基于AVR用MAX515芯片调节LED灯亮度.doc

1、单片机课程设计说明书CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY单片机课程设计说明书项目名称： 用 MAX515 芯片调节 LED 灯亮度 二级学院： 电子信息与电气工程学院 专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 班级： 11 电卓 学生姓名： 朱斌 学号： 11020343 指导教师： 马金祥 职称： 讲师 起止时间： 2013 年 6 月 21 日 2014 年 7 月 2 日 目录1.引言12.设计内容2.1 设计内容及其要求12.2 产品认知12.3LED 灯的认识22.4 产品设计原理23.系统总体结构3.1 系统结构框图33.2 主要设计框图33.3

2、系统原理图34.硬件设计4.1 主要芯片介绍44.1.1ATMEGA1664.1.2 MAX51584.2 最小系统95. 软件设计5.1 系统软件设计整体思路115.2 系统软件设计的一般原则125.3 系统软件设计的步骤125.4 软件 AVR Studio 4 的应用125.5程序设计与调试135.6protuse仿真186.调试过程中遇到的问题及解决方法7.小结18单片机课程设计说明书8.参考文献19附录1 电路图20附录2 源程序21附录3 元器件清单33附录 4 实物图34单片机课程设计说明书1.引言单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到

3、一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等

4、，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用尤为重要。而 AVR 单片机是各类单片机中比较典型和具有代表性的一种。本实验是基于 AVR 系列单片机所设计的，以单片机芯片 ATMEGA16 作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，实现控制 LED 的亮度。单片机课程设计说明书2.设计内容和要求2.1 设计内容：用带 SPI 接口的数/模转换芯片 MAX515 调节 LED 亮度要求：LED 灯的亮度可以自动循环调节2.2 产品认知：AVR 单片机：AVR 单片机是 Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 单片机。R

5、ISC（精简指令系统计算机）是相对于 CISC（复杂指令系统计算机）而言的。RISC 并非只是简单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单合理而提高运算速度的。RISC 优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令：并固定指令宽度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于 AVR 采用了 RESC 的这种结构，使 AVR 系列单片机都具备了 1MIPS/MHz（百万条指令每秒/兆赫兹）的高速处理能力。 3 AVR 单片机硬件结构采取 8 位机与 16 位机的折中策略，即采用局部寄存器存堆(32 个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹

6、配寄存器及相应控制逻辑)。提高了指令执行速度(1Mips/MHz)，克服了瓶颈现象，增强了功能；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。AVR 单片机内嵌高质量的 Flash 程序存储器，擦写方便，支持 ISP 和 IAP，便于产品的调试、开发、生产、更新。内嵌长寿命的 EEProm 可长期保存关键数据，避免断电丢失。片内大容量的 RAM 不仅能满足一般场合的使用，同时也更有效的支持使用高级语言开发系统程序，并可像 MCS-51 单片机那样扩展外部 RAM。AVR 单片机的 I/O 线全部带可设置的上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定（初始）高阻输入、驱动能力强（可省

7、去功率驱动器件）等特性，使的得 I/O 口资源灵活、功能强大、可充分利用。AVR 单片机片内具备多种独立的时钟分频器，分别供 URAT、I2C、SPI 使用。其中与 8/16 位定时器配合的具有多达 10 位的预分频器，可通过软件设定分频系数提供多种档次的定时时间。AVR 单片机独有的“以定时器/计数器（单）双向计数形成三角波，再与输出比较匹配寄存器配合，生成占空比可变、频率可变、相位可变方波的设计方法(即脉宽调制输出 PWM)更是令人耳目一新。 4 增强性的高速同/异步串口，具有硬件产生校验码、硬件检测和校验侦错、两级接收缓冲、波特率自动调整定位（接收时） 、屏蔽数据帧等功能，提高了通信的可

8、靠单片机课程设计说明书性，方便程序编写，更便于组成分布式网络和实现多机通信系统的复杂应用，串口功能大大超过 MCS-51/96 单片机的串口，加之 AVR 单片机高速，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。面向字节的高速硬件串行接口 TWI、SPI。TWI 与 I2C 接口兼容，具备 ACK 信号硬件发送与识别、地址识别、总线仲裁等功能，能实现主/从机的收/发全部 4 种组合的多机通信。SPI 支持主/从机等 4 种组合的多机通信。AVR 单片机有自动上电复位电路、独立的看门狗电路、低电压检测电路 BOD，多个复位源(自动上下电复位、外部复位、看门狗复位、BOD 复位)，可设置的启动后延时运行

