单片机之路

`````` 本帖最后由 friend0720 于 2016-9-23 10:18 编辑

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前言

经常浏览电子发烧友论坛，发现很多想学习单片机的爱好者不知道正确的入门方法。本文将自己学习单片机的一些看法和方法分享给大家，希望对那些还在迷茫和彷徨的人有所帮助。本文将从软件和硬件两个方面讲述AVR单片机的入门过程。本文写给那些真正对单片机感兴趣的入门者。AVR单片机的学习难度与51基本相同，是目前各大公司使用的主流8位机之一。其高效的代码执行效率将使你爱不释手。

单片机是一门综合技术，它要求学习者具有一定的电子电路基础，和一定的 C 语言或汇编语言基础。当然如果你学习过《微机原理》那就更好了。C 语言是目前单片机开发最常用到的开发语言，因此请务必学好 C 语言。

同时单片机又是一门实践性很强的技术，如果不亲自动手搭建电路编写程序，是很难真正学会单片机的。下面说说单片机学习的主要过程：

1. 确定一款单片机作为自己的学习目标。目前主流8位单片机有stm8、AVR、PIC等。

2. 搜集该型单片机的各种学习资料。比如书籍、论坛帖子、视频教程等。

3. 下载并搭建软件开发环境

4. 购买硬件开发工具、烧录器、调试器、各种元器件。搭建单片机最小系统，编写程序驱动各种片内资源。

5. 扩展外围电路，并为之编写驱动程序。

后续本人将以ATmega16单片机为例，介绍具体的学习过程。下面是未来我们开发板的大致模样。

送给初学者的一句话：“勿在浮沙筑高台”

遥远的海

（待续）

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2015-6-7 21:54:20　　评论 淘帖0 举报

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715 个讨论

0 wellfun 发表于 2015-6-13 10:03 厉害了，学习了，谢谢楼主分享。过奖了，都是些入门级的东西。希望能对单片机初学者有所帮助。

2015-6-13 13:56:50 评论举报 21^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-16 07:35 编辑第六节 I/O口应用之按键扫描 *上一节介绍了使用I/O口控制LED及蜂鸣器的方法，本节介绍使用I/O口驱动33矩阵键盘的方法。 6.1 33矩阵键盘原理图* *我们使用PB口的PB[0-5]来驱动33矩阵键盘，其中PB[0-2]为列扫描线，PB[3-5]为行扫描线。原理图如下： 6.2 矩阵键盘在开发板上的布局 33矩阵键盘位于开发板右下角，需要注意的是Atmega16是倒置在开发板上的。图上画红圈的地方是PB口。* 6.3 程序及说明 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 工程： Test系列工程环境： AVR Studio4.17 + WinAVR2010 设备： Atmega16 作者：遥远的海日期： 2015-06-13 说明： 33矩阵键盘扫描程序 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #include //IO相关头文件 #include //中断相关头文件 //--------------------------- //数据类型 //--------------------------- typedef unsigned char U8; //定义8位无符号数 typedef signed char S8; //定义8位有符号数 typedef unsigned int U16; //定义16位无符号数 typedef signed int S16; //定义16位有符号数 typedef unsigned long U32; //定义32位无符号数 typedef signed long S32; //定义32位有符号数 typedef unsigned char * PU8; //定义8位无符号指针 typedef signed char * PS8; //定义8位有符号指针 //--------------------------- //空指令 //--------------------------- #define NOP() __asm("nop") //C 语言中内嵌汇编空指令，起到延时一个指令周期的作用 //--------------------------- //调试用LED 占用PD7（21）脚 //--------------------------- #define LED_BIT 0x80 #define LED_Init() DDRD \|= LED_BIT //配置 PD7 口为输出 #define LED_OFF() PORTD&=~LED_BIT //PD7 低电平 LED 灭 #define LED_ON() PORTD\|= LED_BIT //PD7 高电平 LED 亮 //--------------------------- //蜂鸣器占用 PD6 (20) 脚 //--------------------------- #define BEEP_BIT 0x40 #define BEEP_Init() DDRD \|= BEEP_BIT //配置 PD6 口为输出 #define BEEP_OFF() PORTD\|= BEEP_BIT //PD6 高电平蜂鸣器不响 #define BEEP_ON() PORTD&=~BEEP_BIT //PD6 低电平蜂鸣器响 //--------------------------- //键码,共9个按键 //--------------------------- #define KEY_CODE0 0 #define KEY_CODE1 1 #define KEY_CODE2 2 #define KEY_CODE3 3 #define KEY_CODE4 4 #define KEY_CODE5 5 #define KEY_CODE6 6 #define KEY_CODE7 7 #define KEY_CODE8 8 #define KEY_CODE_NONE 0xFF //无按键被下时的键码 #define KEY_CNT 9 //按键数量 U8 g_ucKeyCode; //当前键码 //--------------------------- //33矩阵键值表 //--------------------------- const U8 m_CodeTable[KEY_CNT]={27,29,30,43,45,46,51,53,54}; / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayUS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n (n<256)微秒入口 U8 n 出口 void 说明 while(n--) 占用3条汇编指令，加上13条空指令共16条汇编指令，16MHz系统时钟下整好1微妙。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayUS(U8 n) { while(n--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayMS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒入口 U8 n 出口 void 说明 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒。