AVR单片机C语言程序设计实验指导书

1实验一发光二极管的移动控制一、实验目的1.熟悉并行接口的设置与应用；2.进一步熟悉编译软件和下载软件的使用；3.熟悉C语言中移位、延时、数组等指令的应用；4.增强学习单片机的兴趣。二、实验内容1.参考课本P128“发光二极管的移动控制”实验程序，实现发光二极管循环点亮的按键控制。2.设计一个完整程序（另建一个文档），实现8个led灯的自动顺序（加法）点亮和逆序（减法）点亮。见参考程序，并在程序中添加必要的解释文字。三、实验步骤1.以班级和姓名为文件夹名称在D盘根目录下新建一个子目录文件夹，用来保存每次实验的项目和程序。（注意：每次实验的位置固定，即下次实验的计算机还是上次的计算机。）2.再在这个子目录下以实验题目为名新建一个文件夹。打开ICCAVR开发编程软件，新建一个工程文件项目，参照程序清单或根据实验要求自己重新修改设置并输入程序。3.保存程序，并将程序源文件添加到项目里。见下图1。图14.设置项目属性，选择目标芯片等，见下图2，3。2图2图35.编译程序。将所输入的程序进行编译(菜单Project→Make命令)，或者在工具栏单击按钮)，若编译时下方出现错误提示，说明程序有语法错误，此时必须根据编译器所列出的错误消息，逐条查改，重新编译，直到错误消除并生成*．hex文件。6.功能仿真。利用proteus或AVRstudio的仿真功能对程序进行功能性仿真，验证程序功能是否正确。7.打开下载软件（progisp或AVRStudio里的JTAGICE），将刚刚生成的相应*．hex文件写入单片机(在此之前，须将单片机实验板按要求与PC机连接正确，并接通电源)。8.验证硬件实现的结果是否与功能要求一致。四、参考程序（实现8个led灯的自动顺序（加法）和逆序（减法）点亮的部分程序）/***********************系统外接8M晶振************************/unsignedchari;while(1){for(i=0;i8;i++){PORTB=~(1i);delay_ms(200);}for(i=8;i0;i--){PORTB=~(1i-1);delay_ms(200);}}3实验二0～99数字的加减控制一、实验目的1.熟悉并行接口的设置与应用；2.进一步熟悉编译软件和下载软件的使用；3.熟悉十进制数各个位在数码管上显示的编程方法；二、实验内容1.参照课本P131“0~99数字的加减控制”的程序，实现按键对数字的加减控制功能（因实验板上数码管与PC口的连接方式和书本中的连接不一致，须修改源程序，具体见实验电路分析部分）。2.假如需要控制0~999数字的加减控制，请重新设计一个程序实现该功能。三、实验电路本实验的电路连接如下图所示1。注意：本图中高位数码管连接低位PC口，低位数码管连接高位PC口，即图中第1位（最左边）数码管连接PC0,第2位数码管连接PC1,…,第8位（最右边）数码管。与课本的实验电路连接方式不一致，故在程序设计中需要修改数码管的位选端。X1X2X1X2PA0/ADC040PA1/ADC139PA2/ADC238PA3/ADC337PA4/ADC436PA5/ADC535PA6/ADC634PB0/XCK/T01PB1/T12PB2/INT2/AIN03PB3/OC0/AIN14PB4/SS5PB5/MOSI6PB6/MISO7PB7/SCK8PA7/ADC733RESET9XTAL113XTAL212PC0/SCL22PC1/SDA23PC2/TCK24PC3/TMS25PC4/TDO26PC5/TDI27PC6/TOSC128PC7/TOSC229PD0/RXD14PD1/TXD15PD2/INT016PD3/INT117PD4/OC1B18PD5/OC1A19PD6/ICP20PD7/OC221AVCC30AREF32U1ATMEGA1612345678161514131211109RN1RX8X1CRYSTALC11nFC21nFS1S2图1键控计数电路高位数码管低位数码管4四、实验步骤参照实验一的实验步骤过程。1.参照课本P131，通过ICCAVR编译后生成*.HEX文件，并利用proteusISIS仿真程序实现的功能。2.在不修改数码管位选端的情况下，观察程序执行结果。3.分别修改数码管的个位和十位位选端，使数码管上显示的结果正常。4.如要使数字的显示从数码管的最低位开始显示，重新设计数码管的个位和十位位选端编码。5.若要控制0~999数字的加减控制，设计数码管的BCD转换。五、部分参考程序1.实验板上各个数码管的位选端数组为：ACT[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}//数码管从高位到低位显示//的排列编码2.数码管BCD转换：PORTA=SEG7[counter%10];//显示counter变量的个位PORTC=ACT[0];//选通个位数码管delay_ms(1);PORTA=SEG7[counter/10%10];//显示counter变量的十位PORTC=ACT[1];//选通十位数码管delay_ms(1);PORTA=SEG7[counter/100];//显示counter变量的百位PORTC=ACT[2];//选通百位数码管delay_ms(1);5实验三脉宽调制（PWM）实验一、实验目的1.进一步了解脉宽调制的意义，熟悉脉宽调制的原理；2.掌握脉宽调制的设置与应用；3.能解读程序。二、实验内容1．参照课本P234“PWM测试实验”的程序，实现按键S1、S2对PWM的输出控制。（1）编译通过后，进行软件仿真。在ProteusISIS里利用LCD1602观察显示内容是否正确，并用虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)观察OC2引脚(PD7)输出的PWM信号是否正常。见下图。