基于AVR单片机的红外遥控电机调速器设计

沈阳理工大学学士学位论文I摘要本文主要介绍了基于AVR单片机的红外遥控电机调速器设计。主要内容为硬件电路的设计和软件程序的设计。主要实现的功能是当分别按下加速、减速和停止按键时，电机相应加速、减速、停止，同时LCD显示屏上显示电机速度。此模块是基于AVR单片机的，CPU利用率高且执行速度快，支持程序的JTAG在线编程，给设计带来了极大的方便。该模块的硬件开发工具是PROTUES，开发平台采用的是ATMEL公司的ATMEGA16单片机。本次设计软件方面主要使用的开发工具是WINAVR，所使用的编程语言是C语言。完成本次设计需要掌握ATMEGA16单片机的相关知识与实际应用，单片机外围电路的设计等。该驱动程序能够正常运行，运行结果正确，证明设计思路正确。关键词红外遥控；PROTUES；电机调速；ATMEGA16单片机沈阳理工大学学士学位论文IIABSTRACTTHISARTICLEMAINLYINTRODUCEDTHEINFRAREDREMOTECONTROLMOTORSPEEDCONTROLLERDESIGNBASEDONAVRSINGLECHIPCOMPUTERTHEMAINCONTENTOFTHEARTICLEISTHEDESIGNOFHARDWARECIRCUITANDSOFTWAREPROGRAMMAINFUNCTIONISWHENPRESSTHEACCELERATION,DECELERATIONANDSTOPBUTTON,THECORRESPONDINGMOTORSPEEDUPORSLOWDOWNORSTOP,ANDATTHESAMETIME,THELCDDISPLAYSTHEMOTORSPEEDTHISMODULEISBASEDONTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERAVR,CPUUTILIZATIONHIGHANDEXECUTIONSPEED,SUPPORTSTHEPROGRAMJTAGONLINEPROGRAMMING,BRINGSGREATCONVENIENCETOTHEDESIGNTHISMODULEHARDWAREDEVELOPMENTTOOLSISPROTUES,DEVELOPMENTPLATFORMISTHEATMEGA16MICROCONTROLLERWHICHISPRODUCEDBYATMELCOMPANYTHISDESIGNSOFTWAREDEVELOPMENTTOOLSISTHEMAINUSEWINAVR,THEPROGRAMMINGLANGUAGEISCLANGUAGEINORDERTOCOMPLETETHEDESIGN,ATMEGA16RELATEDKNOWLEDGEANDPRACTICALAPPLICATION,THEDESIGNOFTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERBUFFERCIRCUITANDSOONTHEDRIVERCANRUNNORMALLY,THEOPERATIONRESULTSARERIGHT,DESIGNIDEASTURNEDOUTTOBERIGHTKEYWORDSINFRAREDREMOTECONTROLPROTUESMOTORSPEEDCONTROLATMEGA16SINGLECHIPPROCESSOR沈阳理工大学学士学位论文III目录1绪论111红外无线通信技术的现状1111红外无线通信基本原理1112红外收发器1113红外控制器2114通信协议2115研究与应用现状212AVR单片机的发展过程及现状3121发展过程3122AVR单片机的现状3123AVR单片机的优点4124AVR单片机的型号标识解释5125AVR8BITMCU的最大特点513本论文的结构62系统整体设计721系统框图722硬件开发工具7221PROTUES简介7222PROTUES新特点823软件开发工具9231WINAVR的安装9232AVRSTUDIO的安装10233AVRSTUDIO的部分菜单功能介绍103仿真硬件电路设计1231CPU选型12311ATMEGA16简介12312ATMEGA16特点12沈阳理工大学学士学位论文IV313ATMEGA8特点1432单片机外围电路设计15321时钟电路的设计15322电机外围电路的设计16323单片机的引脚设计16324红外接收头IRLINK17325LCD显示模块19326按键设计2133电路的完整设计214软件设计2241单片机C语言主要特点2242整体程序设计简要介绍2343程序设计23431红外遥控器受控端程序23432红外遥控仿真发射器程序30433PG160128ALCD显示驱动程序（T6963C）355软件设计5551系统运行的硬件结果5552系统运行的软件结果60结论63致谢64参考文献65附录A英文原文66附录B中文翻译74沈阳理工大学学士学位论文11绪论11红外无线通信技术的现状作为一种无线通信1的传输媒质，红外线具有胜过无线电的几个明显优点具有巨大的带宽而且不需要许可证，可进行高速的数据传输；不穿透墙壁，消除了在不同房间进行通信时可能带来的干扰，并且通信不易被侦听保密性好；红外探测器的尺寸比红外线的波长大得多，避免了多径衰落；成本低、体积小、功耗低、使用简单。