9、程序，增强了嵌入式系统的可靠性。AVR 单片机具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-2.7V） ，抗干扰能力强，可降低一般 8 位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。 5 LED 灯LED（Light Emitting Diode） ，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是 P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是 N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它

10、们之间就形成一个 P-N 结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向 P 区，在 P 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是 LED 灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成 P-N 结的材料决定的。最初 LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。单片机课程设计说明书2.3LED 灯的优点：1、节能. 白光 LED 的能耗仅为白炽灯的 1/10，节能灯的 1/4.2、长寿. 寿命可达 10 万小时以上,对普通家庭照明可谓“一劳永逸“.3、可以工作在高速状态 .节能灯如

11、果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.4、固态封装，属于 冷光源 类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用不着考虑散热。5、led 技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光 LED 进入家庭的时代正在迅速到来。6、环保，没有汞的有害物质。LED 灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。7、配光技术使 LED 点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；8、透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观；9、大

12、功率 led 平面集群封装，及散热器与灯座一体化设计。充分保障了 led 散热要求及使用寿命，从根本上满足了 LED 灯具结构及造型的任意设计，极具 LED单片机课程设计说明书灯具的鲜明特色。10、节能显著。采用超高亮大功率 led 光源，配合高效率电源，比传统白炽灯节电 80%以上，相同功率下亮度是白炽灯的 10 倍；11、超长寿命 50,000 小时以上，是传统钨丝灯的 50 倍以上。LED 采用高可靠的先进封装工艺共晶焊，充分保障 LED 的超长寿命；12、无频闪。纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；14、耐冲击，抗雷力强

13、，无紫外线（ UV）和红外线（IR）辐射。无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，对人体无伤害、无辐射。15、低热电压下工作，安全可靠。表面温度 60 （环境温度 Ta=25时）；16、宽电压范围，全球通用 LED 灯。85V 264VAC 全电压范围恒流，保证寿命及亮度不受电压波动影响；17、采用 PWM 恒流技术，效率高，热量低，恒流精度高；18、降低线路损耗，对电网无污染。功率因数 0.9，谐波失真20%，EMI 符合全球指标，降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染；19、通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯20、发光效率可高达 801m/w，多种 LED 灯

14、色温可选，显色指数高，显色性好；2.4 产品设计原理：LED 一般是恒流操作的，如何改变 LED 的亮度呢？在一定的频率的方波中，调整高电平和低电平的占空比，即可实现。比如我们用低电平点亮一个 LED 灯，我们假设把一个频率周期分为 10 个时间等份，如果方波中的高低电平占空比是9：1，这是就是一个比较暗的亮度，如果方波中高低电平占空比是 10：0，这时，全部是高电平，灯是灭的。如果占空比是 5：5，就是一个中间亮度，如果高低比是单片机课程设计说明书1：9，是一个比较亮的亮度，如果高低是 0：10，这时全部是低电平，就是最亮的。实际上应用中，电视屏幕墙中的几十百万 LED 象素都是这样控制的，

15、而且每一个象素都有红绿蓝 3 个 LED，每个 LED 可以变化的亮度是几百到几万或者更多的级别，以实现真彩色的显示。还有在您的手机中，背光灯的亮度如果是可以变化的，也应该是这种工作方式。目前的城市彩灯也有很多都使用了 LED，需要控制亮度是也是 PWM 控制。 在程序中，我们将定时器 2 溢出定为 1/1200 秒。每 10 次脉冲输出一个 120HZ频率。这每 10 次脉冲再用来控制高低电平的 10 个比值。这样，在每个 1/120 秒的方波周期中，我们都可以改变方波的输出占空比，从而控制 LED 灯的亮度。单片机课程设计说明书3.系统总体结构3.1 系统结构框图：3.2 主要设计方框图如

16、下：电压采集 降压整流 单片机处理 数模转换 扬声器发声CPUATmega16LED 灯MAX515 数模转换器最小系统单片机课程设计说明书3.3 系统原理图单片机课程设计说明书4.硬件设计4.1 主要芯片介绍4.1.1 ATMEGA16ATmega16 是基于增强的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达 1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和 32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU) 相连接

17、，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的数据吞吐率。ATmega16 有如下特点:16K 字节的系统内可编程 Flash(具有同时读写的能力，即RWW)， 512 字节 EEPROM，1K 字节 SRAM，32 个通用 I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的 JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行 USART，有起始条件检测器的通用 串行接口，8 路 10 位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装)