这个毫秒级的延时函数不太精准。实际工程中毫秒级的延时应该使用定时器来完成。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayMS(U16 n) { U16 i; while(n--) { i=1000; while(i--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 键盘初始化函数 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void KEY_Init(void) { g_ucKeyCode=KEY_CODE_NONE; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 键盘扫描函数，使用状态机写法，目前使用软件短延时。可满足实时性不高的一般性应用 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void KEY_Scan(void) { U8 i; U8 ucCode=0; //静态变量，不在堆栈内，和全局变量消耗同样多的内存。 static U8 ucTemp0=0; static U8 ucTemp1=0; static U8 ucStep=0; static U8 ucDelay=0; static U16 usDlyCnt=0; static U16 usDlyCnt1=0; //判断扫描程序是否处于延时状态 if(usDlyCnt1>0) { //扫描函数处于延时中，避免按键快速重复 DelayUS(20); usDlyCnt1--; return; } switch(ucStep) { case 0: DDRB &= 0b11000000; //B口方向寄存器低六位清零 DDRB \|= 0b00000111; //PB[3-5]行输入，PB[0-2]列输出 PORTB&= 0b11000000; //PORTB 低六位清零 PORTB\|= 0b00111000; //PB[3-5]行上拉电阻，PB[0-2]列输出低电平 DelayUS(10); //短延时，等待电平转换结束 ucStep++; break; case 1: ucTemp0=PINB & 0b00111111; //读取PB[0-5]电平状态 if(0b00111000 == ucTemp0) //无键按下 { ucStep=0; } else { ucStep++; ucDelay=100; //设置延时周期 } break; case 2: if(ucDelay>0) //判断是否处于延时中。 { ucDelay--; DelayUS(50); //延时50us //延时周期内端口电平变化说明按键抖动或受到干扰。 if(ucTemp0 != (PINB & 0b00111111)) ucStep=0; } else { ucStep++; } break; case 3: DDRB &= 0b11000000; //B口方向寄存器低六位清零 DDRB \|= 0b00111000; //PB[3-5]行输出，PB[0-2]列输入 PORTB&= 0b11000000; //PORTB 低六位清零 PORTB\|= 0b00000111; //PB[3-5]行输出低电平，PB[0-2]列上拉电阻 DelayUS(10); //短延时，等待电平转换结束 ucStep++; break; case 4: ucTemp1=PINB & 0b00111111; //读取PB[0-5]电平状态 if(0b00000111 == ucTemp1) //无键按下 { ucStep=0; } else { ucStep++; ucDelay=100; //设置延时周期 } break; case 5: if(ucDelay>0) //判断是否处于延时中。 { ucDelay--; DelayUS(50); //延时50us //延时周期内端口电平变化说明按键抖动或受到干扰。 if(ucTemp1 != (PINB & 0b00111111)) ucStep=0; } else { ucStep++; } break; case 6: ucCode = (ucTemp0 & 0b00111000) + (ucTemp1 & 0b00000111); for(i=0;i { if(ucCode == m_CodeTable) { //这里获取建值 g_ucKeyCode=i; usDlyCnt1=5000; //按键扫描延时周期 5000DelayUS(20)=100毫秒。 //调整这个参数可以控制每秒钟按键重复次数。 } } ucStep++; default: ucStep=0; break; } } /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 按键服务程序 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void KEY_Service(void) { switch(g_ucKeyCode) { case KEY_CODE0: LED_ON(); break; case KEY_CODE1: LED_OFF(); break; case KEY_CODE2: BEEP_ON(); break; case KEY_CODE3: BEEP_OFF(); break; case KEY_CODE4: break; case KEY_CODE5: break; case KEY_CODE6: break; case KEY_CODE7: break; case KEY_CODE8: break; default: break; } g_ucKeyCode=KEY_CODE_NONE; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / int main(void) { //调试用LED LED_Init(); //蜂鸣器 BEEP_Init(); BEEP_OFF(); //键盘初始化 KEY_Init(); while(1) { KEY_Scan(); //按键扫描 KEY_Service(); //按键服务 } return 0; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- end of file ----------------------------------------------------------------------------------------- / WinAVR 2010的过度优化使程序仿真调试变得困难。廉价仿真器的效果也很一般，但总比没有强。希望大家尽快适应。比较起来还是STM32的开发环境好用。代码本人亲自编写，调试通过，如有错漏或不足敬请指正。代码缩进量请自行调整。 “8位机编程中请使用微妙级时间观念思考问题”* “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-6-14 12:00:03 评论举报 22^# friend0720

0 浅显易懂，绑定，楼主好样儿的

2015-6-14 16:53:57 评论举报 23^# 伊始梦恋

0 楼主给力啊，多学习学习

2015-6-15 15:51:29 评论举报 24^# 查先生

0 好帖子，必须收藏

