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AVR单片机综合开发板使用手册

文件版本：Vision 1.0 最后更新，2008-3-12

AVR开发板

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板载资源简介：

增强版AVR mega16/32开发板是AVR与虚拟仪器全新开发的一款AVR开发板，适应芯片AT90S8535，ATmega16，ATmega32。

本开发板拥有如下资源:

  1. 电源部分：在 12V 输入电压，开发板上提供高稳定的 3.3V、5V 和 12V 的电源，配有电源指示灯、极性保护电路及开关。同时板上有多个高频和低频的电源滤波电容。
  2. ISP下载接口：标准的 10PIN 的 ISP 下载接口，用于 AVR 程序的下载。
  3. JTAG仿真接口：JTAG在线仿真调试接口,使用 JTAGICE 进行在线调试。
  4. 芯片插座：PORTA、PORTB、PORTC、PORTD分别引出 32 个插座,JTAG&ISP、复位、晶振、电源引脚都直接链接与芯片连接。部分只能使用固定引脚的外部功能通过跳线连接，如串口，I2C，AT45DB041。
  5. 晶振复位电路：开发板提供一个 7.3728M 晶振以及一个晶振插槽，可由实验者自己选用。
  6. 扩展插槽：板上预留三条扩展槽，按照 Power、Control、Port、NC的格式进行预定义，其中Power提供3.3V、5V 和 12V 两种。扩展槽与扩展功能板兼容，可以实现其他的特殊功能扩展，完全兼容ATmega128 功能板。
  7. 串口：使用 MAX232 芯片作串口通讯控制，标准RS232接口。
  8. USB：采用 CP2102 实现USB转串口的功能。
  9. 4 位独立按键
  10. 4*4 矩阵键盘：16个按键可以接成4×4的矩阵键盘， Int中断接口，完全实现键盘中断扫描的要求。
  11. 18B20：温度传感器芯片。
  12. 24C01：外部扩展 EEPROM ，通过 I2C方式与单片机通讯。
  13. ADC：模数转换电路，其中接有多个可调电阻用于分压及测试。
  14. DAC：数模转换电路，通过PWM实现DA。
  15. 蜂鸣器：用一个PNP的三极管去控制的无源蜂鸣器，用于发出声音，程序报警或播放音乐。
  16. 5110：诺基亚5110液晶显示屏，可用于显示文字、图片和动画。
  17. 8*8点阵，使用HC164驱动。
  18. 4位七段数码管：四位一体集成数码管显示，采用动态扫描实现显示。
  19. 高驱动能力的I/O外接口：ULN2803 提供 8 路I/O接口，可以驱动步进电机。P521提供 4 路光耦电路。
  20. AT45DB041：外部 4M flash存储芯片，通过SPI与单片机通讯。
  21. 时钟芯片PCF8563,TWI接口，用于设计精确的电子时钟。

实验效果：

用AVR开发板进行实验的效果

AVR开发板

本开发板装箱清单

  1. 调试好的开发板1块
  2. 并口ISP下载线1条
  3. 直流12V电源1个
  4. 串口延长线1条
  5. 优质USB线1条
  6. 使用说明书1本
  7. 程序范例和资料光盘1张
  8. 实验连接线40条

包装实物图：

AVR开发板包装图

开发板各部分功能检测

测试包括本开发板所有硬件，通过测试，你可以确保你拿到的是一块完好的开发板，并且可以充分了解开发板上的资源。

以下测试均为硬件测试，不用任何软件，测试工具为电源和跳线

  1. 装箱物品检查

打开包装，查看以下配件是否齐全。

  1. 调试好的开发板1块
  2. 并口ISP下载线1条
  3. 直流5V电源1个
  4. 串口延长线1条
  5. 优质USB线1条
  6. 使用说明书1本
  7. 程序范例和资料光盘1张
  8. 实验连接线40条

2、开发板检测

连接电源，打开开关（向下为开），可以看到开关旁边的电源工作指示灯亮，5110液晶的背光灯亮。 插上电源旁边的跳线，插左边为3.3V，插右边为5V，此时芯片开始工作。

3、测试8位LED

拿出一条连接线，一头接左下角的GND，一头依次接LED的插座LED0~LED7，可以看到led亮。

4、测试蜂鸣器状态

用一条连接线，一头接左下角的VCC，一头接蜂鸣器旁边的SPK插座，可以听到蜂鸣器持续发声，本蜂鸣器是有源蜂鸣器。

5、测试独立按键状态

用一条连接线，一头接任意一个LED，另一头接独立按键的插座，按下按键，可以看到LED亮。说明：独立按键电路里面加了限流电阻，所以此时led的亮度会不如接GND的亮度高，属正常状态。