18、的 ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个 SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时 CPU 停止工作，而 USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、 T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止 CPU 和除了异步定时器与 ADC 以外所有 I/O 模块的工作，以降低 ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处

19、于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展 Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。本芯片是以 Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。片内 ISP Flash 允许程序存储器通过 ISP 串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于 AVR 内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用 Flash 存储区(ApplicationFlash Memory)。在更新应用 Flash 存储区时引导 Flash 区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了 RWW 操作。 通过将 8 位 RISC CPU

20、与系统内可编程的 Flash 集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C 语言 编译器、宏汇编、 程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。单片机课程设计说明书ATMEGA16 引脚功能引脚名称及引脚功能说明VCC 电源正GND 电源地端口 A(PA7PA0)端口 A 做为 A/D 转换器的模拟输入端。端口 A 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电

21、路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 A 处于高阻状态。端口 B(PB7PB0)端口 B 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 B 处于高阻状态。端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能 .端口 C(PC7PC0)端口 C 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流

22、。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 C 处于高阻状态。如果 JTAG 接口使能，即使复位出现引脚 PC5(TDI)、 PC3(TMS)与 PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口 C 也可以用做其他不同的特殊功能 .端口 D(PD7PD0)单片机课程设计说明书端口 D 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 D 处于高阻状态。端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能 .RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门

23、限时间的低电平将引起系统复位。门限时间见 P36Table 15。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。XTAL1反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。XTAL2反向振荡放大器的输出端。AVCCAVCC 是端口 A 与 A/D 转换器 的电源。不使用 ADC 时，该引脚应直接与 VCC 连接。使用 ADC 时应通过一个低通滤波器与 VCC 连接。AREFA/D 的模拟基准输入引脚。ATMEGA16 内核介绍右边为 AVR 结构的方框图为了获得最高的性能以及并行性， AVR 采用了 Harvard 结构，具有独立的数据和程序总线。程序存储器里的指令通过一级流水线运行。CPU 在执行一条指

24、令的同时读取下一条指令( 在本文称为预取 )。这个概念实现了指令的单 时钟周期运行。程序存储器是可以在线编程的 FLASH。ATmega16 内部框图快速访问寄存器文件包括 32 个 8 位通用工作寄存器，访问时间为一个时钟周期。从而实现了单时钟周期的 ALU 操作。在典型的 ALU 操作中，两个位于寄存器文件中的操作数同时被访问，然后执行运算，结果再被送回到寄存器文件。整个过程仅需一个时钟周期。单片机课程设计说明书寄存器文件里有 6 个寄存器可以用作 3 个 16 位的间接寻址寄存器指针以寻址数据空间，实现高效的地址运算。其中一个指针还可以作为程序存储器查询表的地址指针。这些附加的功能寄存器

25、即为 16 位的 X、Y 、Z 寄存器。ALU 支持 寄存器 之间以及寄存器和常数之间的算术和逻辑运算。ALU 也可以执行单寄存器操作。运算完成之后状态寄存器的内容得到更新以反映操作结果。程序流程通过有/ 无条件的跳转指令和调用指令来控制，从而直接寻址整个地址空间。大多数指令长度为 16 位，亦即每个程序存储器地址都包含一条 16 位或 32 位的指令。程序存储器空间分为两个区：引导程序区(Boot 区) 和应用程序区。这两个区都有专门的锁定位以实现读和读/ 写保护。用于写应用程序区的 SPM 指令必须位于引导程序区。在中断和调用子程序时返回地址的程序计数器(PC) 保存于堆栈之中。堆栈位于通

26、用数据 SRAM，因此其深度仅受限于 SRAM 的大小。在复位例程里用户首先要初始化堆栈指针 SP。这个 指针位于 I/O 空间，可以进行读写访问。数据 SRAM 可以通过 5 种不同的寻址模式进行访问。AVR 存储器空间为线性的平面结构。AVR 有一个灵活的中断模块。控制寄存器位于 I/O 空间。 状态寄存器里有全局中断使能位。每个中断在中断向量表里都有独立的中断向量。各个中断的优先级与其在中断向量表的位置有关，中断向量地址越低，优先级越高。 I/O 存储器空间包含 64 个可以直接寻址的地址，作为 CPU 外设的 控制寄存器、SPI ，以及其他 I/O 功能。映射到数据空间即为寄存器文件之