注意：开始仿真后，必须按下S1才有PWM波输出。X1X2X1X2PB0/T0/XCK1PB1/T12PB2/AIN0/INT23PB3/AIN1/OC04PB4/SS5PB5/MOSI6PB6/MISO7PB7/SCK8RESET9XTAL213XTAL112PD0/RXD14PD1/TXD15PD2/INT016PD3/INT117PD4/OC1B18PD5/OC1A19PD6/ICP120PD7/OC221PC0/SCL22PC1/SDA23PC2/TCK24PC3/TMS25PC4/TDO26PC5/TDI27PC6/TOSC128PC7/TOSC229PA7/ADC733PA6/ADC634PA5/ADC535PA4/ADC436PA3/ADC337PA2/ADC238PA1/ADC139PA0/ADC040AREF32AVCC30U1ATMEGA16S1S2D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016LX1CRYSTALC122pFC222pFABCD（2）用数字万用表检测OC2脚（PD7），观测输出电压是否与LCD指示的相符，并填入下表。OCR2值LCD显示的电压值（）数字万用表显示的电压值（V）62.修改源程序（P234～P236），使输出脉宽是自动变化的。部分参考程序如下：while(1){unsignedchari;i=255;while(i){OCR2=i;Delay_nms(50);i--;}i=1;while(i){OCR2=i;Delay_nms(50);i++;}}三、附LCD1602驱动参考程序（注：本驱动是在课本P182~185基础上进行修改的，目的是删除驱动程序中的检测LCD忙信号函数及与其相关语句，使仿真和显示正常。）/*******LCD1602液晶驱动程序***************/#includeiom16v.h#includemacros.h#definextal8#definePB00#definePB11#definePB22//----------------------------#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineSET_BIT(x,y)(x|=(1y))#defineCLR_BIT(x,y)(x&=~(1y))#defineGET_BIT(x,y)(x&=(1y))//-------端口电平的宏定义------------#defineLCM_RS_1SET_BIT(PORTB,PB0)#defineLCM_RS_0CLR_BIT(PORTB,PB0)#defineLCM_RW_1SET_BIT(PORTB,PB1)#defineLCM_RW_0CLR_BIT(PORTB,PB1)#defineLCM_EN_1SET_BIT(PORTB,PB2)#defineLCM_EN_0CLR_BIT(PORTB,PB2)//------------------------------#defineDataPortPORTA#defineBusy0x80//**********函数声明********************7voidDelay_1ms(void);voidDelay_nms(uintn);voidLcdWriteData(ucharW);voidLcdWriteCommand(ucharCMD);voidInitLcd(void);voidDisplayLine2(uchardd);voidDisplayOneChar(ucharx,uchary,ucharWdata);voidePutstr(ucharx,uchary,ucharconst*ptr);/***********显示指定坐标的一串字符子函数************/voidePutstr(ucharx,uchary,ucharconst*ptr){uchari,l=0;while(ptr[l]31){l++;}for(i=0;il;i++){DisplayOneChar(x++,y,ptr[i]);if(x==16){x=0;y^=1;}}}//**********演示第二行移动字符串子函数************voidDisplayLine2(uchardd){uchari;for(i=0;i16;i++){DisplayOneChar(i,1,dd++);dd&=0x7f;if(dd32)dd=32;}}//***********显示光标定位子函数******************voidLocateXY(charposx,charposy){uchartemp=0;temp&=0x7f;temp=posx&0x0f;posy&=0x01;if(posy)temp|=0x40;temp|=0x80;LcdWriteCommand(temp);}//**********显示光标定位的一个字符子函数***********voidDisplayOneChar(ucharx,uchary,ucharWdata){8LocateXY(x,y);LcdWriteData(Wdata);}//***********LCD初始化子函数******************voidInitLcd(void){LcdWriteCommand(0x38);//显示模式设置（固定）,8位数据接口Delay_nms(5);LcdWriteCommand(0x01);//清屏Delay_nms(5);LcdWriteCommand(0x0c);//开显示，不显示光标Delay_nms(5);}//************写命令到LCM子函数************voidLcdWriteCommand(ucharCMD){LCM_RS_0;LCM_RW_0;DataPort=CMD;LCM_EN_1;Delay_nms(1