2015-6-15 15:53:04 评论举报 25^# 查先生

0 能进行单独位操作么，而不是使用整个字节与或对某位赋值，在atmel studio 6里面用调用PIND有PIND0~PIND7，以为是可以使用PIND0~7进行相应的位操作，写入程序时发现无法正常实现功能，PIND0~7是用于什么的呢

2015-6-15 16:46:48 评论举报 26^# wj1478

0 不错，支持一下

2015-6-15 20:36:48 评论举报 27^# 誓为电子狂

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-25 19:02 编辑第七节IO口应用之74HC595 在单片机的实际应用过程中，经常会遇到 IO口不足的情况，这时我们就需要对IO口进行扩展。扩展IO口有很多方法，使用74HC595就是其中常用方法之一。 7.1 74HC595简介： 74HC595芯片是一种串入并出的芯片,在电子显示屏制作当中有广泛的应用。74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。数据在SH_cp(移位寄存器时钟输入)的上升沿输入到移位寄存器中，在ST_cp(存储器时钟输入)的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。当OE为低电平时，存储器内容输出到Q[7:0]。当MR为低电平时，所有寄存器清零。 7.2引脚说明： Q0…Q7 8位并行数据输出，其中Q0为第15脚 GND 第8脚地 Q7' 第9脚串行数据输出 MR 第10脚主复位(低电平)，低电平时清除寄存器内容。 SHCP 第11脚移位寄存器时钟输入 STCP 第12脚存储寄存器时钟输入 OE 第13脚输出有效(低电平)，低电平时8位存储器内容输出到 Q[7:0]。 DS 第14脚串行数据输入 VCC 第16脚电源 7.3 74HC595在开发板上的位置：下图中红圈圈中的地方就是74HC595芯片。它的第一脚朝向单片机。 7.4 电路图我们使用PA口的PA[7:4]控制74HC595,实际应用中可将74HC595的OE脚直接接地，这样就可以用三根信号线控制74HC595，这里使用四根信号线控制74HC595，电路原理图如下： 7.5 程序 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 工程： Test系列工程环境： AVR Studio4.17 + WinAVR2010 设备： Atmega16 作者：遥远的海日期： 2015-06-16 说明： 74HC595 驱动 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #include //IO相关头文件 #include //中断相关头文件 //--------------------------- //数据类型 //--------------------------- typedef unsigned char U8; //定义8位无符号数 typedef signed char S8; //定义8位有符号数 typedef unsigned int U16; //定义16位无符号数 typedef signed int S16; //定义16位有符号数 typedef unsigned long U32; //定义32位无符号数 typedef signed long S32; //定义32位有符号数 typedef unsigned char PU8; //定义8位无符号指针 typedef signed char * PS8; //定义8位有符号指针 //--------------------------- //空指令 //--------------------------- #define NOP() __asm("nop") //C 语言中内嵌汇编空指令，起到延时一个指令周期的作用 //--------------------------- //调试用LED 占用PD7（21）脚 //--------------------------- #define LED_BIT 0x80 #define LED_Init() DDRD \|= LED_BIT //配置 PD7 口为输出 #define LED_OFF() PORTD&=~LED_BIT //PD7 低电平 LED 灭 #define LED_ON() PORTD\|= LED_BIT //PD7 高电平 LED 亮 //--------------------------- //蜂鸣器占用 PD6 (20) 脚 //--------------------------- #define BEEP_BIT 0x40 #define BEEP_Init() DDRD \|= BEEP_BIT //配置 PD6 口为输出 #define BEEP_OFF() PORTD\|= BEEP_BIT //PD6 高电平蜂鸣器不响 #define BEEP_ON() PORTD&=~BEEP_BIT //PD6 低电平蜂鸣器响 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayUS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n (0 入口 U8 n 出口 void 说明 while(n--) 占用3条汇编指令，加上13条空指令共16条汇编指令，16MHz系统时钟下整好1微妙。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayUS(U8 n) { while(n--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayMS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒入口 U8 n 出口 void 说明 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒。这个毫秒级的延时函数不太精准。实际工程中毫秒级的延时应该使用定时器来完成。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayMS(U16 n) { U16 i; while(n--) { i=1000; while(i--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 位操作宏定义 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #define HC595_DS_L() PORTA &=~0x80 //HC595_DS 输出低电平 #define HC595_DS_H() PORTA \|= 0x80 //HC595_DS 输出高电平 #define HC595_OE_L() PORTA &=~0x40 //HC595_OE 输出低电平 #define HC595_OE_H() PORTA \|= 0x40 //HC595_OE 输出高电平 #define HC595_ST_L() PORTA &=~0x20 //HC595_ST 输出低电平 #define HC595_ST_H() PORTA \|= 0x20 //HC595_ST 输出高电平 #define HC595_SH_L() PORTA &=~0x10 //HC595_SH 输出低电平 #define HC595_SH_H() PORTA \|= 0x10 //HC595_SH 输出高电平 / ----------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------- / void HC595_Init(void) { DDRA \|= 0xF0; //PA[7:4]配置为输出 HC595_DS_L(); //数据线输出低电平 HC595_ST_L(); //存储器时钟低电平 HC595_SH_L(); //移位寄存器时钟低电平 HC595_OE_H(); //OE高电平，禁止存储器内容输出到Q[7:0] } / ----------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------- / void HC595_Write(U8 ucData) { U8 n=8; HC595_OE_H(); //OE高电平，禁止存储器内容输出到Q[7:0] while(n--) { //按位发送数据，先发送高位。 