27、后的地址 0x20 - 0x5F。4.1.2 MAX515MAX515是Maxim 公司生产的一种低功耗的电压输出型10 位串行D/A 转换器,兼容SPI接口,MAX515固定增益为2,用+5V 单电源工作。本例运行时,通过调节RV1向单片机输入模拟电压,单片机将A/D 转换后的数字量输出给MAX515,经D/A 转换后所输出的模拟电压控制LED亮度变化。单片机课程设计说明书4.2 最小系统振荡电路：本次设计采用的是1M的晶振，电路图如图所示LED 显示电路单片机课程设计说明书5.软件设计5.1系统软件设计整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计

28、合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与 AVR 系列单片机相对应的 C 语言和结构化程序设计方法进行软件编程。C 语言是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C 语言，适

29、于编写系统软件。具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。5.2 系统软件设计的一般原则在单片机应用开发中代码使用效率、单片机的抗干扰性以及软件可靠性是实际工程设计的重点。单片机应用软件系统设计包括功能模块划分、程序流程确立、模块接口设计以及程序代码编写。我们依据系统的功能要求，将整体软件系统分割成若干个独立的程序模块。这些程序模块可以是几条语句的集合、功能函数或程序文件。随后，根据个程序模块的实现功能写出流程，一般需要写出具体的实现功能描述。程序代码通常采用汇编语言或高级语言（C 语言）编写。本设计采用 C 语言编程，在此必须注意以下问题：（1）提高程序代码效率必须熟悉当前使用的 C 语言编译器

30、，试验每条 C 语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道代码效率。（2）减少程序错误我们在编写程序时，要注重考虑如下方面。1物理参数 2资源参数 3应用参数 4过程参数（3）单片机的抗干扰性防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔离干扰路径。单片机干扰最常见的现象就是复位，导致程序运行异常。设计系统是一般需要添加一个“看门狗”监控模块，在系统出现不可逆转的干扰时，监控模块将重启系统，并从断点处继续执行。单片机课程设计说明书（4）系统的可靠性1要测试单片机软件功能的完善性。2上电、掉电测试。3系统耗损测试。5. 3 系统软件设计的步骤系统进行软件设计时，先要对本课题硬件有一个熟练

31、的掌握，知道系统的组成，数据的传输，信号是如何被控制的，以及信号的显示。然后进行软件设计时，先搞清楚各个部分的子程序及他们的流程图，然后进行 C 语言编程，最后将它们系统的编程.本次科研实践，要求利用 AVR 系列单片机进行设计。故本次设计的程序利用软件 AVR Studio 4 在 Win 2007 环境下进行调试运行。5.4 软件 AVR Studio 4 的应用本次设计是利用 ATmega16 作为单片机的。设计程序，应用 AVR Studio 4 步骤为：（1）打开 AVR Studio 4 软件，选择 NEW Project。（2）选择 AVR GCC 环境，输入文件名，选择文件位置

32、。（3）选择调试平台和芯片型号。左边的 Debug Platform 框为选择调试平台，要根据实际使用的调试工具做选择。这里是模拟仿真，选择 AVR Simulator。右边的 Device 框选择所用的单片机型号，这里选择 ATmega16。 选择完毕，点击 Finish，工程创建结束。 5.5 程序设计及调试5.5.1 仿真开发系统的设计ATMEL 的 AVR 单片机的集成环境汇编及开发调试软件。ATMEL AVR Studio 集成开发环境(IDE) ,包括了 AVR Assembler 编译器、AVR Studio 调试功能、AVR Prog 串行、并行下载功能和 JTAG ICE 仿

33、真等功能。它集汇编语言编译、软件仿真、芯片程序下载、芯片硬件仿真等一系列基础功能，与任一款高级语言编译器配合使用即可完成高级语言的产品开发调试。单片机课程设计说明书Protues：Protues 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路

34、协同仿真，一键切换到 PCB 设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。电路功能仿真：在 Proteus 绘 制 好 原 理 图 后 ， 调 入 已 编 译 好 的 目 标 代 码文 件 ： *.HEX， 可 以 在 Proteus 的 原 理 图 中 看 到 模 拟 的 实 物 运 行 状 态 和 过 程 。Proteus 不 仅 可 将 许 多 单 片 机 实 例 功 能 形 象 化 ， 也 可 将 许 多 单 片 机 实 例 运 行过 程 形 象 化 。 前 者 可 在 相 当 程 度 上 得 到 实 物

