基于单片机的ATM流通币清分设计

辽宁科技大学毕业设计 论文 第 1 页 第 1 章 绪 论 清分机是一种高端金融机具产品 于 20 世纪 90 年代中期进入我国 又称为钞票 清分机 现金清分机 货币清分机 纸币 钞票 现金 货币 分选机 是一种专门 用来清点 分选纸币的金融机具 1 1 课题背景 四大国有商业银行是大陆金融业的主体 也是大陆经济发展的主要资金供应者 纸币处理量巨大 近几年来 为更好地贯彻执行人民银行颁布的 人民币 七成新 清分标准 不宜流通人民币挑剔标准 和加强残损人民币回收工作 提高现金处理 效率 降低处理成本 实现竞争优势 同时也为满足银行自动取款 ATM 及其他自助服 务设备配钞的需要 中国工商银行 建设银行 农业银行及中国银行等四大商业银行 在现金处理方面结合自身情况 引进国外先进的解决方案 加大集中清分力度 提高 机械化清分比例 较大程度上推动了纸币清分机的应用普及度 四大商业银行清分机使用部门对于清分机的需求类型 主要受现金日处理量和历 史配套机型决定 四大商业银行清分机使用部门需求何种清分机 小型机或中型机 主要由两个因素决定 第一 清分中心现金日处理量 调查获悉 中行应用中型机较 少 农行不用中型清分机 主要是由于其各现金清分中心日处理量小 一般配置小型 机就能满足日常工作需要 第二 清分机历史配套机型 由于习惯原因 清分中心的 工作人员一般不喜欢经常更换使用机型 在熟悉某种机型之后 如果该机器性能不错 再次采购该机型的可能性非常大 因此 各需求部门之前配套的机型使用状况会直接 影响之后采购机型 在中国流通中钞票残损占比大 对钞票的整点 挑剔 分版等工作 对于各商业 银行都是个棘手的问题 四大商业银行目前仍有相当比例的现钞整点挑剔工作仍然主 要依靠繁重的手工操作进行 劳动强度大 但由于目前清分机在防伪检测 残币检测 缺角检测 油墨检测 清分速度等功能上不同程度仍存在或多或少缺陷 部分工序仍 然需要借助人工进行复点和核实工作 因此短期内机械清分比例难以更大程度提高 清分机 包括中型清分机 应用受到一定的制约 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 2 页 1 2 本问设计主要工作 目前银行对清分几的类型需求趋向于小行清分机 小型清分机相对与中 大型结 构上紧凑所以设计要求上就严格 本文针对清分机的清分速度进行设计 因为中国的流通币残损占比大 在无形中 对清分机的速度有很大的影响 所以在分钞时对清分机的机械上有很高的要求 在清 分机的设计上纸币通过鉴伪机构鉴别后通过系统对纸币的要求将分到不同的仓内 在 分仓过程中由于设计小巧就要求内部机械结果调试的很精确 否则对中国的纸币而言 会造成卡钞现象进而影响清分机的速度 所以最关键的部件就是拨叉 而我们做的就 是对控制拨叉运动的系统 我们在这次项目中应用的 AVR 单片机是很新颖的一种 它不仅价格低廉 可以节 省很多开发费用 而且内部存储器的擦写可达到 10000 次以上 不会产生报废品 这 里利用 AVR 单片机完成对旋转磁铁的控制实现 ATM 币在清分机中的分配 通过自制的 ISP 下载线与电脑之间的链接 将电脑中的程序文件输入到单片机中 实现分配 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 3 页 第 2 章 清分机功能 清分机 具有清分 整理 鉴伪 计数计值四大功能 2 1 清分功能 能够进行 ATM 配钞清分 流通币新旧清分 面值清分 版 别清分 残损币清分 包括脏污 胶条 折角 缺角 孔洞等清分 1 条件清分 分单 双面值 即对流通币的新旧 挑残 2 整理清分 即将一种币种的4 个面进行清分 一次完成规整为一个面 3 面值清分 分版 分年版 混版 4 混点清分 即将混合的不同面值进行归类清分并有计数功能 2 2 整理功能 能够对钱币正反面 正反向的整理 通过整理可实现钱币的同 一面向和同一方向 2 3 鉴伪功能 能够准确识别假币和变造币 通过UV 紫外光传感器 IR 红 外线传感器 MG 磁性传感器 光学 测厚等全新智能鉴伪技术综合应用 能够快 速解决新版扩充及对防伪技术更新的问题 可满足用户多样性的需求 2 4 计数计值功能 能够快速 准确的计数计值 随着图像采集和识别技术的发展 它已经成为提高当前纸币清分机清分能力的重 要手段 图像采集和识别技术主要实现纸币的面额 版本 面向及新旧残缺清分 要求 具有实时 高速以及高可靠性 针对纸币清分机的特点 基于数字图像处理 模式识别 以及数字信号处理等先进理论 结合当今在相应领域的最新发展应用技术 采用 DSP 与 FPGA 作为清分机图像处理子系统的硬件结构 使整个系统的灵活性和实时性得以提高 中国清分机将打开中国通向世界尖端领域的又一扇窗 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 4 页 第 3 章 系统设计构思 3 1 设计要求 1 进入主仓要求下拨叉一位 2 进入副仓要求上拨叉一位 下拨叉二位 3 进入退币仓要求上拨叉二位 下拨叉二位 3 2 上拨叉与下拨叉工作原理 纸币通过 鉴伪判定 分仓光控信息 主控板控制信号 驱动板 旋转磁铁 拨 叉 分仓 3 3 模块方案与简介 3 3 1 鉴伪模块简介 清分机的鉴伪功能UV 紫外光传感器 IR 红外线传感器 MG 磁性传感器 光学在我们的设计中属于上仓机构 测厚为单独的测后机构 电器功能 红外与荧光 测纸质 同步 与码盘配合测纸宽 小磁头 测磁性油墨 大磁头 测安全线 图象传感器 测尺寸 新旧 孔洞等 测厚 胶条 折角等 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 5 页 3 3 2 控制器模块简介 采用 Atmel 公司的 ATmega16L 单片机作为主控制器 ATmega16L 单片机的特点是 16K 字节的系统内可编程 Flash 具有同时读写的能力 既 RWW 512 字节 EEPROM 1K 字节 SRAM 32 个通用 I O 口接线 32 个通用工作寄存器 用于边界扫描的 JTAG 接口 支持派内内调试与编程 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 的 ADC 具有片内振荡器的可编程看门狗顶时器 一个 SPI 串行接口 以及六个可以通过软件进行选择的省电模式 工作于空闲模式的 CPU 停止工作 而 USARP 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 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 端口介绍 1 端口 A 作为 