1.avr單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)

1、AVR單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì),主講：梁瑩林機(jī)械電子工程學(xué)院,主要內(nèi)容：,ATmega128單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì)（I/O口）外接RTC電路設(shè)計(jì)（ I2C總線）RS232總線及外圍電路設(shè)計(jì)（ UART總線）外接DAC電路設(shè)計(jì)（ SPI總線）放大電路設(shè)計(jì)（ ADC ）,ATmega128的硬件結(jié)構(gòu),,CPU,,,EEPROM,,,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,,ATmega128的引腳圖 （實(shí)際）,ATmega

2、128的引腳圖 （原理圖）,ATmega128的主要參數(shù),8位微處理器工作于16MHz時(shí)性能高達(dá)16MIPS128K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash（程序空間）4K 字節(jié)的內(nèi)部SRAM（內(nèi)存）53個(gè)可編程I/O 口線8路10位ADC2路串行USART、1路I2C、1路SPI2個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2路8位PWM、6路分辨率可編程（2 到16 位）的PWM,系統(tǒng)電源設(shè)計(jì),,防止電源反接,最小系統(tǒng)

3、設(shè)計(jì),電源,,晶振,,,復(fù)位電路,,下載口,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),數(shù)碼管,共陽,共陰,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),共陰,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),共陰,1（輸出）,0 （輸出）,1 （輸出）,0 （輸出）,掃描LED,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),共陰,0（輸出）,1 （輸出）,0 （輸出）,1（輸出）,掃描LED,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),共陰,0（輸出）,1（輸入）,0（輸出）,1（輸入）,掃描

4、按鍵,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),12864系列LCD,數(shù)碼管、按鍵與LCD接口電路設(shè)計(jì),外接RTC電路設(shè)計(jì),I2C實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片：,ISL1208、PCF8563、X1226、DS1388等,共同的特性：1、采用外部32.768kHz 的晶體振蕩器2、日歷精確到2099 年具有閏年自動(dòng)修正功能3、星期、日、月、年,外接RTC電路設(shè)計(jì),I2C總線： 由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線 用于連接微控制器及其外圍設(shè)

5、備 標(biāo)準(zhǔn)模式下：100Kbps 快速模式下：400Kbps    高速模式下：3.4Mbps,外接RTC電路設(shè)計(jì),RTC芯片采用ISL1208,自動(dòng)切換到后備電池或大電容,,,RS232總線及外圍電路設(shè)計(jì),RS-232是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) (Electronic Industries Association，EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。,RS-232 接口通常有兩種型態(tài)：9個(gè)引腳 (DB

6、-9) 25個(gè)引腳 (DB-25),,RS232總線及外圍電路設(shè)計(jì),在多數(shù)情況下，僅需3條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)：發(fā)送線、接收線及地線。,邏輯“1”=-3V～-15V,邏輯“0”=+3～+15V,RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)邏輯電平作了規(guī)定：,,,,RS232總線及外圍電路設(shè)計(jì),MCU,PE0,PE1,PD2,PD3,外接DAC電路設(shè)計(jì),DAC：即數(shù)/模轉(zhuǎn)裝換器，一種將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的裝置。,外接DAC電路設(shè)計(jì),DAC的主要性能指標(biāo)：,1、

7、分辨率最小輸出電壓(對(duì)應(yīng)的輸入數(shù)字量?jī)H最低位為“1”)與最大輸出電壓(對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸入量為全“1”)之比,2、建立時(shí)間輸出模擬信號(hào)達(dá)到滿刻度值±0.5LSB精度時(shí)所需要的時(shí)間。,外接DAC電路設(shè)計(jì),TLC5615 10位精度 5V供電 SPI總線 建立時(shí)間: 12.5us,外接DAC電路設(shè)計(jì),SPI總線： 由摩托羅拉公司開發(fā)的全雙工同步串行總線 波特率可以高達(dá)5Mbps MOSI:主出/從入 MISO

8、:主入/從出 SCK:串行時(shí)鐘 SS:從屬選擇,外接DAC電路設(shè)計(jì),外接DAC電路設(shè)計(jì),另一種DA轉(zhuǎn)換電路,脈寬調(diào)制(PWM),,,,T,,,,T,,,,脈寬t,占空比：脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值:t : T,另一種DA轉(zhuǎn)換電路,,低通濾波器(LPF),當(dāng)PWM波的頻率足夠高時(shí)，占空比越大，低通濾波器的輸出越大；反之越小。,放大電路設(shè)計(jì),,電壓增益:,1) 反相放大器,+,,,,I1,,反饋電阻RF值不能太大，否

9、則會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲及漂移，一般為幾十千歐至幾百千歐。 R1的取值應(yīng)遠(yuǎn)大于信號(hào)源Ui的內(nèi)阻。,放大電路設(shè)計(jì),2)同相放大器,同相放大器具有輸入阻抗非常高，輸出阻抗很低的特點(diǎn)，廣泛用于前置放大級(jí)。,同相放大器也是最基本的電路，其閉環(huán)電壓增益Av為:,單片機(jī)ADC接口設(shè)計(jì),,LPF,,LPF,,LPF,此處的低通波濾波器作用是：抗混疊,,輸入信號(hào)太小時(shí)，可適當(dāng)放大,單片機(jī)ADC接口設(shè)計(jì),A/D轉(zhuǎn)換,,,如果輸入的模擬信號(hào)頻率過高，會(huì)出