正是基于上述的诸多优点，随着标准化工作的进行，红外无线通信技术已经成为一种具有广泛应用前景的无线通信技术。下面将对无线通信基本原理以及应用中比较关键的方面进行详细阐述，并对目前研究现况进行概括。111红外无线通信基本原理红外无线通信系统由发射器、信道和接受器三部分组成，发射器包括红外发射器和编码控制器，接收器包括红外探测器和解码控制器。由于红外无线通信系统一般采用双向通信方式，所以在红外无线通信系统中把红外发射器与红外探测器合为一个红外收发器。与之相对应，编码控制器和解码控制器合为红外编解码控制器，亦简称为红外控制器。因此，红外无线通信系统即由红外收发器、红外控制器和信道组成。信号首先由红外控制器按一定的方式进行解码，然后由控制器控制红外收发器产生编码红外脉冲，接收时，红外收发器检测红外信号并传输给控制器进行解码转换，最后输出信号。112红外收发器红外收发器实现红外脉冲信号的产生和探测，需要满足规范要求和合适的通信波长。红外发射管由不同比率的混合物制造而成，采用这些混合物制造的红外发射管的发射波长的800NM到1000NM，具体波长与混合物的关系见参考文献。红外探测器一般带有GAAS或INP的带通滤波器，能够一定程度消除其他波长光线的影响。目前，许多国际知名的半导体公司都在研究和生产红外收发器，如VISHAY公司的TFD系列红外收发器，通信速率为96K16MB/SAGLIENT公司的HSDL系列红外收发器，通信速率为1152K4MB/SZILOG公司的ZHX系列红外收发器2，通信速率为沈阳理工大学学士学位论文224K4MB/SSHARP公司的GP2W系列红外收发器，通信速率为96K4MB/S。另外，还有TOSHIBA、HP、IBM、MOTOROLA等公司也相继在研究和生产红外收发器。113红外控制器红外控制器完成对信号的编码和解码，编码方式依据红外无线通信协议标准。根据红外信号传输速率的不同，依照红外通信协议规定进行不同的编码。目前，红外控制器的研究走在前沿的是TI公司，其生产的红外控制器TIR2000最高速率可达IRDA11规定的4MB/S目前，现成的红外控制器大多数只能达到高速模式，能够满足超高速模式的现成产品几乎没有。实验中使用的超高速红外控制器一般采用可编程逻辑器件来实现，如CPLD和FPGA。114通信协议红外无线通信作为一种成熟的通信技术，目前已经形成了标准的通信协议。红外数据委员会（IRDAINFRAREDDATAASSOCIATION）作为一个工业机构间协作组织于1993年由HP、COMPAQ和INTEL等公司发起成立，旨在建立开放的红外通信标准。目前，IRDA规定了红外物理层协议（IRPHYINFRAREDPHYSICALLAYER）、红外链路访问层协议（IRLAPINFRAREDLINKACCESSPROTOCOL）、红外链路管理层协议（IRLMPINFRAREDLINKMANAGEMENGPROTOCOL），并且还规定了一些专门的应用层协议。115研究与应用现状自七十年代中期IBM公司发表了颇具影响的关于室内红外无线通信设计与实验的论文以来，已经有许多学者在致力于红外无线通信的研究。主要研究领域包括红外无线通信的数学模型的建立、强背景干扰下的红外无线通信链路特性的实验研究、红外无线通信调制方式的分析、红外无线通信的均衡技术、红外无线LAN的原理及多址方式研究、红外无线接收发射的空间分集研究等。目前，主要研究工作集中在国外。美国加州大学BERKELEY分校，在IBM和HP公司的资助下进行了室内红外无线通信的研究，已实现了50MB/S速率采用判决反馈均衡（DFEDECISIONFEEDBACKEQUALIZATION）技术的室内红外散射无线通信3，他们的目标是要把速率提高到100MB/S以上；AT功能最强的PROTEUS专业版也非常便宜，人人用得起，对高校还有更多优惠。沈阳理工大学学士学位论文8PROTEUS组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于15年来的持续开发,被电子世界在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品“THEROUTETOPCBCAD”。PROTEUS产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。其功能模块个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真ARESPCB设计PROSPICE仿真器的一个扩展PROTEUSVSM便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LEDS甚至LCD显示CPU模型1支持许多通用的微控制器,如PIC,AVR,HC11以及8051最新支持ARM2互的装置模型包括LED和LCD显示,RS232终端,通用键盘,I2C，SPI器件3强大的调试工具,包括寄存器和存储器,断点和单步模式4IARCSPY和KEILUVISION2等开发工具的源层调试5应用特殊模型的DLL界面提供有关元件库的全部文件6最新版支持非常丰富仿真元件共7000多种，还有很多第三方模型。如MMC卡，以太网卡，ATA硬盘，麦克风，等等。222PROTUES6新特点1全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。