35、演 示 实 验 的 效 果 ， 后 者 则 是 实 物演 示 实 验 难 以 达 到 的 效 果 。 它 的 元 器 件 、 连 接 线 路 等 却 和 传 统 的 单 片 机 实验 硬 件 高 度 对 应 。 这 在 相 当 程 度 上 替 代 了 传 统 的 单 片 机 实 验 教 学 的 功 能 ， 例 ：元 器 件 选 择 、 电 路 连 接 、 电 路 检 测 、 电 路 修 改 、 软 件 调 试 、 运 行 结 果 等 。 相信 在 单 片 机 开 发 应 用 中 Proteus 也 能 茯 得 愈 来 愈 广 泛 的 应 用 。单片机课程设计说明书6.设计过程中的问题及解决方案

36、1LED 灯的亮度比较小检查后发现是单片机端口驱动能力差，驱动电流只有微安级别，频率高以后高电平驱动能力更加差了，所以导致亮度比较小。后来通过添加端口上拉电阻使得亮度变大。2.发现一开始接通电源以后没有反应，检查发现程序中端口定义不正确3.发现电源接通以后灯不亮，检查发现 LED 灯接反，调整以后效果呈现 单片机课程设计说明书7. 小结经过了两个星期的学习和工作，我终于完成了用带 SPI 接口的数/模转换芯片 MAX515 调节 LED 亮度的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学

37、到了很多知识也有很多感受，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了自主完成任务给我带来的乐趣。 虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每一段代码、文字，都有我的劳动。从研究系统中的定性和定量理论，到对涉及的性能参数进行分析，再到最后的具体分析实现验收成果、整理资料、撰写论文，我都一步一个台阶很好地完成了计划任务。该实物能够实现 LED 灯的循环闪灭，当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，

38、真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。在这次设计的过程中又一次熟悉了 proteus，并学会了 AVR Stdio 的使用，使用它们成功做出了仿真。总之，通过这次科研实践，我掌握了更多不同单片机的知识，学会了对知识的运用。在这个过程中，我曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的设计制作，可是平心而论，也耗费了我们不少的心血。在课程设计过程中，收获知识，提高能力的同时，我也学到了很多人生的哲理，懂得怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克

39、服心理上的不良情绪。同时我也明白对任何事情如果付出越多，那么你收获也就越多。因此在以后的生活和学习的过程中，我一定会把钻研学习的精神带到生活中，不畏艰难，勇往直前！单片机课程设计说明书8. 参考文献【1】彭伟. 单片机 C 语言实训 100 例基于 AVR+Proteus 仿真.【M】北京：北京航空航天大学出版社，2010.5【2】刘清建，孙保书，李凤伟，陈素侠.轻松玩转 AVR 单片机 C 语言.【M】北京：北京航空航天大学出版社，2011.3【3】老杨，李鹏举. AVR 单片机工程师是怎样炼成的基于 C 语言+Proteus仿真.【M】北京：电子工业出版社，2012.11【4】张华宇，谢凤

40、芹，王立滨.零点起步AVR 单片机开发入门与典型实例【M】北京：机械工业出版社，2011.7单片机课程设计说明书附录 1 电路原理图单片机课程设计说明书附录 2：源程序/-/-#include #include #define INT8U unsigned char#define INT16U unsigned int/SPI 使能与禁用#define SPI_EN() (PORTB SPI_Transmit(dat);SPI_DI();/禁止单片机课程设计说明书附录 3 元器件清单序号 名称 型号、参数 备注 数量1 CPU ATmega16 12 管座 DIP40 13 晶振 1MHz 1

41、4 元片电容 22pF 25 电阻 10k 16 电阻 200k 17 104 电容 104 18 LED 灯 19 滑动变阻器 10k 110 单排排针 若干11 MAX515 112 单排座 113 焊锡丝 若干单片机课程设计说明书单片机系统使用说明书二级学院:电子信息与电气工程学院班级:11 电气卓越学生姓名:朱斌 朱志超学号:11020343 11020345指导老师: 马金祥项目名称 用带 SPI 接口的数模转换器 MAX515 来实现 LED 灯闪亮起止时间 2014 年 06 月 23 日2014 年 07 月 02 日实现功能它利用单片机 ATMEGA16A 做控制及数据处理器、用带 SPI 接口的数模转换器 MAX515 来实现信号转换，通过程序中的循环语句来实现 LED 灯的循环闪亮！