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 被外部电路拉低时将输出电流 在复位过程中 即使系统时针还未起振 端口 A 处于 高阻状态 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 6 页 端 A 第二功能 如表 3 1 所示 表表 3 13 1 端口端口 A A 第二功能第二功能 2 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 即使系统时针还未起振 端口 B 处 于高阻状态 端口 B 第二功能 如表 3 2 所示 表表 3 23 2 端口端口 B B 第二功能第二功能 3 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 在复位过程中 即使系统时针还未起振 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 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 7 页 PC2 TCK 的上拉电阻被激活 端口 C 第二功能 如表 3 3 所示 表表 3 33 3 端口端口 C C 第二功能第二功能 4 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 端口被 外部电路拉低时将输出电流 在复位过程中 即使系统时针还未起振 端口 D 处于高 阻状态 端口 D 第二功能 如表 3 4 所示 表表 3 43 4 端口端口 D D 第二功能第二功能 5 复位输入引脚 持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位 持续时间小 于门限时间的脉冲不能保证可靠复位 6 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端 7 反向振荡放大器输出端 8 AVCC 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 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 8 页 用 ADC 时应通过一个低通滤波器与 VCC 连接 9 ATmega16L 引脚示意图 如图 3 5 所示 图图 3 53 5 ATmega16LATmega16L 引脚示意图引脚示意图 3 3 3 仓机械模块简介 如图 3 6 所示 底步仓为主仓 主要盛放 ATM 流通币 中间仓为副仓主要盛放普通流通币 最上面仓为退币仓主要盛放残损币 拨叉位于主 副仓之间 图图 3 63 6 仓示意图仓示意图 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 9 页 3 43 4 最终方案最终方案 经过反复论证 我们最终确定了如下方案 1 旋转磁铁 2 个 上 下拨叉各一个 已经在机器上调整好位置 2 采用 ATmega16L 单片机作为主控制器控制磁铁的旋转方向 3 负载线 4 条 分别连接驱动板与旋转磁铁控制其一 二位 系统的结构框图 如图 3 7 所示 a a 驱动电路板 驱动电路板 b b 旋转磁铁旋转磁铁 c c 负载线负载线 图图 3 73 7 结构框图结构框图 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 10 页 第 4 章 硬件实现及单元电路设计 4 1 驱动板电路的设计 旋转磁铁控制电路部分 SL DIY08 16 单片机开发实验器的电路原理图 如图 4 1 所示 a a b b c d 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 11 页 e f g 图图 4 14 1 电路原理电路原理 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 12 页 4 2 外部电路的设计 驱动板电路单片机器件布置图如图 如图 4 2 所示 图图 4 24 2 驱动板电路单片机器件布置驱动板电路单片机器件布置 具体的连接方法如下 J2 是 ISP 下载接口插座 自己 C 语言编程下载使用 CZ1 是电源插座 外接 4 节 5 号 2A 充电电池 作 5V 档 或外接 4 节 5 号 2A 普通电 池 作 6V 档 或外接 5V 直流稳压电源 调试时使用 K1 是电源开关 开关拨到 ON 为开电源 开关拨到 OFF 为关电源 GND 是连接到电源的接地端 Mega16 的 PB0 PB1 连接的是上旋转磁铁 一 二位 PC1 和 PC0 分别连接的是 下旋转磁铁 一 二位 JD5 短路块插座 选择 5V 还是 6V 电源 外接 5V 直流稳压电源时 4 节 5 号 2A 以上充电电池 1 2V 节 时 短路块插在 5V 的位置 外接 4 节 5 号 2A 以上普通电池 1 5V 节 时 短路块一定要插在 6V 位置 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 13 页 4 3 ISP 下载线的设计制作 将代码写入 AVR 芯片一般使用并行烧写器和 ISP 下载线两种 由于 ISP 下载线可 以在线编程 所以使用很方便 而我们使用的是并 口 ISP 下载线 并口 ISP 下载线 最大优点就是价钱便宜 结构简单 制作容易 ISP 下载接口 不需要任何的外围零件 使用双排 2 5 插座 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 电路图如图 4 3 所示 原理图如图 4 4 所示 图图 4 34 3 ISPISP 下载线电路下载线电路 图图 4 44 4 AVRAVR 并口并口 ISPISP 下载线电原理图下载线电原理图 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 14 页 第 5 章 编程文件 5 1 编程目的 通过鉴伪机构鉴别出的纸币 达到所设定 ATM 反正新旧等级门限进入主仓 要求 下拨叉为一位 没达到要求但没有损伤的纸币进入副仓 要求上拨叉为一位并且下拨 叉为二位 若两者都没达到要求或检测出为假币就进入退币仓 要求上拨叉为二位并 且下拨叉为二位 在这里拨叉一 二位的调换通过控制旋转磁铁的极性来达到要求 本实用新型涉及纸币清分机上用于输出转矩的装置 具体地说是一种应用于纸币 清分机上的双向旋转磁铁机构 包括上盖 底壳 输出轴 磁铁镶块及永磁铁 上盖 罩在底壳上 两者形成一空间 上盖及底壳上开有同心孔 输出轴通过轴套经同心孔 插接在上盖及底壳上 