2具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。3目前支持的单片机类型有68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。4支持大量的存储器和外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大，是其他任何一款软件不能相比的。沈阳理工大学学士学位论文9图22硬件开发工具界面23软件开发工具此系统设计过程中使用的软件工具是WINAVR。下面将介绍此软件的安装过程以及部分菜单项功能。231WINAVR7的安装1）运行光盘上的AVRSTUDIO418SETUPEXE程序进行安装。方法一A打开“我的电脑”沈阳理工大学学士学位论文10B打开光盘驱动器所对应的盘符C双击光盘中图标D按照屏幕提示选定一个安装路径后进行安装方法二A在“开始”菜单中选择运行项目B在“运行”对话框中填入“DRIVESETUPEXE”C按“确定”键开始安装D其余同方法一注意按上述方法进行安装后得到的是一个只可以使用30天的未注册版对正式版，用户还要进行第二步的注册才可得到一个无时间限制的正式版，WINAVR正式版分标准版和专业版，在标准版中有一些功能限制，如代码的压缩工程和文件的配置检查，在标准版中不可以使用13。232AVRSTUDIO的安装点击图标进行安装，其他步骤与WINAVR相似。图23软件开发工具界面沈阳理工大学学士学位论文11233AVRSTUDIO的部分菜单功能介绍1）弹出菜单在AVRSTUDIO环境中单击右键，那么AVRSTUDIO会根据实际情况弹出相应的工具菜单。2）FILEMENU文件菜单NEW新建一个文件，你可在编辑窗口是输入文字或代码。OPEN打开一个已以经存在的文件用于编辑文件用浏览窗口选择。SAVE保存当前文件，如果环境设置中设置了保存备份文件，则将原文件以形式保存。SAVEAS将当前文件用另外一个名称来保存。CLOSE关闭当前文件，如果文件有过修改系统会进行提示。SAVEALL保存所有打开的文件。PRINT打印当前文件。EXIT退出AVRSTUDIO的IDE环境。3）EDITMENU编辑菜单。UNDO撤消最后一次的修改。REDO撤消最后一次的UNDO。CUT剪切选择的内容到剪帖板。COPY拷贝选择的内容到剪帖板。PASTE将剪帖板内容粘帖在当前光标的位置。DELETE删除选择的内容。FIND在编辑窗口中寻找一个文本。FINDINFILES在所有文件中寻找一个文本。4）PROJECTMENU工程菜单。NEWPROJECT创建一个新的工程文件。OPENPROJECT打开一个已经存在的工程文件。CLOSEPROJECT关闭当前的工程文件。CONFIGERATIONOPTION打开工程编译选项对话框。SAVEPROJECT保存当前工程。沈阳理工大学学士学位论文125）BUILDMENU构筑菜单。BUILD构筑当前文件。REBUILDALL重新构筑全部文件，注意在版本升级后对原有工程最好全部重新构筑。3仿真硬件电路设计31CPU选型311ATMEGA16简介ATMEGA168是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先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1MIPS/MHZ，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATMEGA16AVR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运算逻单元ALU相连接，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。312ATMEGA16特点1高性能、低功耗的8位AVR微处理器2先进的RISC结构131条指令大多数指令执行时间为单个时钟周期32个8位通用工作寄存器全静态工作工作于16MHZ时性能高达16MIPS只需两个时钟周期的硬件乘法器3非易失性程序和数据存储器16K字节的系统内可编程FLASH，擦写寿命10,000次具有独立锁定位的可选BOOT代码区，通过片上BOOT程序实现系统内编程，真正沈阳理工大学学士学位论文13的同时读写操作512字节的EEPROM，擦写寿命100,000次1K字节的片内SRAM可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密4JTAG接口与IEEE11491标准兼容符合JTAG标准的边界扫描功能支持扩展的片内调试功能通过JTAG接口实现对FLASH、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程5外设特点两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器具有独立振荡器的实时计数器RTC四通道PWM8路10位ADC，8个单端通道，2个具有可编程增益（1X,10X,或200X）的差分通道面向字节的两线接口两个可编程的串行USART可工作于主机/从机模式的SPI串行接口具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器片内模拟