if(ucData&0x80) { HC595_DS_H(); } else { HC595_DS_L(); } //移位时钟产生一个上升沿，完成一次移位操作。 HC595_SH_L(); //移位时钟低电平 DelayUS(1); //短延时 HC595_SH_H(); //移位时钟高电平 DelayUS(1); //短延时 ucData<<=1; } //存储器时钟产生一个上升沿，完成一次存储操作 HC595_ST_L(); DelayUS(1); //短延时 HC595_ST_H(); DelayUS(1); //短延时 HC595_DS_L(); //数据线输出低电平 HC595_ST_L(); //存储器时钟低电平 HC595_SH_L(); //移位寄存器时钟低电平 HC595_OE_L(); //OE低电平，允许存储器内容输出到Q[7:0] } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / int main(void) { U8 c=0; //调试用LED LED_Init(); //初始化 74HC595 HC595_Init(); while(1) { HC595_Write(c++); DelayMS(1000); } return 0; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- end of file ----------------------------------------------------------------------------------------- / 74HC595的驱动程序很简单，也很好理解，后面我们将用它来驱动板子上的数码管。* “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-6-16 16:15:03 评论举报 28^# friend0720

0 非常厉害啊，支持了。

2015-6-16 21:41:24 评论举报 29^# verycq

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-25 19:05 编辑第八节 IO口应用之数码管上一节讲了74HC595，这一节讲讲数码管。数码管在单片机领域应用广泛，而且比较简单，上一节讲的74HC595就是为驱动数码管做准备的。 8.1 数码管显示原理 (引自 http://blog.csdn.net/yafeilinux/article/details/4751631) 我们最常用的是七段式和八段式LED数码管，八段比七段多了一个小数点，其他的基本相同。所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管，通过控制不同的LED的亮灭来显示出不同的字形。数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED的另一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个LED的阳极连在一起。其原理图如下。其中引脚图的两个COM端连在一起，是公共端，共阴数码管要将其接地，共阳数码管将其接正5伏电源。一个八段数码管称为一位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，它们的段选线（即a,b,c,d,e,f,g,dp）连在一起，而各自的公共端称为位选线。显示时，都从段选线送入字符编码，而选中哪个位选线，那个数码管便会被点亮。数码管的8段，对应一个字节的8位，a对应最低位，dp对应最高位。所以如果想让数码管显示数字0，那么共阴数码管的字符编码为00111111，即0x3f；共阳数码管的字符编码为11000000，即0xc0。可以看出两个编码的各位正好相反。如下图。 8.2 数码管在开发板上的位置及显示效果 4位数码管的显示十分稳定，没有任何闪烁感。 8.3 原理图数码管驱动电路一般分为静态显示方式和动态显示方式两种，我们使用动态显示方式驱动4位共阳极数码管。74HC595驱动数码管的8个段，PA[3:0] 控制 4个s8550三极管做位选，低电平有效。原理图如下： 8.4 程序及说明 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 工程： Test系列工程环境： AVR Studio4.17 + WinAVR2010 设备： Atmega16 作者：遥远的海日期： 2015-06-16 说明：数码管驱动 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #include //IO相关头文件 #include //中断相关头文件 //--------------------------- //数据类型 //--------------------------- typedef unsigned char U8; //定义8位无符号数 typedef signed char S8; //定义8位有符号数 typedef unsigned int U16; //定义16位无符号数 typedef signed int S16; //定义16位有符号数 typedef unsigned long U32; //定义32位无符号数 typedef signed long S32; //定义32位有符号数 typedef unsigned char PU8; //定义8位无符号指针 typedef signed char * PS8; //定义8位有符号指针 //--------------------------- //空指令 //--------------------------- #define NOP() __asm("nop") //C 语言中内嵌汇编空指令，起到延时一个指令周期的作用 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayMS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒入口 U8 n 出口 void 说明 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒。这个毫秒级的延时函数不太精准。实际工程中毫秒级的延时应该使用定时器来完成。