6、测试七段数码管

先用四条连接线把七段数码管的ABCD与5V连接，再用一条连线一头接5V，另一头依次连接a、b、c、d、e、f、dp，可以看到七段数码管对应的段亮。说明：为了提高7段数码管的亮度，这里采用了三极管驱动，所以，ABCD和a、b、c、d、e、f、dp都为高时数码管亮。

7、测试8*8点阵

先用一条线把A/B CLK两个插座连起来，然后再用一条连线一头接GND，一头分别接(R1--R8)，可以看到8*8点阵的列从左至右依次亮。说明：为了节省IO口，8*8点阵采用了HC164作驱动。

8、测试矩阵键盘和中断接口

此测试用到9条连接线，R1~R4接GND，C1~C4接LED0～LED3，INT接LED4，当任何一个键按下时，INT对应的LED4都会亮，列对应的LED也会亮，例如按下0键，则LED0和LED4亮；同时按下0和1键则LED0、LED1和LED4都亮。

以下的测试需要使用计算机和其他外部工具以及软件，测试工具：串口延长线，USB连接线，串口调试助手软件，cp2102芯片驱动程。

9、max232的测试

用串口通讯线缆把PC的串口和开发板的串口连接，用跳线把JP4的1和1右边的插座连接，如下图。

跳线连接示意图

打开光盘工具中的chuankou.exe，选择好你对应的串口，打开串口，然后点击手动发送，你可以看到你发送的内容在接收区出现，这说明max232正常工作，如下图。

跳线连接示意图

保持串口线连接，为下一个测试使用。

10、USB转串口芯片cp2102测试

按下图所示方式连接跳线JP4，这样连接的目的是测试USB芯片的工作情况。

跳线连接示意图

用USB连接线把PC的USB口和开发板的USB口连接，这时候PC上出现找到新硬件向导。先把CP2101的驱动文件释放到一个文件夹里面，然后按照提示安装驱动程序，USB驱动程序在光盘的产品驱动程序目录下的CP210x_VCP_Win2K_XP.zip，需要其他平台下的驱动，请到新华龙公司下载，http://www.xhl.com.cn/download.asp 。

驱动安装完成后，测试方法和第9项max232的测试方法相同，这里需要注意，串口号是计算机分配的，如果你有COM1和COM2，这个串口号可能会是COM3或者其他，你可以通过资源管理器来查看，右键我的电脑—>管理—>设备管理器—>端口（COM和LPT），如下图

7

你可以更改串口号，更改方法，右键点击—>属性—>端口设置—>高级，如下图

8

装好驱动之后，CP2102的使用方法与普通串口相同。

9

 

以下测试JTAG调试接口和ISP下载接口，测试工具：JTAG仿真器，ISP下载器（以上两项可以使用本站的JTAG&ISP 二合一 v2.5或者JTAG&ISP 二合一 v3.0完成），AVR程序下载软件。

11、JTAG仿真接口

关于JTAG接口，这里不再叙述，JTAG在线仿真调试请参考，AVR JTAG仿真快速入门：http://www.avrvi.com/start/guide_avr_studio_debug_quick_start.html

12、ISP下载接口

关于ISP接口，这里不再叙述，ISP程序下载请参考，AVR ISP程序下载快速入门：http://www.avrvi.com/start/guide_avr_studio_debug_quick_start.html

以下的测试已经不属于硬件测试的范畴，需要单片机的程序和硬件连接配合进行，请参考源程序对应文件夹下的说明。

13、AT45db041 flash存储

14、18B20

15、24C01

16、NOKIA5110

以下的测试需要用到万用表和示波器或其他外围电路。

17、AD转换电路

18、DA电路

19、通用接口

4个中断脚(INT~INT4)，扩展外部中断；8个外部输出脚（INT1~INT8），通过2803驱动，获得更大驱动能力；18B20接口（VCC，1-WIRE，GND），用于外接18B20芯片；DA输出接口（VCC，DAC1，DAC2，GND），用于PWM外部输出；ADC输入接口（ADC1，ADC2，GND），外部AD转换输入口。