输出轴位于上盖与底壳所形成空间内的一段上 套有磁铁镶块 其与两端的轴套相抵接 输出轴与磁铁镶块联动 在磁铁镶块上安装有永磁铁 上盖 与底壳相对的两内表面上均设有线圈架 磁铁镶块安装永磁铁的部分位于上盖的线圈 架与底壳的线圈架之间 在底壳的下端设有控制板 线圈架上的引出导线通过控制板 焊接在其表面上 本实用新型结构简单 紧凑 易拆装 输出轴旋转速度快 引用 一种应用于纸币清分机上的双向旋转磁铁机构 申请号 专利号 200620091935 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 15 页 5 2 硬件调整 1 检查拨叉本身是否损坏或变形 换位顺畅 2 下拨叉在二位时 其下尖端与拨叉处后拖板间距为 8 3 8 5mm 3 上拨叉在一位时 其下尖端应底于拨叉处后拖板上的槽孔 3 5mm 4 旋转磁铁在固定片槽孔内摆动量 3 2 3 3mm 5 两个旋转磁铁摆动量上下不超过 30 度 6 拨叉轴轴向串动量 3 5 3 8mm 7 接套与开口挡圈的间距 3 3 3 5mm 8 旋转磁铁供电正常 硬件调整讲究的是精确 不仅元件本身与其相关的部位 部件都要达到精确的调整 其他部位的调整与本文不关在这里忽略不讲 鉴伪部分功能在前文有提到在这里简单介绍一下 红外与荧光 测纸质 同步 与码盘配合测纸宽 小磁头 测磁性油墨 大磁头 测安全线 图象传感器 测尺寸 新旧 孔洞等 测厚 胶条 折角等 鉴伪部分通过各自的传感器将得到的纸币信息转至主板 主板通过判断信息将得出 的结果信号发给驱动板进而对负载进行控制 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 16 页 5 3 软件编程 include include 5 3 1 主体编程 void main void DDRA 0 xff PORTA 0 xff DDRB 0 xff PORTB 0 xff DDRC 0 xff PORTC 0 xff DDRD 0 xff PORTD 0 xff while 1 5 3 2 主仓编程 PORTA 0 x01 delay ms 200 PORTA 0 x02 delay ms 200 PORTA 0 x01 delay ms 200 PORTA 0 x02 delay ms 200 PORTA 0 x01 delay ms 200 PORTA 0 x02 delay ms 200 PORTA 0 x01 delay ms 200 PORTA 0 x02 delay ms 200 PORTA 0 x00 delay ms 200 PORTA 0 x00 delay ms 200 PORTC 0 x01 delay ms 400 PORTC 0 x02 delay ms 100 PORTC 0 x01 delay ms 400 PORTC 0 x02 delay ms 300 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 17 页 PORTC 0 x01 delay ms 400 PORTC 0 x02 delay ms 100 PORTC 0 x01 delay ms 400 PORTC 0 x02 delay ms 300 PORTC 0 x00 delay ms 300 PORTC 0 x00 delay ms 300 PORTB 0 x02 delay ms 285 PORTB 0 x01 delay ms 100 PORTB 0 x02 delay ms 285 PORTB 0 x01 delay ms 100 PORTB 0 x02 delay ms 285 PORTB 0 x01 delay ms 100 PORTB 0 x02 delay ms 285 PORTB 0 x01 delay ms 100 PORTB 0 x00 delay ms 100 PORTB 0 x00 delay ms 100 5 3 3 副仓编程 PORTD 0 x50 delay ms 1000 PORTD 0 x60 delay ms 1000 PORTD 0 x90 delay ms 1000 PORTD 0 xA0 delay ms 1000 PORTD 0 x00 delay ms 1000 PORTD 0 x00 delay ms 10000 include include void port 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 18 页 5 3 4 退币仓编程 DDRA 0 xff PORTA 0 xff DDRB 0 xff PORTB 0 xff DDRC 0 xff PORTC 0 xff DDRD 0 xff PORTD 0 xff void hand unsigned char i switch i case 1 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 break case 2 PORTD 0 x50 PORTA 0 x02 break case 3 PORTD 0 x50 PORTC 0 x01 break case 4 PORTD 0 x50 PORTC 0 x02 break case 5 PORTD 0 x50 PORTB 0 x02 break case 6 PORTD 0 x50 PORTB 0 x01 break case 7 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTC 0 x01 break case 8 PORTD 0 x08 PORTA 0 x01 PORTC 0 x02 break case 9 PORTD 0 x50 PORTA 0 x02 PORTC 0 x01 break case 10 PORTD 0 x50 PORTA 0 x02 PORTC 0 x02 break case 11 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTB 0 x02 break case 12 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTB 0 x01 break case 13 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTB 0 x02 break case 14 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTB 0 x01 break case 15 PORTD 0 x50 PORTA 