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayMS(U16 n) { U16 i; while(n--) { i=1000; while(i--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 74HC595 位操作宏定义 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #define HC595_DS_L() PORTA &=~0x80 //HC595_DS 输出低电平 #define HC595_DS_H() PORTA \|= 0x80 //HC595_DS 输出高电平 #define HC595_OE_L() PORTA &=~0x40 //HC595_OE 输出低电平 #define HC595_OE_H() PORTA \|= 0x40 //HC595_OE 输出高电平 #define HC595_ST_L() PORTA &=~0x20 //HC595_ST 输出低电平 #define HC595_ST_H() PORTA \|= 0x20 //HC595_ST 输出高电平 #define HC595_SH_L() PORTA &=~0x10 //HC595_SH 输出低电平 #define HC595_SH_H() PORTA \|= 0x10 //HC595_SH 输出高电平 #define HC595_ALL_L() PORTA &= 0x0F //HC595所有控制信号低电平 / ----------------------------------------------------------------------------------------- 初始化74HC595 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void HC595_Init(void) { DDRA \|= 0xF0; //PA[7:4]配置为输出 HC595_DS_L(); //数据线输出低电平 HC595_ST_L(); //存储器时钟低电平 HC595_SH_L(); //移位寄存器时钟低电平 HC595_OE_H(); //OE高电平，禁止存储器内容输出到Q[7:0] } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 写8位数据到74HC595 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void HC595_Write(U8 ucData) { U8 n=8; HC595_OE_H(); //OE高电平，禁止存储器内容输出到Q[7:0] while(n--) { //按位发送数据，先发送高位。 if(ucData&0x80) { HC595_DS_H(); } else { HC595_DS_L(); } //移位时钟产生一个上升沿，完成一次移位操作。 HC595_SH_L(); //移位时钟低电平 NOP(); //短延时 HC595_SH_H(); //移位时钟高电平 NOP(); //短延时 ucData<<=1; } //存储器时钟产生一个上升沿，完成一次存储操作 HC595_ST_L(); NOP(); //短延时 HC595_ST_H(); NOP(); //短延时 HC595_ALL_L(); } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 数码管宏定义 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #define NLED_OFF() PORTA \|= 0x0F //PA[0:3]输出高电平，数码管4位全不选 #define NLED_ON() PORTA &= 0xF0 //PA[0:3]输出低电平，数码管4位全选 #define NLED_0L() PORTA &= 0b11111110 //PA[0]低电平，对应数码管亮 #define NLED_0H() PORTA \|= 0b00000001 //PA[0]高电平，对应数码管灭 #define NLED_1L() PORTA &= 0b11111101 //PA[1]低电平，对应数码管亮 #define NLED_1H() PORTA \|= 0b00000010 //PA[1]高电平，对应数码管灭 #define NLED_2L() PORTA &= 0b11111011 //PA[2]低电平，对应数码管亮 #define NLED_2H() PORTA \|= 0b00000100 //PA[2]高电平，对应数码管灭 #define NLED_3L() PORTA &= 0b11110111 //PA[3]低电平，对应数码管亮 #define NLED_3H() PORTA \|= 0b00001000 //PA[3]高电平，对应数码管灭 #define NLED_DELAY_CNT 3 //每位数码管动态显示时间，单位毫秒 #define NLED_CODE_CNT 10 //共阳极数码管码表长度 //共阳极7段数码管码表，数字 0-9 static U8 m_ucCodeTable[NLED_CODE_CNT]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90}; / ----------------------------------------------------------------------------------------- 数码管初始化，使用PA[3:0]控制数码管位选 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void NLED_Init(void) { //初始化 74HC595 HC595_Init(); DDRA \|= 0x0F; //PA[0:3]配置为输出 //让数码管全闪几下，看看有没有不亮的。 HC595_Write(0x00); //数码管段全选 NLED_ON(); DelayMS(500); NLED_OFF(); DelayMS(500); NLED_ON(); DelayMS(500); NLED_OFF(); //数码管全灭 } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 数码管显示服务函数 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void NLED_DisplayService(void) { static U8 ucStep; NLED_OFF(); //数码管全灭 switch(ucStep) { case 0: HC595_Write(m_ucCodeTable[8]); NLED_0L(); ucStep++; break; case 1: HC595_Write(m_ucCodeTable[4]); NLED_1L(); ucStep++; break; case 2: HC595_Write(m_ucCodeTable[3]); NLED_2L(); ucStep++; break; case 3: HC595_Write(m_ucCodeTable[9]); NLED_3L(); ucStep++; break; default: ucStep=0; return; break; } DelayMS(NLED_DELAY_CNT); } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / int main(void) { //初始化数码管 NLED_Init(); while(1) { NLED_DisplayService(); } return 0; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- end of file ----------------------------------------------------------------------------------------- / 送给初学者一句话：“代码是写给人读的”。* “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-6-17 12:01:54 评论举报 30^# friend0720