比较器6特殊的处理器特点上电复位以及可编程的掉电检测片内经过标定的RC振荡器片内/片外中断源L6种睡眠模式空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、STANDBY模式以及扩展的STANDBY模式7I/O和封装32个可编程的I/O口40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装沈阳理工大学学士学位论文14工作电压ATMEGA16L2755VATMEGA164555V8速度等级8MHZATMEGA16L016MHZATMEGA169ATMEGA16L在1MHZ,3V,25C时的功耗正常模式11MA空闲模式035MA掉电模式/头文件说明部份/UNSIGNEDCHARX1，X2；/全局变量声明部份/沈阳理工大学学士学位论文23FUNCTION1/功能函数定义部份/MAININTI,J/整型变量声明部份/FUNCTION1/功能函数说明部份/C语言具有很强的功能性和结构性，可以缩短单片机控制系统的开发周期，而且易于调试和维护，已经成为目前单片机语言中最流行的编程语言。汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。对于目前普遍使用的RISC架构的8BITMCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什么动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。所以在资源较少单片机开发中，我们还是建议采用汇编语言比较好。而C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。C语言是一种结构化程序设计语言，它支持当前程序设计中广泛采用的由顶向下结构化程序设计技术。此外，C语言程序具有完善的模块程序结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。因此，使用C语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。综上所述，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。所以作为一个技术全面并涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本的C语言编程。42整体程序设计简要介绍整体程序分为三部分。第一部分是红外遥控器受控端程序，包括主函数、PWM调速并显示函数和INT0中断函数；第二部分是红外遥控仿真发射器程序，包括主函数、发送N倍600US载波的函数和发送12位数据函数；第三部分是PG12864显示驱动程序（T6963C），包括绘制图像函数、绘制直线函数、LCD初始化、绘点函数等。沈阳理工大学学士学位论文2443各程序模块的设计本系统的程序主要由三部分组成红外遥控器受控端程序、红外遥控仿真发射器程序、PG160128LCD显示驱动器程序（T6963C）（不带字库）。431红外遥控器受控端程序主函数开始配置端口LCD初始化清屏显示“红外遥控应用演示INFRAREDREMOTECONTROLLERAPPLICATIONDEMO”PWM调整并显示否是否中断是执行中断沈阳理工大学学士学位论文25结束图41主函数流程图程序代码/主程序/INTMAINDDRD0XFF/配置端口DDRA0XFF沈阳理工大学学士学位论文26DDRB0XFFLCD_INITIALISE/LCD初始化CLEAR_SCREEN/清屏DISPLAY_STR_AT_XY34,8,“红外遥控应用演示“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,30,“INFRARED“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,46,“REMOTECONTROLLER“,0DISPLAY_STR_AT_XY20,62,“APPLICATIONDEMO“,0TCCR1A0X83/10位PWM（1023），正向PWMTCCR1B0X02/时钟8分频，PWM频F_CPU/8/2046PWM_SPEED_AND_SHOW/PWM调整并显示MCUCR0X02/INT0为下降沿触发GICR|_BVINT0/INT0中断使能SEI/使能总中断WHILE1沈阳理工大学学士学位论文27PWM调速并显示开始TCCR1A0X83OCR1ACURRENT_SPEED输出当前速度值当前速度显示缓冲结束图42PWM调速并显示函数流程图程序代码/PWM调速并显示/VOIDPWM_SPEED_AND_SHOWTCCR1A0X83OCR1ACURRENT_SPEEDSPRINTFSPEED_DISP_BUFF,“SPEED4D“,CURRENT_SPEEDDISPLAY_STR_AT_XY41,90,SPEED_DISP_BUFF,1沈阳理工大学学士学位论文28INT0中断函数开始禁止外部中断延迟24MS否READ_IR0X00是是READ_IR0X00否延迟12USI0IR_US2400是是I600READ_IR0X00IR_D120X0334否延迟12USIR_US150CURRENT_SPEED120是是IR_US300否IR_D121是否是CURRENT_SPEED100PWM_SPEED_ANDSHOWIR_US1500结束图43INT0中断函数流程图程序代码PWM_SPEED沈阳理工大学学士学位论文29/INT0中断函数通过实测,以122,242为两个时长上限/ISRINT0_VECTINT8UIINT16UIR_US0/红外载波时长GICR/禁止外部中断_DELAY_MS2/红外信号引导部分共长24MSIFREAD_IR0X00GOTOEND/如果2MS后已经变为高则退出WHILEREAD_IR0X00_DELAY_US1IFIR_US2400GOTOEND/异常时退出/收集12数据FORI0I600GOTOEND/异常时退出/计算低电平时长IR_US0WHILEREAD_IR0X00_DELAY_US1IFIR_US300GOTOEND/超过该值时，异常退出/12位红外数据的高位默认补0IR_D121/如果时长为1200则在高位补1/通过对本代码检测，两者计时上限分别为122,242/故这里选150为0/1的分界值IFIR_US150IR_D12|0X0800/根据12位的红外信号完成不同操作SWITCHIR_D12CASE0X0771IFCURRENT_SPEED120/减速CURRENT_SPEED100PWM_SPEED_AND_SHOWBREAKCASE0X0556CURRENT_SPEED200/停止时还原为200TCCR1A0X00/电机停止BREAKCASE0X0778BREAK/以下操作未定义CASE0X09AABREAKCASE0X0BCCBREAKCASE0X0DEEBREAKCASE0X0F00BREAK/重新允许INT0中断ENDGICR|_BVINT0沈阳理工大学学士学位论文31432红外遥控仿真发射器主函数图44主函数流程图沈阳理工大学学士学位论文32程序代码/主程序1/INTMAINDDRC0XFF/配置端口DDRD0X00PORTD0XFFWHILE1IFK1_DOWNEMIT_D120X0771ELSEIFK2_DOWNEMIT_D120X0334ELSEIFK3_DOWNEMIT_D120X0556ELSEIFK4_DOWNEMIT_D120X0778ELSEIFK5_DOWNEMIT_D120X09AAELSEIFK6_DOWNEMIT_D120X0BCCELSEIFK7_DOWNEMIT_D120X0DEEELSEIFK8_DOWNEMIT_D120X0F00_DELAY_MS10沈阳理工大学学士学位论文33发送N倍的600US载波开始I0IX2否是Y1Y2否交换X1,X2交换Y1,Y2XX1YY1是否是YX2EXCHANGEFORXX1XY2EXCHANGEFORYY1YBDAT2DAT2DAT2DAT2FORI10I0IIFREAD_LCD_STATUSRETURNI/错误时返回0沈阳理工大学学士学位论文51状态位STA1，STA0判断开始I10是I0否IREAD_LCD_STATUSFORI10I0IIFREAD_LCD_STATUSRETURNI/错误时返回0沈阳理工大学学士学位论文52写命令开始LCD_DATA_DDR0XFFCD_1LCD_DATA_PORTCMDWR_0延迟24USWR_1结束图422写命令函数流程图程序代码/写命令/VOIDWRITE_COMMANDINT8UCMDLCD_DATA_DDR0XFFCD_1LCD_DATA_PORTCMDWR_0_DELAY_US2WR_1沈阳理工大学学士学位论文53读数据开始LCD_DATA_DDR0X00CD_0RD_0延迟12USDATLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNDAT结束图423读数据函数流程图程序代码/读数据/INT8UREAD_LCD_DATAINT8UDATLCD_DATA_DDR0X00CD_0RD_0_DELAY_US1DATLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNDAT沈阳理工大学学士学位论文54写数据开始LCD_DATA_DDR0XFFCD_0LCD_DATA_PORTDATWR_0延迟24USWR_1结束图424写数据函数流程图程序代码/写数据/VOIDWRITE_DATAINT8UDATLCD_DATA_DDR0XFFCD_0LCD_DATA_PORTDATWR_0_DELAY_US2WR_1沈阳理工大学学士学位论文55读状态开始LCD_DATA_DDR0X00CD_1RD_0延迟12USSTLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNST结束图425读状态函数流程图程序代码/读状态/INT8UREAD_LCD_STATUSINT8USTLCD_DATA_DDR0X00CD_1RD_0_DELAY_US1STLCD_DATA_PINRD_1LCD_DATA_DDR0XFFRETURNST沈阳理工大学学士学位论文56结论本文主要论述了基于AVR单片机的红外遥控电机调速器18的设计。设计的过程是在PC机上进行的。在PC机上主要完成原理图绘制、代码的设计和编写，并作为一个程序的调试和输出端，将程序下载到单片机内。