0 x01 PORTC 0 x01 PORTB 0 x02 break case 16 PORTD 0 x50 PORTA 0 x02 PORTC 0 x02 PORTB 0 x01 break default break 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 19 页 void main void unsigned char i port while 1 i 15 hand i delay ms 300 i 16 hand i delay ms 200 PORTD 0 xA0 delay ms 500 PORTA 0 x01 delay ms 200 PORTA 0 x02 delay ms 200 PORTC 0 x01 delay ms 400 PORTC 0 x02 delay ms 100 PORTB 0 x02 delay ms 285 PORTB 0 x01 delay ms 100 PORTD 0 x50 delay ms 200 PORTD 0 xA0 delay ms 200 PORTD 0 x60 delay ms 200 PORTD 0 x90 delay ms 200 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 20 页 结 论 我做的仅仅是通过单片机控制负载工作 能使拨叉顺畅的完成要求 但是单片机的 精华与核心在鉴伪 清分的速度与流畅 罗皓斐 潘双夏两位学者针对现有清分机存在 的清分速度不高和清分效果不理想的缺陷 提出了基于 DSC 25 芯片 ARM DSP 双核芯片 的快速图像扫描和高速图像处理的并行系统结构 研究了有利于提高图像处理速度的 并行处理算法及图像处理核心算法的实现策略 并在自主研发的清分机平台上进行了有 效的验证 现在中国已经打破了德 美 日 英四国纸币清分机的行业垄断 在国民的自主 研发或科研都有很大的成果 中国的清分机市场会更加美好 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 21 页 致 谢 首先 感谢我的指导教师徐少川老师 论文是在他的精心指导下完成的 导师渊 博的专业知识 严谨的治学态度 精益求精的工作作风 诲人不倦的高尚师德 严以 律己 宽以待人的崇高风范 朴实无华 平易近人的人格魅力对我影响深远 不仅使 我树立了远大的学术目标 掌握了基本的研究方法 还使我明白了待人接物与为人处 世的道理 本论文从选题到完成 每一步都是在老师的指导下完成的 倾注了老师的 大量心血 在此 谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢 在撰写论文的不同阶段 徐老师时刻关注论文的进展情况 提出许多可取建议 开拓我的思路 并进行了认真 的审核 其次 感谢校领导对我的关爱和教导让我在阳光下健康茁壮的成长 最后 感谢四年的科大时光 千山的浪漫和纯真 深夜看球的泪水与欢颜 动漫 时空里的感动和勇气 寒暑假往返时 8 路汽车拥挤空间里的笑声 感谢大学给我丰富 的情感经历 谨以此文献给抚养我 20 载的父亲 母亲和我光明的未来 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 22 页 参考文献 1 沈文 AVR 单片机 C 语言开发入门指导 M 北京 清华大学出版社 2003 2 李正军 计算机控制系统 M 北京 机械工业出版社 2005 3 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 M 北京 高等教育出版社 2003 4 高峰 单片微型计算机原理与接口技术 M 北京 科学出版社 2003 5 马忠梅等 单片机的 C 语言应用设计 M 北京 北京航空航大学出版社 1984 6 罗亚非等 凌阳 16 位单片机应用基础 M 北京 北京航空航天大学出版社 2003 7 Myke Predko 智能电子制作 D 科学出版社 2007 8 21IC 中国电子网 Z 9 万方数据资源统一服务系统 Z 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 23 页 附录附录 Introduction to Atmega16 L The ATmega16 is a low power CMOS 8 bit microcontroller based on the AVR enhancedRISC architecture By executing powerful instructions in a single clock cycle theATmega16 achieves throughputs approaching 1 MIPS per MHz allowing the systemdesigner to optimize power consumption versus processing speed The AVR core combines a rich instruction set with 32 general purpose working registers All the 32 registers are directly connected to the Arithmetic Logic Unit ALU allowingtwo independent registers to be accessed in one single instruction executed in one clockcycle The resulting architecture is more code efficient while achieving throughputs up toten times faster than conventional CISC microcontrollers The ATmega16 provides the following features 16K bytes of In System ProgrammableFlash Program memory with Read While Write capabilities 512 bytes EEPROM 1Kbyte SRAM 32 general purpose I O lines 32 general purpose working registers aJTAG interface for Boundary scan On chip Debugging support and programming threeflexible Timer