以下是无须用户测试的接口

20、插座引脚

21、扩展插槽

22、复位电路

23、晶振电路


板上跳线使用说明

本开发板上共有跳线12处，用JP1～JP12标明，各跳线的位置如下图，你可以在光盘的工具目录下获得更清晰的图片。

10
  1. JP1 电源选择
    JP1的1和2短接，使用3.3V电源；2和3短接，使用5V电源。
  2. JP2 晶振悬着
    JP2的1和2短接，使用板载的7.3728M晶振，2和3短接，使用你在下面的插座上接的晶振。
  3. JP3 AD转换的参考电压选择
    JP3的1和2短接，使用RV1在电路中分得的电压作为参考源，2和3短接，AREF与AVCC连接。
  4. JP4 串行通讯口选择
    JP4的1和2短接，使用RS-232通讯，2和3短接，使用你USB转串口芯片CP2102通讯。
  5. JP5 时钟使用选择
    JP5的两条跳线短接时，时时钟与PC6和PC7连接，JP5不短接时，实时钟不接入电路。
  6. JP6 DA输出电路选择
    7. JP6的跳线中的一条或两条短接时，对应的PD4和PD5连接到，OC1B和OC1A连接到PWM做DA输出的电路；不短接时OC1B和OC1A不接入DA电路。（请参看勘误1）
  7. JP7 AD转换模拟输入选择
    JP7的1和2短接，用于AD转换输入；2和3短接，用于模拟比较器输入。
  8. JP8 AD转换的参考电压选择
    JP8的1和2短接，用于AD转换输入；2和3短接，用于模拟比较器输入。
  9. JP9 AD转换电路选择
    JP9的两条跳线短接时，AD转换电路分别与PA0(ADC0)和PA1(ADC1)连接；跳线不短接时，AD转换电路闲置。
  10. JP10 SPI通讯与ISP接口选择
    JP10的所有跳线连接时，芯片的MISO、SCK、MOSI和PB3与AT45DB041 Flash存储芯片连接；跳线不短接时，MISO、SCK、MOSI用于ISP下载接口。
  11. JP11 驱动芯片ULN2803L的供电选择
    JP11的1和2短接，ULN2803L使用VCC供电；2和3短接，ULN2803L使用VDD供电。
  12. JP12 IIC通讯24c01 EEPROM扩展选择
    当JP12的两条跳线短接时，I2C的引脚PC0(SDA)和PC1(SCL)与外部EEPROM连接；当JP12断开时，24c01闲置。

实验项目:

  1. LED闪烁与跑马灯
  2. 7段数码管
  3. 独立键盘
  4. 点阵
  5. 锋鸣器
  6. 8×8led
  7. 矩阵键盘
  8. 定时器
  9. EEPROM
  10. 看门狗
  11. 外部中断
  12. 串口
  13. USB
  14. AD
  15. DA
  16. 模拟比较器
  17. 定时器实验
  18. PWM
  19. 实时钟使用
  20. Boot loader
  21. DS18B20
  22. 5110
  23. SPI AT45DB041
  24. IIC 24C01
  25. IIC PCF8563
  26. 我们为本实验的每个硬件模块设计了例子程序，具体内容将在光盘中给出。

AVR开发板例程目录

我们提供模块化程序，也提供简单的学习程序，通过这个例子看看我们能提供怎样的程序：http://bbs.avrvi.com/read-htm-tid-6676.html


应广大客户要求，购买开发板提供的例程丰富程度远多于网站能提供的例程，不过，如果您不能购买本开发板，仍然可以看到比较老版本的一些教程，请访问专业支持论坛查看，部分公开的例程，对你仍有极大的参考价值。

开发板常见问题


1、问：为什么不使用自锁紧插座？

答： 这款开发板和普通的开发板不同，他不需要频繁的起拔芯片，而是通过ISP和JTAG接口进行烧录程序和调试。
  我们使用的插座是军工级的圆孔插座，质量非常好，接触紧密，插拔次数上万次，而国产的自锁紧插座经常会出现接触不好的情况。

2、问：为什么没有在板子上加很多的LED和七段数码管。

答：开发板上提供了8个LED，和一个四位的七段数码管，足够检测一个端口的状态和普通的数字显示。部分小的开发板上会放有16个LED，2个四位的七段数码管，以此为吸引客户的卖点。其实这是一种浪费行为，真正的产品中谁会用16个IO口控制LED来做跑马灯，谁会用8位七段数码管来显示01234567。对于开发者来说，8个LED和一个四位的七段数码管已经足够，只有学生级的开发板才会用这种元件的堆积来让人感觉板上东西很多。
有的开发板上有74系列的芯片，但是74系列的芯片随便用个万用板搭个电路就可以验证，如果把这些也做到开发板上，我们认为这确实是一种浪费，学生级的小板子才做这样的事情。

