示例一

machao

感谢阿莫的努力，使AVR-51多功能实验板能与大家见面。希望它能对大家学习和使用AVR或51（实际在上面可以使用任何DIP<40PIN的单片机）有帮助。



    这个学期我在学校也开AVR的课，我已经向网站定了50套，在整个学期中，每个学生都有一套实验板带回住所，我的AVR实验是家庭作业。第一次的课，就发了100M资料的光盘，规定了4篇必读的英文的文献（器件手册、AVR STUDIO ONLINE HELP、CVAVR USER MENU、CVAVR ONLINE HELP），因为考试中有15分为整理和翻译其中一段英文资料。

    课堂上课每周3节，回家看资料，编写、调试程序至少要3个晚上，努力不努力就看你自己。反正学这门课不合算的。



    随着上课，我会陆续将课上的例子贴上，作为配合该板的使用，提供从头开始学习AVR的网友参考。同时也会有一些讨论和思考，欢迎大家参加。

    这里是第一个例子点击此处打开armok0139768.pdf。



   

    关于硬件的讨论：

    1。不用R1是否可以（RESET悬空）

    2。LED的正端由I/O口控制，R3的一端接GND与现在的使用方式哪种好一些

    3。R3的阻值在什么范围比较合适

    4。如果控制一个3相的步进马达（5V/300MA），硬件电路如何设计

    5。M16的熔丝位如何设置才能与使用的系统时钟源的类型相配合



    软件的讨论：

    1。第一句语句的作用是什么（指INCLUDE）？不用可以吗？如果不用，程序的开始应该如何写

    2。M16DEF.INC文件在哪里，其内容是什么

    3。程序中的RAMEND代表什么，在本程序中它的值是多少？从哪里来的。

    4。

    .org $0000        ;上电复位启始地址

    rjmp reset        ;转上电复位后的初始化程序执行

                ;中断向量区

    .org $002A        ;跳过中断向量区

    reset:

    ldi r16,high(RAMEND)        ;取内部RAM最高地址的高位字节

    out sph,r16                ;放入SP的高位

    ldi r16,low(RAMEND)        ;取内部RAM最低地址的低位字节

    out spl,r16                ;放入SP的低位，SP中的值见器件配置文件“m16def.inc”



    以上语句的作用是什么，后4句不要可以吗



    5。仔细分析延时子程序的结构，运行情况，堆栈和堆栈指针的变化

     





     
-----此内容被machao于2005-03-05,13:42:28编辑过

tingni

搬个板凳,学习来啦

ynkmyfk

本人是汇编的菜鸟,把这个延时程序嵌入CVAVR中,编译时出错.而用CVAVR自带的delay.h编译后正常.请各位前辈指教.(程序中芯片的初始设置略.)



#include <mega16.h>

#define led PORTC.0



void delay_1s(void)

{#asm  

ldi r16 197

delay:push r16

del1:push r16

del2:push r16

del3:dec r16

      brne del3

      pop r16

      dec r16

      brne del2

      pop r16

      dec r16

      brne del1

      pop r16

      ret      

#endasm

}



void main(void)

{DDRC.0=1;

while (1)

      {

      led=0;

      delay_1s();

      led=1;

      delay_1s();

      };

}

wuzhe213

新手,我来的还真是时候.

crazyeda

马老师，提个汗颜的问题，为什么总是用R16来做数据传送的中转站

我的理解是R1~R16都胜任，因为AVR的寄存器组里，R1~R16是最“四通八达”的，考虑到一般使用寄存器的习惯，R16的使用频率最低，因此一般需要内容交换的时候，可以用R16来做中间传递

HJJourAVR

crazyeda:

   R16就是顺手用而已，因此却是汇编中使用频率最高的寄存器。

machao

4楼这个问题很好，有一定的深度。5楼的说明不在点上。先等等其他人的解释。

testcode

我想两端的寄存器都有特殊用途，例如r0,r1,r26-31,所以选择中间的寄存器如r16做内容交换。

gmliwei

我今年又要带领学生参加"中小学生电脑制作大赛"中的机器人比赛项目,今年我决定全部自己制作5个机器人,3个用来灭火,2个踢足球。芯片一律使用ATMEGA16L，现在硬件已经基本完成，正在考虑设计程序。

我的思路如下：

1、灭火：输入部分：使用4个地面光感，用来检测房门白线，同时可以粗略校正机器人的方向；一个车轮编码（用T0进行计数，用以控制转弯以及检测运行距离）；8个火源检测，同时监视8个方位，以节省机器人转向的时间；5个避障开关，前、左前、右前、左后、右后；还有一个MIC输入，用声音来启动机器人；