Counters with compare modes Internal and External Interrupts a serialprogrammable USART a byte oriented Two wire Serial Interface an 8 channel 10 bitADC with optional differential input stage with programmable gain TQFP package only a programmable Watchdog Timer with Internal Oscillator an SPI serial port and sixsoftware selectable power saving modes The Idle mode stops the CPU while allowingthe USART Two wire interface A D Converter SRAM Timer Counters SPI port andinterrupt system to continue functioning The Power down mode saves the register con tents but freezes the Oscillator disabling all other chip functions until the next ExternalInterrupt or Hardware Reset In Power save mode the Asynchronous Timer continuesto run allowing the user to maintain a timer base while the rest of the device issleeping The ADC Noise Reduction mode stops the CPU and all I O modules except Asynchro nous Timer and ADC to minimize 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 24 页 switching noise during ADCconversions In Standbymode the crystal resonator Oscillator is running while the rest of thedevice is sleeping This allows very fast start up combined with low power consumption In ExtendedStandby mode both the main Oscillator and the Asynchronous Timer continue to run The device is manufactured using Atmel s high density nonvolatilememory technology The On chip ISP Flash allows the program memory to be reprogrammed in systemthrough an SPI serial interface by a conventional nonvolatile memory programmer orby an On chip Boot program running on the AVR core The boot program can use anyinterface to download the application program in the Application Flash memory Soft ware in the Boot Flash section will continue to run while the Application Flash section isupdated providing true Read While Write operation By combining an 8 bit RISC CPUwith In System Self Programmable Flash on a monolithic chip the Atmel ATmega16 isa powerful microcontroller that provides a highly flexible and cost effective solution tomany embedded control applications The ATmega16 AVR is supported with a full suite of program and system developmenttools including C compilers macro assemblers program debugger simulators in circuitemulators and evaluationkits 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 25 页 Pin Descriptions VCC Digital supply voltage GND Ground Port A PA7 PA0 Port A serves as the analog inputs to the A D Converter Port A also serves as an 8 bit bi directional I O port if the A D Converter is not used Port pins can provide internal pull up resistors selected foreach bit The Port A outputbuffers have symmetrical drive characteristics with both high sink and source capability When pins PA0 to PA7 are used as inputs and are externally pulled low they will sourcecurrent if the internal pull up resistors are activated The Port A pins are tri stated whena reset condition becomes active even