综合实验一——按键控制流水灯实验(查询方式)

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1、信息工程学院科技创新实验室北京科技大学微型计算机原理实验报告学院：____自动化学院________________专业、年级：_自动化1101_______________姓名：__廖文骏_________________学号：_20111002124____________指导教师：________王粉花____________2013年12月13信息工程学院科技创新实验室综合实验一按键控制流水灯实验（查询方式）实验学时：2学时一、实验目的1．掌握ATmega16I/O口操作相关寄存器2．掌握CodeVisionAVR软件的使用3.复习C语言，总结单

2、片机C语言的特点二、实验内容1.设计一个简单控制程序，功能是8个LED逐一循环发光0.5s，构成“流水灯”。2.用两个按键K1和K2控制流水灯（中断方式）：（1）当按下K1时，流水灯从左向右流动；（2）当按下K2时，流水灯从右向左流动。三、实验所用仪表及设备硬件：PC机一台、AVR_StudyV1.1实验板软件：CodeVisionAVR集成开发软件、SLISP下载软件四、实验原理ATmega16芯片有PORTA、PORTB、PORTC、PORTD（简称PA、PB、PC、PD）4组8位，共32路通用I/O接口，分别对应于芯片上32根I/O引脚。所有这些I

3、/O口都是双（有的为3）功能复用的。其中第一功能均作为数字通用I/O接口使用，而复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USRAT、I2C和SPI串行通信、模拟比较、捕捉等应用。这些I/O口同外围电路的有机组合，构成各式各样的单片机嵌入式系统的前向、后向通道接口，人机交互接口和数据通信接口，形成和实现了千变万化的应用。每组I/O口配备三个8位寄存器，它们分别是方向控制寄存器DDRx，数据寄存器PORTx，和输入引脚寄存器PINx（x=ABCD）。I/O口的工作方式和表现特征由这3个I/O口寄存器控制。AVR通用I/O端口的引脚配置情况：13信息工程学

4、院科技创新实验室I/O口引脚配置表DDRXnPORTXnPUDI/O方式内部上拉电阻引脚状态说明00X输入无效三态（高阻）010输入有效外部引脚拉低时输出电流(uA)011输入无效三态（高阻）10X输出无效推挽0输出，吸收电流(20mA)11X输出无效推挽1输出，输出电流(20mA)表中的PUD为寄存器SFIOR中的一位，它的作用相当AVR全部I/O口内部上拉电阻的总开关。当PUD=1时，AVR所有I/O内部上拉电阻都不起作用（全局内部上拉无效）；而PUD=0时，各个I/O口内部上拉电阻取决于DDRXn的设置。小结：（1）使用AVR的I/O口，首先要正确

5、设置其工作方式，确定其工作在输出方式还是输入方式。（2）当I/O工作在输入方式，要读取外部引脚上的电平时，应读取PINxn的值，而不是PORTxn的值。（3）当I/O工作在输入方式，要根据实际情况使用或不使用内部的上拉电阻。（4）一旦将I/O口的工作方式由输出设置成输入方式后，必须等待一个时钟周期后才能正确的读到外部引脚PINxn的值。（5）正确使用AVR的I/O口要注意：先正确设置DDRx方向寄存器，再进行I/O口的读写操作。（6）AVR的I/O口复位后的初始状态全部为输入工作方式，内部上拉电阻无效。所以，外部引脚呈现三态高阻输入状态。因此，用户程序需

6、要首先对要使用的I/O口进行初始化设置，根据实际需要设定使用I/O口的工作方式（输出还是输入），当设定为输入方式时，还要考虑是否使用内部的上拉电阻。（7）在硬件电路设计时，如能利用AVR内部I/O口的上拉电阻，可以节省外部的上拉电阻。五、实验步骤1、硬件接线图：根据图3.2所示，使用杜邦线将AVR_StudyV1.1实验板PA口与LED相连。13信息工程学院科技创新实验室图3.22、新建工程，实现实验内容1。根据电路图，LED属于共阳接法，所以PORTA输出低电平时灯点亮。PORTA初始化：DDRA=0xFF;//PA口工作为输出方式PORTA=0xFF

7、;//PA口输出全1，LED全灭“流水灯”程序控制：1、PA0=0点亮LED0PORTA=0b11111110=~(1<<0)2、PA1=0点亮LED1PORTA=0b11111101=~(1<<1)3、PA2=0点亮LED2PORTA=0b11111011=~(1<<2)……7、PA6=0点亮LED6PORTA=0b10111111=~(1<<6)8、PA7=0点亮LED7PORTA=0b01111111=~(1<<7)9、PA0=0点亮LED0PORTA=0b11111110=~(1<<0)……根据控制流程，总结出：可以利用移位运算实现“流水灯”的设

8、计。主函数：voidmain(void){unsignedcharpositio