0 好帖。。。顶。。。

2015-6-17 15:45:15 评论举报 31^# hkzhaojing

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-25 19:08 编辑第九节 IO口应用之DS18B20 DS18B20是常用的温度传感器，本节介绍DS18B20的驱动方法。 9.1DS18B20的特点: DS18B20单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点： ( 1)采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。 ( 2)测量温度范围宽，测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃~+ 125 ℃; 在 -10~+ 85°C范围内，精度为 ± 0.5°C 。 ( 3)在使用中不需要任何外围元件。 ( 4)持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。 ( 5)供电方式灵活DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。 ( 6)测量参数可配置DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。 ( 7) 负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 ( 8)掉电保护功能DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。 DS18B20具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。 9.2 原理图 9.3 DS18B20在开发板上的位置下图画红圈的地方就是DS18B20,4.7K上拉电阻在板子后面，我们使用PC6来驱动它。 9.4程序及说明 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 工程： Test系列工程环境： AVR Studio4.17 + WinAVR2010 设备： Atmega16 作者：遥远的海日期： 2015-06-18 说明： DS18B20驱动程序 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #include //IO相关头文件 #include //中断相关头文件 //--------------------------- //数据类型 //--------------------------- typedef unsigned char U8; //定义8位无符号数 typedef signed char S8; //定义8位有符号数 typedef unsigned int U16; //定义16位无符号数 typedef signed int S16; //定义16位有符号数 typedef unsigned long U32; //定义32位无符号数 typedef signed long S32; //定义32位有符号数 typedef unsigned char PU8; //定义8位无符号指针 typedef signed char * PS8; //定义8位有符号指针 #define TRUE (U8)1 #define FALSE (U8)0 //--------------------------- //空指令 //--------------------------- #define NOP() __asm("nop") //C 语言中内嵌汇编空指令，起到延时一个指令周期的作用 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayUS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n (n<256)微秒入口 U8 n 出口 void 说明 while(n--) 占用3条汇编指令，加上13条空指令共16条汇编指令，16MHz系统时钟下整好1微妙。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayUS(U8 n) { while(n--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数 DelayMS 功能 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒入口 U8 n 出口 void 说明 16MHz系统时钟下实现延时 n 毫秒。这个毫秒级的延时函数不太精准。实际工程中毫秒级的延时应该使用定时器来完成。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DelayMS(U16 n) { U16 i; while(n--) { i=1000; while(i--) { NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); NOP(); } } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 使用 PC6脚读写DS18B20 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #define DQ_BIT 0x40 //1< #define DQ_IN() DDRC &=~DQ_BIT //PC6输入 #define DQ_OUT() DDRC \|= DQ_BIT //PC6输出 #define DQ_H() PORTC\|= DQ_BIT //PC6输出高电平 #define DQ_L() PORTC&=~DQ_BIT //PC6输出低电平 #define DQ_R() (PINC & DQ_BIT) //读取PC6电平状态 / ----------------------------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DS18B20_Init(void) { DQ_OUT(); DQ_H(); } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 单总线起始信号主机首先发出一个480-960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480-960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15-60微秒后将总线电平拉低60-240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DS18B20_Start(void) { U8 n; DQ_OUT(); //控制脚配置为输出 //起始总线，单总线产生一个下降沿,低电平保持480-960微秒。 