输出部分：电机驱动采用L293D，4个端口控制两个电机的运行方向，T1使用8位PWM，由OC1A和OC1B分别控制两个电机的运行速度；一个声音输出端口，使蜂鸣器发声；一个灭火风扇电机驱动端口，当机器人确定正前方是火源时便启动灭火风扇进行灭火；



2、足球：输入部分：使用1个电子指南针，用来检测机器人的方位；使用2个超声波测距卡，用来检测前方和左侧的距离；8个光电检测，用来寻找足球；4个碰撞开关，用来避免碰撞；

输出部分：电机驱动采用L298N，4个端口控制两个电机的运行方向，T1使用8位PWM，由OC1A和OC1B分别控制两个电机的运行速度。



马老师以及各路高手能否给我点建议和意见，不胜感激！

HJJourAVR

再来详细解释一下:

  R0~R15  这低16个寄存器不能装载常数

  R16~R31 这高16个寄存器能做所有功能

  但其中的R26~R31 为X,Y.Z指针，很珍贵，不能乱用

  所以R16~R25都可以用作普通数据处理--------------相当于有10个51的ACC累加器



  而R16是第一个，用得最顺手，就默认成规了。

xzpmcu

hehe,马老师会不会到时候也贴答案呀！

tl590

怎么没人回答问题呢

我来说两个把

1 CMOS器件不能象TTL器件一样不用的脚可以悬空

否则将引入干扰,照成该引脚的电平不确定.所以应该接上拉或下拉电阻

如果RESTE悬空会造成电路复位不稳定

第二个问题涉及到驱动的问题,大部分的单片机的IO口在低电平时的驱动能力更强

所以电路应该设计成灌电流模式即低电平驱动要好.



小弟在此献丑了

不对之处请各位大虾指点

machao

9楼的解释非常正确。在AVR中，32个通用寄存器实际上功能还是有一些不同，在使用汇编时应特别注意。其中R16-R25功能更多一些，如可以装载立即数，完成乘法指令等。



    另外再谈谈如何学习单片机。我认为，最重要的是要学到如何发现问题后，自己能够去找到问题的所在，分析出出现问题的原因，从而去解决之的方法和习惯。

    以R16使用的问题为例，当我有疑问或发现问题是，我会首先自己动手，将程序中所有的R16换成R0试一下。此时你会发现编译的错误，知道出现在给R0赋值这句。这样你就会去（或再次）仔细看AVR的汇编指令，去找到R0和R16的区别，你就会进一步的总结和归纳出32个寄存器的特点了。

    我提倡这种学习态度，而不是先去问别人。因为当你自己开发设计产品时，会出现各种的问题，其原因可能出现在硬件上，也可能在软件上，最主要的还是要靠你自己的努力，学会自己思考、自己如何通过测试，去找出问题和解决方法。



     我提出的讨论题，更希望大家能通过自己的思考，经过讨论获得答案。如果直接给出答案，其意义就不大了。

machao

谢谢11楼。2个问题回答是正确的。



    再给出更深层次的资料参考：



    1。涉及到提高系统抗干扰和稳定问题的设计。点击此处打开armok0139970.pdf

其中有RESET脚的接法。

   