其中在PC机上，主要是用WINAVR编程，有很强的易用性，增强了程序的可读性；在PROTUES上进行硬件设计，该平台具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB19设计过程。本系统采用AVR单片机为硬件平台，采用C语言面向函数的软件编程技术设计并实现了红外遥控电机调速器的设计。在WINAVR软件中，程序编译完全正确。在PROTEUS硬件仿真平台上，系统正确运行。这证明本系统设计理念基本正确，各种元器件的选择及各参数的确定没有问题。将理论知识转向实践应用迈出了坚实的一步。系统虽然可基本运行，但是对理论的应用仅停留在仿真阶段。这与真正的实际应用尚有较大距离。相比较仿真，实际应用环境中要考虑到诸多因素，出现的问题将更加复杂，这有待进一步探究。沈阳理工大学学士学位论文57致谢从本系统开始设计到完成,共用三个多月的时间。在这三个多月中我的指导老师XX老师和XXX老师给了我极大的帮助与支持，在此向他表示最衷心的感谢。由于专业基础欠佳，一开始就有心理压力，老师进行了及时的疏导，并不断给我去除心理包袱，让我静下心来，专心研究。在老师耐心的指导下，迅速的掌握了设计中所需软件的使用。老师通俗易懂的讲解，使我对AVR单片机有了进一步的了解。在老师手把手的辅导下，我掌握了单片机外围电路的设计原理和系统调试的方法。也是在老师的帮助和影响下，我逐渐对单片机硬软件系统开发产生了兴趣。从毕业设计开始到毕业论文撰写结束，两位老师时刻关心我的进度，在知识上和精神上寄给我帮助。不厌其烦的给我分析问题，深入浅出的辅导，他们那种认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平感染着我们，使我获益匪浅，这对我以后的工作和学习都会有很大的帮助，在此致以我深深的谢意最后还要感谢我的同学，他们也给了我很大的帮助。沈阳理工大学学士学位论文58参考文献1宋建国AVR单片机原理与应用北京北京航空航天大学出版社20012林容益AVR高速16位元PD单晶片微控制器应用台北台湾全华科技图书股份有限公司19993徐爱军单片机高级语言C51应用程序设计北京电子工业出版社19984沈文AVR单片机C语言开发入门指导清华大学出版社20055张军AVR单片机应用系统开发典型实例中国电力出版社20056王天苗、魏洪兴嵌入式系统设计与实例开发清华大学出版社20087谭浩强C语言程序设计清华大学出版社20058李泓AVR单片机入门与实践北京航空航天大学出版社20089李春葆C语言程序设计题典北京清华大学出版社200210WAITE,SPRATA新编C语言大全北京清华大学出版社199411HERBERTSCHILDTC语言大全北京电子工业出版社199412徐建民C语言程序设计北京电子工业出版社200213周俊杰嵌入式C编程与ATMELAVR北京清华大学出版社200614苏平单片机原理与接口技术北京电子工业出版社200515张建，王凤贺，张秋菊用AVR单片机实现嵌入式手持数据传输设备的设计J；光电对抗与无源干扰；2002年04期16燕延，杜凡远，刘玉红AVR单片机在网络通信中的应用A中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集C2004年17孙婷婷，马铁华，沈大伟基于AVR单片机的大容量存储测试系统J传感器世界；2010年06期18耿徳根基于AVR高速嵌入式单片机原理与应用北京航空航天大学出版社200119张强华C语言程序设计北京人民邮电出版社2001沈阳理工大学学士学位论文59附录A英文原文A1BRIEFINTRODUCTIONOFIMP705/6/7/8IMP813LTHEIMP705/706/707/708ANDIMP813LCMOSSUPERVISORCIRCUITSMONITORPOWERSUPPLYANDBATTERYVOLTAGELEVEL,ANDP/COPERATIONARESETISGENERATEDWHENTHESUPPLYDROPSBELOW465VIMP705/707/813LOR440VIMP706/708THEFAMILYOFFERSSEVERALFUNCTIONALOPTIONSEACHDEVICEGENERATESARESETSIGNALDURINGPOWERUP,POWERDOWNANDDURINGBROWNOUTCONDITIONSINADDITION,THEIMP705/706/813LFEATUREA16SECONDWATCHDOGTIMERTHEIMP707/708HAVEBOTHACTIVEHIGHANDACTIVELOWRESETOUTPUTSBUTNOWATCHDOGFUNCTIONTHEIMP813LHASTHESAMEPINOUTANDFUNCTIONSASTHEIMP705BUTHASANACTIVEHIGHRESETOUTPUTAVERSATILEPOWERFAILCIRCUITHASA125VTHRESHOLD,USEFULINCHECKINGBATTERYLEVELSANDNON5VSUPPLIESALLDEVICESHAVEAMANUALRESETINPUTTHEWATCHDOGTIMEROUTPUTWILLTRIGGERARESETIFCONNECTEDTORALLDEVICESAREAVAILABLEIN8PINDIP,SOANDMICROSOPACKAGESA2KEYFEATURESOFIMP705/6/7/8IMP813LMAXIMMAX705/6/7/8,MAX813LREPLACEMENTSPRECISIONPOWERSUPPLYMONITOR465VTHRESHOLDIMP705/707/813L440VTHRESHOLDIMP706/8DEBOUNCEDMANUALRESETINPUTVOLTAGEMONITOR125VTHRESHOLDBATTERYMONITOR/AUXILIARYSUPPLYMONITORWATCHDOGTIMERIMP705/706200MSRESETPULSEWIDTHACTIVEHIGHRESETOUTPUTIMP707/708/813L沈阳理工大学学士学位论文60APPLICATIONCOMPUTERSANDCONTROLLERSEMBEDDEDCONTROLLERSBATTERYOPERATEDSYSTEMSINTELLIGENTINSTRUMENTSWIRELESSCOMMUNICATIONSYSTEMSPDASANDHANDHELDEQUIPMENTPINTERMINALVOLTAGEWITHRESPECTTOGROUNDVCC03VTO60VALLOTHERINPUTS103VTOVCC03VINPUTCURRENTATVCCANDGND20MAOUTPUTCURRENTALLOUTPUTS20MARATEOFRISEATVCC100V/SPLASTICDIPPOWERDISSIPATION700MWDERATE9MW/CABOVE70CSOPOWERDISSIPATION470MWDERATE59MW/CABOVE70CMICROSOPOWERDISSIPATION330MWDERATE41MW/CABOVE70COPERATINGTEMPERATURERANGEIMP705E/706E/707E/708E/813LE40CTO85CIMP706C/707C/708C/813LC0CTO70CSTORAGETEMPERATURERANGE65CTO160CLEADTEMPERATURESOLDERING10SEC300CRESET/RESETOPERATIONTHERESET/RESETSIGNALSAREDESIGNEDTOSTARTAP/CINAKNOWNSTATEORRETURNTHESYSTEMTOAKNOWNSTATETHEIMP707/708HAVETWORESETOUTPUTS,ONEACTIVEHIGHRESETANDONEACTIVELOWRESETOUTPUTTHEIMP813LHASONLYANACTIVEHIGHOUTPUTRESETISSIMPLYTHECOMPLEMENTOFRESETRESETISGUARANTEEDTOBELOWWITHVCCABOVE12VDURINGAPOWERUPSEQUENCE,沈阳理工大学学士学位论文61RESETREMAINSLOWUNTILTHESUPPLYRISESABOVETHETHRESHOLDLEVEL,EITHER465VOR440VRESETGOESHIGHAPPROXIMATELY200MSAFTERCROSSINGTHETHRESHOLDDURINGPOWERDOWN,RESETOESLOWASVCCFALLSBELOWTHETHRESHOLDLEVELANDISGUARANTEEDTOBEUNDER04VWITHVCCABOVE12VINABROWNOUTSITUATIONWHEREVCCFALLSBELOWTHETHRESHOLDLEVEL,RESETPULSESLOWIFABROWNOUTOCCURSDURINGANALREADYINITIATERESET,THEPULSEWILLCONTINUEFORAMINIMUMOF140MSPOWERFAILUREDETECTIONWITHAUXILIARYCOMPARATORALLDEVICESHAVEANAUXILIARYCOMPARATORWITH125VTRIPPOINTANDUNCOMMITTEDOUTPUTPFOANDNONINVERTINGINPUTPFITHISCOMPARATORCANBEUSEDASASUPPLYVOLTAGEMONITORWITHANEXTERNALRESISTORVOLTAGEDIVIDERTHEATTENUATEDVOLTAGEATPFISHOULDBESETJUSTBELOWTHE125THRESHOLDASTHESUPPLYLEVELFALLS,PFIISREDUCEDCAUSINGTHEPFOOUTPUTTOTRANSITLOWNORMALLYPFOINTERRUPTSTHEPROCESSORSOTHESYSTEMCANBESHUTDOWNINACONTROLLEDMANNERMANUALRESETMRTHEACTIVELOWMANUALRESETINPUTISPULLEDHIGHBYA250APULLUPCURRENTANDCANBEDRIVENLOWBYCMOS/TTLLOGICORAMECHANICALSWITCHTOGROUNDANEXTERNALDEBOUNCECIRCUITISUNNECESSARYSINCETHE140MSMINIMUMRESETTIMEWILLDEBOUNCEMECHANICALPUSHBUTTONSWITCHESBYCONNECTINGTHEWATCHDOGOUTPUTWDOANDR,AWATCHDOGTIMEOUTFORCESRESETTOBEGENERATEDTHEIMP813LSHOULDBEUSEDWHENANACTIVEHIGHRESETISREQUIREDWATCHDOGTIMERTHEWATCHDOGTIMERAVAILABLEONTHEIMP705/706/813LMONITORSP/CACTIVITYIFACTIVITYISNOTDETECTEDWITHIN16SECONDS,THEINTERNALTIMERPUTSTHEWATCHDOGOUTPUT,WDOINTOALOWSTATEWDOWILLREMAINLOWUNTILACTIVITYISDETECTEDATWDITHEWATCHDOGFUNCTIONISDISABLED,MEANINGITISCLEAREDANDNOTCOUNTING,IFWDIISFLOATEDORCONNECTEDTOATHREESTATEDCIRCUITTHEWATCHDOGTIMERISALSODISABLEDIFRESETISASSERTEDWHENRESETBECOMESINACTIVEANDTHEWDIINPUTSEESAHIGHORLOW,TRANSITIONASSHORTAS50NS,THEWATCHDOGTIMERWILLBEGINA16SECONDCOUNTDOWNADDITIONALTRANSITIONSATWDIWILLRESETTHEWATCHDOGTIMERANDINITIATEANEWCOUNTDOWNSEQUENCEWDOWILLALSOBECOMELOWANDREMAINSO,WHENEVERTHESUPPLYVOLTAGE,VCC,FALLSBELOWTHEDEVICETHRESHOLDLEVELWDO沈阳理工大学学士学位论文62GOESHIGHASSOONASVCCTRANSITIONSABOVETHETHRESHOLDTHEREISNOMINIMUMPULSEWIDTHFORWDOASTHEREISFORTHERESETOUTPUTSIFWDIISFLOATED,WDOESSENTIALLYACTSASALOWPOWEROUTPUTINDICATORAPPLICATIONINFORMATIONENSURINGTHATRESETISVALIDDOWNTOVCC0VWHENVCCFALLSBELOW11V,THEIMP705708RESETOUTPUTNOLONGERPULLSDOWNITBECOMESINDETERMINATETOAVOIDTHEPOSSIBILITYTHATSTRAYCHARGESBUILDUPANDFORCERESETTOTHEWRONGSTATE,APULLDOWNRESISTORSHOULDBECONNECTEDTOTHERESETPIN,THUSDRAININGSUCHCHARGESTOGROUNDANDHOLDINGRESETLOWTHERESISTORVALUEISNOTCRITICALA100KRESISTORWILLPULLRESETTOGROUNDWITHOUTLOADINGITFIGUREA1RESETCIRCUITMONITORINGVOLTAGESOTHERTHANVCCTHEIMP705708CANMONITORVOLTAGESOTHERTHANVCCUSINGTHEPOWERFAILCIRCUITRYIFARESISTIVEDIVIDERISCONNECTEDFROMTHEVOLTAGETOBEMONITOREDTOTHEPOWERFAILINPUTPFI,THEPFOOUTPUTWILLGOLOWIFTHEDIVIDERVOLTAGEGOESBELOWITS125VREFERENCESHOULDHYSTERESISBEDESIRED,CONNECTARESISTOREQUALTOAPPROXIMATELY10TIMESTHESUMOFTHETWORESISTORSINTHEDIVIDERBETWEENTHEPFIANDPFOPINSACAPACITORBETWEENPFIANDGNDWILLREDUCECIRCUITSENSITIVITYTOINPUTHIGHFREQUENCYNOISEIFITISDESIREDTOASSERTARESETINADDITIONTOTHEPFOFLAG,THISMAYBEACHIEVEDBYCONNECTINGTHEPFOOUTPUTTOMRBIDIRECTIONALRESETPININTERFACINGTHEIMP705/6/7/8CANINTERFACEWITHP/CBIDIRECTIONALRESETPINSBYCONNECTINGA47K沈阳理工大学学士学位论文63RESISTORINSERIESWITHTHERESETOUTPUTANDTHEP/CBIDIRECTIONALRESETPINFIGUREA2IMP705/6/7/8RESETCIRCUITMONITORINGANEGATIVEVOLTAGETHEPOWERFAILCIRCUITRYCANALSOMONITORANEGATIVESUPPLYRAILWHENTHENEGATIVERAILISOK,PFOW