AVRLT_Mini_M16一、实验内容和目的本实验通过硬件电路和软件程序，利用ATMega16单片机来控制发光二极管的点亮和熄灭。通过此实验初步掌握单片机的I/O口功能。二、硬件电路1、电路分析（对照LT_Mini_M16原理图）1）电源电路：外接稳压直流电源（最好是DC9V）加到电路的U1处，经过电容C16稳压滤波后加到稳压模块AMS1117-5.0上，然后连接到电源开关按钮S1，从开关按钮出来后经过发光二极管D9和电阻R7，再经过电容C1、C2、C3、C4、C5、C7稳压滤波后加到单片机以及各个模块的电源端。分析：a)电容的作用是稳压滤波，其中C1、C2、C3、C4、C5这5电容为0.1PF（俗称104电容，一般为瓷片电容）。主要作用为滤出电源电路中的高频成分；而C16、C7是电解电容，主要作用是稳压，即把电源电路中的尖峰电压拉低到正常电压水平；C16是稳定外接直流电源的电压（9V），C7是稳定AMS1117-5.0输出的5V电压。b)稳压芯片采用ASM1117-5.0，该稳压芯片输入电压范围为6.5V-15V，输出电压稳定在5.0+0.1V，最大输出电流可达1A，可以满足一般电路需要。c)电源开关按钮S1的作用当然是接通和断开电源了。在此电路中S1采用的是单刀双掷开关，一旦断开电源，则电源的正负极都断开了。d）发光二极管D9的作用是指示电源是否连接成功，如果外部电源成功的连接上，则发光二极管发光指示电源连接成功；电阻R7的作用是对发光二极管进行限流，一般发光二极管只能通过10mA左右的电流，且发光二极管上面的压降只需要1.5V左右，加到发光二极管上面的电流如果超出额定值，则会烧毁。而系统工作的电压是5V，如果全部加在发光二极管上，则发光二极管很容易就会被烧毁。所以要在电源和发光二极管之间串接一个限流电阻。该限流电阻阻值的计算：（VCC-发光二极管上的电压）/流过发光二极管的电流。一般发光二极管的压降是1.5V左右，电流为10mA左右，则可计算如下：限流电阻的阻值=（5.0-1.5）/0.01=350欧姆，一般这个阻值可以取得稍微大一些。2）复位电路：单片机的第9脚（RESET，复位管脚）经过按钮K5连接到地。分析：a）AVR单片机是低电平复位（51单片机是高电平复位，刚好相反）。需要单片机复位时，最少要在复位管脚加上1.5微秒的低电平，才能确保单片机正确复位。b）按下按钮K5，复位管脚被直接拉到电源地，这样复位管脚的电平就被拉低，从而使单片机复位；一般情况下按钮按下的时间超过毫秒级别，这样就能确保单片机正确复位。3）ISP电路（程序下载电路）：ISP下载接口不需要任何的外围零件。使用双排2＊5排针。分析：a）由于没有外围零件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚仍可以正常使用，不受ISP的干扰。b）ISP下载接口的1、3、5、7、9脚分别接单片机的PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚；2接VCC，4、6、8、10都接在GND上。4）晶振电路：晶体的两脚分别接单片机的12、13脚（晶体的管脚没有正负和顺序，可以随意连接），电容C11、C12分别于晶体的两脚和地连接。分析：a)单片机的正常工作离不开稳定的时钟信号。晶体就是提供稳定时钟信号的器件。b）AVR单片机内部集成有RC振荡器，可以为系统提供用以精度要求不高的时钟信号，这是可以不接外部晶体，利用熔丝配置，设置单片机工作与内部RC振荡器模式。这个时候可以不用连接警惕和C11、C12两个电容。c）电容C11、C12的作用是让晶体工作的更稳定。5）发光二极管驱动电路：单片机的PB0-PB7口分别连接到排阻的八个电阻脚，排阻的公共脚接地。分析：a）单片机的PB0-PB7口中的任一个输出高电平（5V），则5V电压通过这个口输出到发光二极管的正极，然后通过电阻连接到地，从而构成一个放电电路。发光二极管正极加上超过1.5V的电压后，就能够点亮发光。b）排阻的作用同样是为八个发光二极管分压限流。2、AVR单片机的I/O端口1）学习单片机的主要任务就是了解、掌握单片机I/O端口的功能，以及如何正确设计这些端口与外围电路的连接，从而能够组成一个嵌入式系统，并编程、管理和运用他们完成各种各样的任务。2）ATmega16有4个8位的双向I/O端口PA、PB、PC、PD，他们对外对应32个I/O引脚，每一位都可以独立地用于逻辑信号的输入和输出。在5V工作电压下，输出高点平时，每个引脚可输出达20mA的