    2。更多关于使用AVR的I/O口大电流驱动时注意的事项（摘自器件手册）



*3. 虽然在稳定状态条件(非瞬态)下每个I/O端口都可以吸收比测试条件下更多的电流(20 mA，VCC = 5V 以及10 mA， VCC = 3V) ，

但是需要遵循以下要求：

PDIP 封装：

1] 所有端口的IOL 总和不能超过400 mA

2] 端口A0 - A7 的IOL 总和不能超过200 mA

3] 端口B0 - B7,C0 - C7, D0 - D7 与XTAL2 的IOL 总和不能超过300 mA

TQFP 与MLF 封装：

1] 所有端口的IOL 总和不能超过400 mA

2] 端口A0 - A7 的IOL 总和不能超过200 mA

3] 端口B0 - B4 的IOL 总和不能超过200 mA

4] 端口B3 - B7, XTAL2, D0 - D2 的IOL 总和不能超过200 mA

5] 端口D3 - D7 的IOL 总和不能超过200 mA

6] 端口C0 - C7 的IOL 总和不能超过200 mA

如果IOL 超出了测试条件， VOL 可能超过指标。不保证引脚可以吸收比列于此处的测试条件更大的电流。

*4. 虽然在稳定状态条件(非瞬态)下每个I/O端口都可以输出比测试条件下更多的电流(20 mA，VCC = 5V 以及10 mA， VCC = 3V) ，

但是需要遵循以下要求：

PDIP 封装：

1] 所有端口的IOH 总和不能超过400 mA

2] 端口 A0 - A7 的IOH 总和不能超过200 mA

3] 端口 B0 - B7,C0 - C7, D0 - D7 与 XTAL2 的IOH 总和不能超过 300 mA

TQFP 与MLF 封装：

1] 所有端口的IOH 总和不能超过400 mA

2] 端口 A0 - A7 的IOH 总和不能超过200 mA

3] 端口B0 - B4 的IOH 总和不能超过200 mA

4] 端口B3 - B7, XTAL2 与D0 - D2 的IOH 总和不能超过200 mA

5] 端口D3 - D7 的IOH 总和不能超过200 mA

6] 端口 C0 - C7 的IOH 总和不能超过200 mA。如果IOH 超出了测试条件，VOH 可能超过指标。不保证引脚可以输出比列于此

处的测试条件更大的电流。



    以上在实际设计系统时应该考虑和注意。
-----此内容被machao于2005-03-05,14:20:12编辑过

testcode

请教马老师，Atmega16的RESET应该有内置的上拉电阻见datasheet的英文版第36页，是否可以把R1省略呢?

machao

是可以把R1省到，但要提高抗干扰性，应该将RESET同VCC连接，见13楼的英文参考。



  我一般使用R1，这样在调试中，需要时用连线将RESET同GND短路一下，实现了手动的RESET。如果RESET直接连到VCC，就无法实现外部的RESET控制了。

testcode

谢谢马老师。很多问题，自己平时都只是胡囵吞枣的看过，老师提出后再查书。收益很多。谢谢!!

dengxihua

马老师您好：

我要用ATmega8的pwm输出控制220v～50Hz交流，怎么实现精确控制？用moc3063光耦，BTA16的可控硅。

uwinchen

像datasheet上的reset脚接法，好像不能人工手动复位哦，在电容旁边加个按钮问题不大吧？



还有他电源的滤波加入了一个电感，有必要吗？

tjww

给maochao老师找的bug



.include "m16def.inc" ;包括器件配置定义文件，不能缺少

.def temp1=r20 ;定义寄存器R21用临时变量名temp1代表



【tjww】这里面是R20，而非R21

machao

谢谢。这是笔误，上传的是初稿。但不能算BUG，因为程序没问题，只是解释出了问题。正确改正：



.include "m16def.inc" ;包括器件配置定义文件，不能缺少

.def temp1=r20        ;定义寄存器R20用临时变量名temp1代表





    欢迎继续指正。

chen

马老师：

我在AVR Studio中debug你的例子的时候，觉得运行的好慢！

我把ldi r16 197 中的延时参数197改为7后才看到PORTC.0一动一动的，

在调试的时候需要在AVR Studio中怎样设置才能跟真实情况一样呢？（我是指指令运行速度）

谢谢您的指导！

machao

你已经在掌握软件模拟的经验了。



   软件模拟不能达到硬件那样的速度，尤其是模拟延时程序。以本例来讲，正确的调试方式为：



   1.将延时参数197改为3，然后单步执行每一句语句，查看程序的逻辑对不对，能否正确运行，堆栈是如何工作的，SP指针如何变化，各个寄存器如何变化，PC的变化，RAM中数据的变化。这样即了解了AVR的工作原理，也了解程序设计的技巧（学别人的），或验证程序是否同自己想象的那样正确（自己编的），而且训练了如何熟练使用DEBUG（熟练使用工具也是很重要的一环）。



   2.验证了整个程序没有逻辑错误时，可以查看延时子程序的延时时间了。

    A。将延时参数由3改回197；

    B。在调用该子程序的语句上rcall delay设置一个断点；在接下来的一个语句上sbi portc,0设置第二个断点；

    C。全速运行程序；

    D。当程序在断点处第一次停下时，到查看Processor的选项中（打开该图标）找到Stop Watch，双击将其清另；

    E。从断点处继续全速运行程序；

    F。要等了，大约十几秒或几十秒后（看你的PC速度了，在我的机器上为45s），程序在第二个断点处停下；

    G。查看Processor的选项中的Stop Watch，它记录下调用子程序返回后的时间。



    由此验证了延时子程序的执行时间。调节延时参数，可以得到不同的延时时间，通过软件模拟可以精确的得到。这比使用在线实时仿真的手段要方便多了，而直接在目标板上运行，你也不能得到精确的时间。