DQ_H(); //DQ 高电平 NOP(); //短延时 NOP(); //短延时 DQ_L(); //DQ 低电平 //延时500微妙 n=5; while(n--) { DelayUS(100); } //等待器件应答，器件应该在总线低电平变高后15-60微秒内将总线拉低60-240微秒，表示应答 //我们这里没有检查应答信号。 DQ_H(); //DQ 高电平 //延时500微妙 n=5; while(n--) { DelayUS(100); } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- DS18B20写操作写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0，则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平。若主机想写1，在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20 则在检测到总线被拉低后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void DS18B20_Write(U8 ucCmd) { U8 n; //发送8位数据 n=8; while(n--) { DQ_L(); //DQ 低电平，产生一个下降沿 DelayUS(1); if(ucCmd & 0x01) //先发送低位 { DQ_H(); } ucCmd>>=1; DelayUS(60); //器件在总线拉低后15-60us间对总线采样，此时总线高电平表示1 ，低电平表示 0 DQ_H(); //DQ 高电平 } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- DS18B20读操作对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成 ----------------------------------------------------------------------------------------- / U8 DS18B20_Read(void) { U8 n,temp=0; //接收8位数据 for(n=0;n<8;n++) { DQ_L(); //拉低电平启动数据传送 DelayUS(1); DQ_H(); //拉高总线电平，等待器件将数据写到总线上 DelayUS(1); if(DQ_R()==DQ_BIT) { temp \|= 1< } DelayUS(60); DQ_H(); } return temp; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 读取 DS18B20温度值每次读写操作前必须启动一次总线 ----------------------------------------------------------------------------------------- / U8 g_ucTmpFlag=FALSE; //标记温度是否为负数 U8 DS18B20_GetTemp(void) { U8 temh,teml,data,tmp; DS18B20_Start(); //启动单总线 DS18B20_Write(0xCC); //发送忽略ROM命令 DS18B20_Write(0x44); //发送温度转换命令 DelayMS(750); //延时等待温度转换结束 DS18B20_Start(); //重启单总线 DS18B20_Write(0xCC); //发送忽略ROM命令 DS18B20_Write(0xBE); //发送读暂存命令 teml=DS18B20_Read(); //读数据 temh=DS18B20_Read(); if(255 == teml && 255 == temh) return 255; tmp=(teml>>4)+(temh<<4); if(temh>16) //温度为负值 { data=~tmp+1; // g_ucTmpFlag=TRUE; //负号标志 } else //温度为正值 { data=tmp; // g_ucTmpFlag=FALSE; //正号标志 } if(data>125) return 255; //数据错误 return data; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / int main(void) { U8 t; DS18B20_Init(); while(1) { t=DS18B20_GetTemp(); DelayMS(1000); } return 0; } / ----------------------------------------------------------------------------------------- end of file ----------------------------------------------------------------------------------------- / 到此，我们对IO口的应用介绍告一段落，后续将讲解中断相关的内容。* “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-6-18 11:57:43 评论举报 32^# friend0720

0 厉害啊，膜拜啊

2015-6-18 22:22:03 评论举报 33^# 为萌而飞

0 楼主太强大了，学习了，谢谢楼主分享

2015-6-19 10:06:03 评论举报 34^# zhoufeng1221

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-4 00:25 编辑变量不自动初始化在C语言中，定义的全局变量如果没有被赋初值，则通常自动设置成0。但有些时候我们希望变量的值在单片机复位后保持不变（类似计算机的热启动），仍然保持复位之前的值。在 AVRGCC 中，可以将不希望清零的变量设置一个 noinit 属性，这样编译器就不会自动将它清零。例如： char cnt1 __attribute__((section(".noinit")));

2015-6-21 11:04:32 评论举报 35^# friend0720

0 学习的好帖。。。顶。。

2015-6-21 12:51:05 评论举报 36^# hkzhaojing

