AVR環境下,對AVR單片機編程,實現了各電路板間的多機通信、讀取并發送CPLD數據、實時顯示等功能;6、在實驗室仿真條件下,利用CPLD模擬的A、B、Z信號,對計數的準確性、同步鎖存性、辨向可逆計數進行了驗證,實驗證明,系統可以達到設計的要求;7、在現場環境下對底部關節進行了實驗,驗證了系統計數的準確性、同步鎖存性和辨向可逆計數,并對對徑讀數的必要性進行了驗證。關鍵詞:關節臂,坐標測量機,同步鎖存,對徑讀數,實時顯示,數據采

17、集2.學位論文李聰激光衍射光柵測試儀的設計與實現2008DVD、VCD以及CD播放機等設備的應用異常廣泛,而激光讀寫頭是這些設備的核心部件,衍射光柵又是激光讀寫頭的重要組成部分。應用于激光讀寫頭的光柵,影響其質量的參數有兩個1級和0級亮光斑的光強比以及光柵透過率。對這兩個參數的測試是檢驗光柵是否合格的重要手段。本文設計了一種基于ATmega16L單片機的激光衍射光柵測試儀,用來測量光柵的1級和0級亮光斑的光強比以及光柵透過率。設計思想是將光信號轉換為電信號后經過單片機處理得出參數的值,并通過LED數碼管實時顯示。論文重點闡述了系統各硬件模塊和各軟件模塊的設計。硬件設計主要包括激光二極管恒流驅動

18、電路、光電轉換以及微小電流采樣放大電路。激光二極管恒流驅動電路由提供參考電壓的穩壓電路、電壓變換電路和電壓負反饋電路組成,實現了穩定的恒流驅動。電流采樣和放大電路中設計了繼電器,測試中實現了兩個電壓檔的切換,提高了測試精度。單片機軟件的編程采用C語言,編譯軟件為ICC AVR,實時仿真軟件為AVR Studio。軟件設計主要包括AD轉換、軟件校零、報警、LED動態掃描程序和按鍵程序的設計等等。軟件校零是通過在測試過程中,將激光和外界光組成的混合光轉換來的電壓值減去由外界光轉換來的電壓值,達到剔除外界光的目的;系統的測試流程都是通過LED顯示特殊字符和數字來提示操作者對4個外部按鍵進行操作來完成

19、的。測試參數的系統相對誤差小于2%,均方差小于2.210-3。具有自動報警功能,測試過程中光柵不合格,系統自動通過LED顯示特殊字符來報警。協調控制.4.學位論文蘇立娟基于CAN總線的關節模塊化機器人控制系統研究2007機器人是飛速發展的綜合學科,代表了機電一體化的最高成就,是目前科技發展最活躍的領域之一。人們對機器人的性能提出了更多更高的要求,開發具有開放式結構的、模塊化、標準化機器人控制系統是當前機器人控制系統的一個發展方向。本課題來源于國家自然科學基金項目工程中的廣義同步的非線性理論和若干關鍵問題,課題順應當前機器人控制系統的發展趨勢,針對實驗臺-關節模塊化機器人,研究和設計具有開放式體

20、系結構的模塊化、標準化機器人控制系統。本文重點研究基于CAN總線關節模塊化機器人控制系統的體系結構,解決關節控制模塊的硬件實現和控制系統軟件設計等相關技術問題。本文主要完成了如下幾個方面的工作:(1介紹了當前國內外機器人控制系統的研究發展現狀,分析了關節模塊化機器人控制系統的基本功能及控制要求,論證了利用現場總線技術構建模塊化機器人控制系統的可行性。提出了基于cAN總線的關節模塊機器人控制系統結構,構建了用于廣義同步理論實驗研究的機器人實驗平臺的控制系統。(2構建了基于CAN總線的模塊化機器人控制系統的硬件結構,詳細設計了機器人關節控制模塊的硬件。關節控制模塊可實現各獨立關節的驅動控制、信號采