    使用软件模拟，是现在调试技术的发展方向。当你了解和熟练掌握使用AVR Studio后，你的设计研发速度会提高，硬件系统和软件编程可以平行开展，当硬件完成了，你的软件也完成了60-70%。
-----此内容被machao于2005-03-17,02:19:00编辑过

machao

【2楼】的ynkmyfk，



   你的问题：



1。 ldi r16 197 ===》ldi r16,197

2。 ret ====> 去掉。 在CVAVR中，建立函数时自动加上了RET，不用你再加了。



    CVAVR中有延时程序，用此程序的目的只能在于学习如何将C和汇编混用。建议你看AVCVR中的HELP帮助，它给出了如何在CVAVR中使用汇编的介绍和例子。



    另外，作为进一步的学习，你能否写一个带参数的void delay(char t)函数，函数还是使用汇编。当调用时，delay(197)延时1s，改变参数，延时的时间不一样的。完成后贴上让大家学习，作为如何在CVAVR中使用汇编的参考？



   且当做老师的给你一个作业，你要完成的。



   学习过程是互动的，学习单片机更需要自己思考、消化和动手实践。我只能带带各位入门了，指个方向。碰到问题先要自己尝试着去解决的，象上面第一个BUG，应该能自己处理的，第2个问题可以问，但先看一下HELP的话自己也能解决了。



   实例一我出了10个问题，仅有一人回答了2个问题，其它沉入大海，有点悲哀了。
-----此内容被machao于2005-03-17,01:28:34编辑过

testcode

马老师:是否应该把

void delay(char t);

改为:

void delay_1s(unsigned char t)

不然delay(197)是负数。

先贴上我的作业，老师指教。



#pragma warn- // this will prevent warnings

void delay_1s(unsigned char t)

{#asm   

      ld  r16, y  

      delay:push r16

      del1:push r16

      del2:push r16

      del3:dec r16

      brne del3

      pop r16

      dec r16

      brne del2

      pop r16

      dec r16

      brne del1

      pop r16   

#endasm

}     

#pragma warn+ // enable warnings

machao

我偷懒了，在CVAVR中，缺省的定义char等同与unsigned char。不过使用unsigned char是标准的表示方法，应该提倡。



    另请你整理个贴子，仔细介绍如何在CVAVR中嵌入汇编？C和汇编之间的参数调用方法，以及注意点如何？

chen

马老师，不要悲哀，我也是做老师的，您的心情我能理解。在这里我也就是您的学生，

您的意见我们都虚心接受，其实您出的那些题目，我都仔细思考过，只不过在论坛上养成了

一些习惯：不懂的问题不会随便说，等着看别人是怎么答的；懂的，也只是在心里面衡量衡量，

算是自测。您出的问题思考性针对性很强，希望您一如既往的做下去！



我是初学者，说说吧：

1。R1让单片机更稳定，防止RESET受干扰而复位；

2。atmle系列单片机的端口输入电流一般为20mA左右，而输出电流要小一些，为10mA左右，

    如果直接驱动LED的话，现在的方式要好一些。（分别叫灌电流和拉电流是吗？）

3。R3的阻值应限制LED的电流在20mA以内。一般在200欧到600欧之内。（VCC=5V时，等实验板

   收到后，我要亲自调试测量）

4。考虑用达林顿管增大驱动电流。（步进电机了解一点，3相的需要占用三个端口吧？那么

   要设计三条独立的线路），如果电机更大，220/380，可以用光偶、继电器…………

5。查数据手册，手册上讲的详细，所以没仔细看。待收到实验板后，再小心翼翼的搞，反正有

   手册。

软件：

1。因为不同的芯片硬件资源不尽相同，为了便于阅读和移植，用通用的符号为各种资源（我想

  主要是“地址”类的吧？）做了定义，如果不要这一句，就要把M16DEF.INC中的全部内容复制

  过来，（但是想把这个程序移植到M8或其它芯片上，又得改不少东西了）

2。在“Program Files\Atmel\AVR Studio\Appnotes”里面，其他编译器里面也应该有吧？

3。在M16DEF.INC文件中有“.equ        RAMEND            =$45F”从字面上看是RAM的“结束地址”