if the clock is not running Port B PB7 PB0 Port B is an 8 bit bi directional I O port with internal pull up resistors selected for eachbit The Port B output buffers have 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 26 页 symmetrical drive characteristics with both high sinkand source capability As inputs Port B pins that are externally pulled low will sourcecurrent if the pull up resistors are activated The Port B pins are tri stated when a resetcondition becomes active even if the clock is not running Port B also serves the functions of various special features of the ATmega16 as listedon page 58 Port C PC7 PC0 Port C is an 8 bit bi directional I O port with internal pull up resistors selected for eachbit The Port C output buffers have symmetrical drive characteristics with both high sinkand source capability As inputs Port C pins that are externally pulled low will sourcecurrent if the pull up resistors are activated The Port C pins are tri stated when a resetcondition becomes active even if the clock is not running If the JTAG interface isenabled the pull up resistors on pins PC5 TDI PC3 TMS and PC2 TCK will be acti vated even if a reset occurs Port C also serves the functions of the JTAG interface and other special features of theATmega16 as listed on page 61 Port D PD7 PD0 Port D is an 8 bit bi directional I O port with internal pull up resistors selected for eachbit The Port D output buffers have symmetrical drive characteristics with both high sinkand source capability As inputs Port D pins that are externally pulled low will sourcecurrent if the pull up resistors are activated The Port D pins are tri stated when a resetcondition becomes active even if the clock is not running Port D also serves the functions of various special features of the ATmega16 as listedon page 63 RESET Reset Input A low level on this pin for longer than the minimum The minimum pulse length is given in Table15 on page 38 Shorter 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 27 页 pulses are not guaranteed to generate a reset XTAL1 Input to the inverting Oscillator amplifier and input to theinternal clock operating circuit XTAL2 Output from the inverting Oscillator amplifier AVCC AVCC is the supply voltage pin for Port A and the A DConverter It should be externallyconnected to V even if the ADC is not used If the ADC is used it should be con CCnected to V through a low pass filter CC AREF AREF is the analog reference pin for the A D Converter 辽宁科技大学毕业设计 论文 第 28 页 ATmega16 L ATmega16 L 介绍介绍 Atmega16 是基于增强的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器 由 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 MISP MHZ 从而可以缓减系统的功耗和处理速度之间的矛盾 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 算逻单元 ALU 想连接 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 这种结构大大的提高了代码效率 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 的特点是采用 Atmel 公司的 ATmega16L 单片机