第07讲-AVR硬件开发环境

集美大学机械工程学院-郑东强ATmega封装PDIL塑料双列直插式PLCC(PlasticLeadedChipCarrierSOIC（SmallOutlineIntegratedCircuitPackage）小外形集成电路封装SSOP(ShrinkSmall-OutlinePackage)窄间距小外型塑封集美大学机械工程学院-郑东强AVR单片机的硬件开发工具编程器（烧写器）：将编译出来的目标代码固化到单片机的ROM内下载器：作用与编程器相同，但可以在系统下载仿真器：对单片机的程序进行单步调试、设置断点等，便于查找程序中的错误。其中Jtag仿真器可以在线仿真调试。AVR仿真器下载器集美大学机械工程学院-郑东强面包板简介上下两个单排的三组或四组是连在一起中间两5排的，每竖5个是连接在一起集美大学机械工程学院-郑东强学习板集美大学机械工程学院-郑东强集美大学机械工程学院-郑东强集美大学机械工程学院-郑东强集美大学机械工程学院-郑东强学AVR的理由选择AVR作为单片机入门的几点理由：最小系统设计容易：只需要连接电源、焊接晶振就可工作AVR的时钟源（晶振、内部RC等）不经过分频直接提供给CPU使用，而51的CPU主频等于晶振的12分频AVR既具有简单的、可以自制的ISP下载线和Jtag仿真器，又有DIP直插的封装形式AVR的C语言编程与C语言教科书上学习的标准C语言语法是几乎一样的，不像51的C语言，一些bit、srf之类的变量定义在教科书中是找不到的，有利于后续嵌入式系统的学习AVR片内资源丰富，且先进集美大学机械工程学院-郑东强AGND31X113X212RESET9PD2(INT0)16PD3(INT1)17PD4(OC1B)18PD5(OC1A)19PB0(T0)1PB1(T1)2PB2(AIN0)3PB3(AIN1)4PB4(SS)5PB5(MOSI)6PB6(MISO)7PB7(SCK)8(ADC0)PA040(ADC1)PA139(ADC2)PA238(ADC3)PA337(ADC4)PA436(ADC5)PA535(ADC6)PA634(ADC7)PA733(SCL)PC022(SDA)PC123(TCK)PC224(TMS)PC325(TDO)PC426(TDI)PC527(TOSC1)PC628(TOSC2)PC729PD7(OC2)21PD6(ICP)20AVCC30AREF32PD1(TXD)15PD0(RXD)14GND11VCC10U1ATMega16L-8PI+5VGNDGND1NC2VCC3J1POWERGND+5VGNDC1104GND+5V12Y116MHzC230pC330pGND12345678910P1Jtag12345678910P2ISPTDITDITDOTDOTMSTMSTCKTCKMOSIMOSIMISOMISOSCKSCKRESETRESETGND+5V+5VGNDGND+5VISP下载线全功能的最小系统Jtag仿真器电源座晶振与稳频电容数字电源数字地模拟电源模拟地参考电压源退偶电容ATmega16单片机集美大学机械工程学院-郑东强单片机常用外围器件40脚IC座排针电阻电容排阻电位器晶振按键电源开关BD9串口座LED发光二极管数码管蜂鸣器稳压芯片ASM1117-3.3MAX232DS1302时钟芯片DS18B20温度传感器AT24C02光电耦合器集美大学机械工程学院-郑东强机电控制常用元器件旋转编码器、霍尔传感器、直流测速发电机光电开关、接近开关温度传感器（固态）继电器直流、交流伺服电机步进电机光电耦合器场效应管、大功率晶体管、晶闸管、智能功率模块IPM集美大学机械工程学院-郑东强旋转编码器（增量，绝对）轴式套式电信号二进制编码脉冲集美大学机械工程学院-郑东强旋转编码器测量方式通过测量滚珠丝杠的角位移，间接获得工作台的直线位移x，构成位置半闭环伺服系统。位置反馈xx＝t/360×螺母丝杠螺距集美大学机械工程学院-郑东强绝对式编码器4位二进制码盘4个电刷（导电为“1”，非导电为“0”）最小分辨角＝360°／2n当n＝4，＝360°／24＝22.5°集美大学机械工程学院-郑东强增量式编码器光敏元件所产生的信号A、B彼此相差90相位，用于辨向。当码盘正转时，A信号超前B信号90；当码盘反转时，B信号超前A信号90。90ABAB集美大学机械工程学院-郑东强遮断式光电开关遮断式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。当被检测物体位于发射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。Receiver被检测物体光发射器光接收器集美大学机械工程学院-郑东强光电开关在流水线上的应用定区域式光电开关咖啡罐流水线运行方向（罐装高度检测）储料仓集美大学机械工程学院-郑东强光幕-产品高度测量集美大学机械工程学院-郑东强定区域反射式光电开关定区域式光电开关有一个非常确定的检测区域，不经过该区域的被测物体不会引起光电开关产生开关信号。检测距离集美大学机械工程学院-郑东强被测物漫反射型光电开关漫反射型光电开关集光发射器和光接受器于一体。当被测物体经过该光电开关时，发射器发出的光线经被测物体表面反射由接受器接受，于是产生开关信号。漫反射光线反射光线光发射器和光接受器发射光线被检测物体集美大学机械工程学院-郑东强漫反射型光电开关的应用集美大学机械工程学院-郑东强热敏电阻热敏电阻是一种新型的半导体测温元件，有正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）两大类。前者是电阻值随温度升高而增大；后者是电阻值随温度升高而减小。热敏电阻的测量范围为－50～＋300C。PTC热敏电阻属于临界温度型。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。热敏电阻用于CPU的温度测量集美大学机械工程学院-郑东强接近开关三线制接线方式VCC（棕）DC10～30VOUT（黑）GND（蓝）接近开关OUT端与GND端的压降Uces约为0.3V，流过KA的电流IKA=（VCC－0.3）/RKA。若IKA大于继电器KA的额定吸合电流，则继电器KA能够可靠吸合。接近开关使用电感性负载时，务必在负载两端并接续流二极管，以免损坏接近开关输出级。集美大学机械工程学院-郑东强继电器集美大学机械工程学院-郑东强伺服电机集美大学机械工程学院-郑东强PCB技术与ProtelPCB是印刷电路板（PrintedCircuitBoard）的缩写，顾名思义，就是把导线印刷在板子上。覆铜板印刷感光胶曝光钻孔化学腐蚀金属化过孔喷绝缘漆印刷丝印层切割Protel软件是最流行的PCB设计软件，可以在电脑上完成PCB的设计，然后送到PCB加工厂出板。常用版本：Protel99SE，ProtelDXP2004，AltiumDesigner6、9、AD9.3是最新版本AltiumDesigner6.9PCB设计教程(郭天祥)集美大学机械工程学院-郑东强集美大学机械工程学院-郑东强原理图DipSwith_Led