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-25 19:11 编辑第十节中断中断是MPU在执行一个程序时，对系统发生的某个事件做出的一种反应。当事件发生时，MPU会暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去处理相应的事件，处理完后再返回断点，继续完成被打断的程序。 10.1 Atmega16中断源： ATMEGA16具有20个中断源和一个复位中断。所有中断源都有独立的中断使能位，当相应的使能位和全局中断使能位都置“1”的情况下，中断才可以发生，相应的中断服务程序才会执行。 10.2 对中断进行操作 GCC的中断操作，是通过关键字 “SIGNAL” 实现的形式如下： SIGNAL(SIG_NAME) { 中断服务程序； } 在使用SIGNAL这个关键字之前，一定要记得包含这个文件。中，定义了两个很有用的函数：sei()和cli()。其中，sei()是“全局中断使能”函数，而cli()是“全局中断屏蔽”函数。如果程序中有中断服务程序，则在程序初使化中别忘了用sei()进行中断使能。 10.3 外部中断 ATMEGA16共有3个外部中断（INT0:PD2,INT1:PD3, INT2: PB2），在MCUCR寄存器可以控制外部中断的触发条件（INT2只能沿触发，在MCUCSR中设置） MCU 控制寄存器- MCUCR中的ISC11和ISC10用来控制INT1的中断触发条件： MCUCR中的ISC01和ISC00用来控制INT0的中断触发条件：通用中断控制寄存器－ GICR • Bit 7 – INT1: 使能外部中断请求1 当INT1 为'1’，而且状态寄存器SREG的I 标志置位，相应的外部引脚中断就使能了。 MCU通用控制寄存器– MCUCR的中断敏感电平控制1位 1/0 (ISC11与ISC10)决定中断是由上升沿、下降沿，还是INT1 电平触发的。只要使能，即使INT1 引脚被配置为输出，只要引脚电平发生了相应的变化，中断可将产生。 • Bit 6 – INT0: 使能外部中断请求 0 当INT0 为'1’，而且状态寄存器SREG的I 标志置位，相应的外部引脚中断就使能了。 MCU通用控制寄存器– MCUCR的中断敏感电平控制0位 1/0 (ISC01与ISC00)决定中断是由上升沿、下降沿，还是INT0 电平触发的。只要使能，即使INT0 引脚被配置为输出，只要引脚电平发生了相应的变化，中断可将产生。 • Bit 5 – INT2: 使能外部中断请求2 当INT2 为'1’，而且状态寄存器SREG的I 标志置位，相应的外部引脚中断就使能了。 MCU通用控制寄存器– MCUCR的中断敏感电平控制2位 1/0 (ISC2与ISC2)决定中断是由上升沿、下降沿，还是INT2 电平触发的。只要使能，即使INT2 引脚被配置为输出，只要引脚电平发生了相应的变化，中断可将产生。通用中断标志寄存器－ GIFR • Bit 7 – INTF1: 外部中断标志1 INT1引脚电平发生跳变时触发中断请求，并置位相应的中断标志INTF1。如果SREG的位 I以及GICR寄存器相应的中断使能位INT1为”1”，MCU即跳转到相应的中断向量。进入中断服务程序之后该标志自动清零。此外，标志位也可以通过写入”1” 来清零。 • Bit 6 – INTF0: 外部中断标志 0 INT0引脚电平发生跳变时触发中断请求，并置位相应的中断标志INTF0。如果SREG的位 I以及GICR寄存器相应的中断使能位INT0为”1”，MCU即跳转到相应的中断向量。进入中断服务程序之后该标志自动清零。此外，标志位也可以通过写入”1” 来清零。 • Bit 5 – INTF2: 外部中断标志2 INT2引脚电平发生跳变时触发中断请求，并置位相应的中断标志INTF2。如果SREG的位 I以及GICR寄存器相应的中断使能位INT2为”1”，MCU即跳转到相应的中断向量。进入中断服务程序之后该标志自动清零。此外，标志位也可以通过写入”1” 来清零。注意，当 INT2中断禁用进入某些休眠模式时，该引脚的输入缓冲将禁用。这会导致INTF2标志设置信号的逻辑变化， 10.4 外部中断的简单应用原理图: 我们将红外接收管 HS0038B的输出端连接到Atmega16的PD3(INT1)管脚上。当红外遥控器有键按下时，HS0038B的OUT脚将会输出一系列的高低电平，从而引发单片机中断。这只是一个简单的外部中断响应实验，你完全可以使用一个按键来代替HS0038B. 程序及说明: //--------------------------- //总中断 //--------------------------- #define EN_INT() sei() //开中断 #define DS_INT() cli() //关中断 //------------------------------------------ //外部中断1 //------------------------------------------ #define EN_INT1() GICR \|= (1< #define DS_INT1() GICR &=~(1< /* --------------------------------------------------------------------------------------- 使用外部中断1 （PD3 第17脚） ISC11 ISC10 说明 0 0 INT1 为低电平时产生中断请求 0 1 INT1 引脚上任意的逻辑电平变化都 1 0 INT1 的下降沿产生异步中断请求 1 1 INT1 的上升沿产生异步中断请求 --------------------------------------------------------------------------------------- / void INT1_Init(void) { //外部中断通过引脚INT0、INT1 与INT2 触发。只要使能了中断，即使引脚INT0..2 配置 //为输出，只要电平发生了合适的变化，中断也会触发。这个特点可以用来产生软件中断。 //IO口方向 1 输出 0 输入 DDRD &= ~(1< //MCU 控制寄存器包含中断触发控制位与通用MCU 功能 //持续时间大于一个时钟周期的脉冲将触发中断，过短的脉冲则不能保证触发中断。 MCUCR\|= (1< MCUCR&=~(1< GIFR \|= 1< EN_INT1(); // 外部中断1使能 } / --------------------------------------------------------------------------------------- 外部中断1响应函数 --------------------------------------------------------------------------------------- / SIGNAL(SIG_INTERRUPT1) { LED_ON(); //点亮发光二极管 } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / int main(void) { LED_Init(); INT1_Init(); EN_INT(); //开全局中断 while(1) { DelayMS(1000); LED_OFF(); //熄灭LED } return 0; } “勿在浮沙筑高台”* 遥远的海（待续）

2015-6-21 21:35:45 评论举报 37^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-22 12:14 编辑！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

2015-6-22 21:55:58 评论举报 38^# friend0720

0 楼主辛苦了，同步学习中！

2015-6-23 08:21:05 评论举报 39^# k9903

0 大家发现什么错误、不足或有什么建议就出来冒个泡。

2015-6-23 09:33:55 评论举报 40^# friend0720

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