我们的开发板上不做这种简单器件的堆砌，我们有的是特殊的真正对开发有用的芯片，AT45DB041，24C01等。


3、问：为什么板上看起来很稀疏？

答:本开发板全部采用贴片元件，并且不需要用的器件都在开发板的背面，只有显示、按键、跳线、插座等才放到正面。开发板对每个器件的位置都进行了优化选择处理，并且充分考虑人体工程学，各个元器件的连接座的位置以及占用的空间都是经过多次实验多次改版确定下来的，已经做到空间利用率和叠插方便的最优化。

4、问：板上为什么没有常用LCD的接口？

答：其实稍微有一点单片机基础的人就知道，液晶的使用，稍微用点心，焊一排线接出来即可，用插针直接插上LCD的方式并不安全实用。本开发板提供了三条扩展槽，以及全开放的IO口插座，可以方便的把液晶与我们的开发板连起来。
另外，我们会专门做一个液晶显示的子模块，板上会有所有常用液晶的接口，并且提供模块化的程序，工程师花几百元买个板子，可以省去写液晶程序的一周甚至更长时间。

5、问：为什么不做51和AVR切换的开发板？

答：可以用于51又可以用于AVR的开发板，都是学生级的，没有谁会在产品开发中一边用51，一边用AVR，既然你选择了AVR，你应该知道AVR的优异性能，远远超出51。做就做最专业的，精一门比了解很多更重要，如果在开发板上既做51有做AVR，没有实际意义，只会增加系统的不稳定性。如果你真的要用51，请不要考虑这个开发板。

6、开发板左上角的插槽是干什么用的？

答：这是我们开发板的扩展槽，根据我们的规则定义的一组连线，我们会陆续开发一系列的开发板扩展板，如：OSD视频叠加板，显示板（包含各种常用液晶），存储板，网络板（TCP/IP，单片机上网），运动控制板，MP3板等。

7、为什么使用叠插头连接？

答：独特的叠插头设计，单片机的资源真正完全开放，并且可以一个点连多条线，这是杜邦头无法做到的，在开发一些程序需要共用IO口时显得非常有意义。

本开发板使用的叠插头和座都是镀金的，质量可靠，可以接受十万次的插拔，这能保证开发板的使用时间，一次投入，终生使用，当然，这些插头给开发板增加了不少成本。

8、问：为什么开发板显得有些贵？

答:买开发板买的是技术与服务而不少简单的元器件堆砌，这个抄板盛行的年代，学过半年单片机的人就可以做开发板，但是开发板做得怎么样就无从得知了。我们这款开发板是由有八年电子产品设计的资深工程师设计，至今已经经历了四次改版，我们对开发板的要求是精益求精，最后一次改版，仅仅是因为一个标号错误。

买开发板的目的是，更快更好的学好单片机，最快的速度开发出产品，挣客户的钱。我们力求做到双赢，而不是只是我们挣一点钱就完，把我们的客户扔在一边。

开发板的费用是一部分器件费用，一部分技术与服务费用，相信购买开发板的人，不希望买了开发板后遇到问题无法解决，但是你不得不相信一个事实，如果你去购买一个低价的开发板（比如那种连个自己的网站都没有的Diy作品），有可能在一个星期后你的技术水平就比作者还高了，何谈提供支持呢。

我们有自己的网站服务器，光网站的投入一年就是一万元，双线机房托管，在提高服务质量的同时，我们的成本也在增加。

为什么IBM的笔记本比神舟的贵那么多，买的人还是那么多，原因很简单，IBM的性能好，服务好，人们看到的是他优异的性能，看不到的是工程师对产品精益求精的态度。
 
如果你仍然觉得我们的开发板不值这么多钱，请选择我们的最小系统板。


如果你是一名精明的工程师，你会选择专业的，功能全面的，支持和服务质量高的开发板。

AVR开发板

修正：

1、开发板V3.2上DAC区的PD6（在PD5上方）应该为PD4，PD4为OC1B，PD5为OC1A。 -- 2007-4-17


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