   我不知到是最高还是最低，呵呵(您的注解让我看糊涂了)，值是$45F

4。在51里面没这么烦琐，没这么个步骤，我不知道作用，等会试试看

5。昨晚调试了的，今晚再按你的指点调试（设置断点）

chen

那四句是定义堆栈地址的吗？去掉那四句，程序执行到rcall delay 就出不来的，估计跟push和

pop有关，请马老师给我们讲讲，手里几乎没有这方面的书

chen

哎，我看书不仔细，在你的教程上讲了的(第2章18面)。我再看看……
-----此内容被chen于2005-03-17,23:04:59编辑过

greatsnows

2。LED的正端由I/O口控制，R3的一端接GND与现在的使用方式哪种好一些



答：看过一本书，说是有移植性好的有点。

machao

【26楼】chen 陈老师：

   昨天我贴上三章内容，您是第一个下载的。由于我看错了目录，第一次实际上我贴上的是2-3年之前的底稿。后来我马上发现了，立即将最新改的版本贴上了。请您核对一下，希望您看新的，因为它是按M16为主线介绍的，原来的以90S8515，早期的产品，许多功能不强。这也是我把底稿压了2-3年的原因之一。



   前三章主要是让大家对AVR的结构有个初步的认识，从基本知识、硬件结构、到指令系统做了基本的介绍，使大家有一定的基础进入下面的学习和实践。示例一的一些问题的答案，在这三章中大都有解答和介绍的。



   与51相比，AVR复杂，入门相对困难，但这是技术和实力的发展。我们使用的PC从8088发展到P4，软件从DOS发展到WINXP，INTEL和微软还在不断努力推新的东西，他们为什么不说P4比8088复杂，WINXP比DOS复杂，而躺在8080和DOS上不动呢。



    从某种意义上讲，我们学习使用单片机就是在做类似INTEL和微软的事情，因为单片机就是一块芯片，它没有任何的程序，我们是从零开始，构建一个专用的计算机系统。使用51能构建一台类似8088运行DOS的PC（当然它已经能满足许多的应用了），而使用AVR能构建一台类似P2运行WIN3x的PC。如果说AVR复杂，那么我们就不要谈使用32位的ARM去构建P4运行WINXP的PC了（不知道这样的比喻是否恰当）。



   您也是老师，没想到第一次的“作业”仅成为老师与老师之间的交流了，可见我们现在的教育“成果辉煌”。行，就当我们两个老师做表演吧：我扮演“老师”；您扮演“学生”，可我绝对不敢把您当做学生的，希望对我写的东西提出意见和建议。



  谢谢！

machao

dengxihua 邓细华：

   “用ATmega8的pwm输出控制220v～50Hz交流，怎么实现精确控制？用moc3063光耦，BTA16的可控硅”，这可是个研究生级的论文题目了。“精确控制”要达到什么要求？

mkzlovedamy

顶上

jasonli

mark，以后学习

god54188

软件的讨论：
    1。第一句语句的作用是什么（指INCLUDE）？不用可以吗？如果不用，程序的开始应该如何写
    2。M16DEF.INC文件在哪里，其内容是什么
    3。程序中的RAMEND代表什么，在本程序中它的值是多少？从哪里来的。
    4。
    .org $0000 ;上电复位启始地址
    rjmp reset ;转上电复位后的初始化程序执行
;中断向量区
    .org $002A ;跳过中断向量区
    reset:
    ldi r16,high(RAMEND) ;取内部RAM最高地址的高位字节
    out sph,r16 ;放入SP的高位
    ldi r16,low(RAMEND) ;取内部RAM最低地址的低位字节
    out spl,r16 ;放入SP的低位，SP中的值见器件配置文件“m16def.inc”

    以上语句的作用是什么，后4句不要可以吗

    5。仔细分析延时子程序的结构，运行情况，堆栈和堆栈指针的变化


1, 汇编的第一行.include "m128def.inc" 表示你这段程序运行在那个型号的AVR 上，不同的型号， 很多默认的变量是没有的。
RAMEND 所代表的值也不一样。

2，M16DEF.INC 简单的说就是名字对物理地址的翻译文件，相同的名字，对于不同的单片机，地址是不一样的。

3，RAMEND 就是RAM 的末端，也就是最高位地址，每个机型都不一样。M128 的是 0x10ff

4，根据芯片手册，未配置BOOT 熔丝位的芯片，上电第一句是从 0000 开始执行，但是中断向量标必须放在头部程序空间。（默认配置） 所以第一句是一个跳转指令，后面的4句是指定堆栈地址，是从RAM  最高位开始使用的，不写这个，你就不能用PUSH 了。

第5条没看例子，呵呵，马老师，我也是最近开始学 AVR  ， 一直都是用AVR STUDIO 的汇编在编写程序。我觉得用汇编，一个模块 一个模块的写，主意一下寄存器，不要冲突了，也是蛮好用的。