21、集處理、數據存儲和與上位機通信4個基本功能。控制模塊硬件采用ATmega64單片機為核心控制器,利用ATmega64片內的AD轉換器和I/O接口實現數據采集和驅動控制功能,以CAN總線進行數據通信,采用存儲器FM256進行本地存儲,關節控制模塊具有結構簡單、成本低、可擴展性強、高穩定性等特點。(3采用分層和模塊化軟件設計技術對上位機主控軟件和下位機關節模塊軟件進行設計開發。上位機主控軟件是在CAN接口卡提供的ZLGVCI接口函數的基礎上進行開發,采用Borland c+Builder 6.0語言在Windows環境下編寫;下位機關節模塊的軟件采用ICC AVR的集成開發環境和AVR Studi

22、o的在線仿真調試工具進行開發,用標準C語言進行編程。整個控制系統軟件具有開發周期短、可讀性強、可移植性好的特點。(4本文對控制系統的各項功能進行了實驗驗證,實驗結果表明基于CAN總線的機器人控制系統具有較高的可靠性、實時性和開放性,滿足了關節模塊化機器人實驗平臺的控制要求。編程及其在液晶顯示中的應用-江蘇電器2005,(3采用美國ImageCraft公司的基于AVR的C語言高級編譯器ICC AVR,開發了基于ATMEGA32為核心的高壓測控系統,詳細介紹了在系統開發中使用ICC編程的特點和它在開發AVR時相對于匯編語言的高效性.并介紹了對TRULY公司液晶顯示模塊進行顯示控制的實例,驗證了IC

23、C在實際應用中的強大和快捷.6.學位論文鄒喜電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法2007電動摩托車具有零排放、低噪聲等優點,是真正的綠色環保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點被越來越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補充。而無刷直流電動機以其控制簡單、可靠性高、輸出轉矩大等優點,被大量地用作電動摩托車驅動電機。本文主要研究基于AVR單片機的電動摩托車控制技術。首先,分析了電動摩托車的發展趨勢,以及無刷直流電動機能在電動摩托車驅動領域得到廣泛應用的原因,并探討了電動摩托車無刷直流驅動電機的控制方法。其次,在分析無刷直流電動機工作原理的基礎上,構造了無刷直流電動機的數學模型,確立了通過PW

24、M調節改變電樞電壓的大小來調節轉速的控制策略。第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機為控制核心,設計了包括電流檢測與保護、位置信號檢測、功率開關管驅動、電源轉換和電壓采樣與欠壓保護等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機成本低、功能豐富、運算能力強等優點,簡化了控制電路,提高了控制系統的可靠性,降低了控制成本。第四,采用C語言編寫了控制程序,完善了控制功能,實現了軟、硬件控制方法的結合。使用ICC-AVR集成開發環境和SL-ISP在線編程,降低了開發成本;采用模塊化設計方法設計控制程序,提高了程序的可維護性。完成的功能模塊主要包括啟動與換相模塊、電動機轉速調節模塊、過電流與

25、堵轉保護模塊、欠電壓保護模塊和定速巡航模塊等。最后,對開發的控制系統進行了調試,并對實驗結果進行了分析。結果表明,控制系統運行可靠、實時性好,證明ATmega88單片機適合用作電動摩托車驅動電機的控制芯片。2009,37(4傳統數字化視力檢查儀的遙控器系統設計,存在按鍵操作復雜,可視化程度低等缺點,其原因主要采用鍵盤加紅外構建遙控控制系統,在按鍵上印制簡單圖形顯示對應的視標.文章提出一種無線智能遙控顯示系統的設計方案,采用LCM液晶顯示模塊設計顯示系統,選擇AVR單片機為微控制器,通過ICC AVR語言編寫控制程序,對液晶顯示指令時序進行控制,從而達到按鍵響應和液晶提示協同工作,增加了人機交互

26、的便利性和生動性,降低醫生控制的復雜度,使視力檢查更加靈活,簡便.8.學位論文林志鋒基于MEGA128微處理器與C/OS-實時操作系統的汽車導航定位與防盜系統研究20049.外文會議Qingkai Han.Li Wang.Yunpeng Ren.Tianxia Zhang.Bangchun Wen A CAN Bus Based Control Systemfor Joint Modular RobotThis paper is mainly about a new robot control system, which has open structures, and whose architecture is based on CAN bus for a joint modular robot. The hardware system of the joint c