基于多机通信的AVR单片机高级用户板的设计与开发

摘要

本设计采用目前市场上流行的Atmega8515单片机作为高级用户板的主芯片，通过对其单机实验以及多机通信实验的开发，将学校的单片机教学与实际应用的先进器件紧密结合起来，增强单片机通信实验在教学中的应用，提高学生的实际操作能力。实验证明，AVR单片机在其指令执行速度、可靠性、功耗、可操作性等方面大大优于现有的MCS-51机型。全文分为五章： 第一章，叙述了课题背景以及论文研究的目的和意义； 第二章，重点对ATmega8515单片机的串口通信部分进行了描述； 第三章，对高级用户板的基本设计的方案和思路进行了阐述； 第四章，对高级用户板的电路设计部分进行了详细的介绍，对单机控制的电路设计进行了说明，其后详细分析了采用RS-485串行通信模式进行多机通信的电路设计； 第五章，对课题进行了总结，探讨了实验系统基本的应用模式，提出了今后该实验系统进一步完善的方向。

目录

文摘

英文文摘

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第一章概述

1.1论文研究的背景

1.2 AVR单片机的优点和应用在教学上的意义

1.3相关研究和本论文的创新

1.4本论文的内容安排

第二章用户板开发的相关技术

2.1 AVR单片机概述

2.2 ATMEGA8515单片机内部结构及指令系统

2.2.1 ATMEGA8515的内部结构及其引脚配置

2.2.2 ATMEGA8515的指令系统

2.3同步和异步串行接收器和转发器(USART)

2.3.1时钟产生

2.3.2帧格式

2.3.3 USART初始化

2.3.4数据发送-USART发送器

2.3.5数据接收-USART接收器

2.3.6异步数据接收

2.3.7多处理器通讯模式

2.3.8 USART寄存器说明

2.4串行通信总线标准及接口技术

2.4.1串行通信总线标准接口与应用背景

2.4.2 RS-485标准总线接口及其性能

第三章高级用户板的设计

3.1用户板的设计思路

3.1.1高级用户板的硬件组成

3.1.2高级用户板的软件组成

3.2高级用户板的应用模式

第四章高级用户板的实验功能实现

4.1 AVR单片机的开发环境

4.2单机实验的设计与实现

4.2.1液晶显示电路设计

4.2.2键盘与LED显示电路

4.2.3 A/D转换电路设计

4.2.4 A/D采样信号源电路设计

4.2.5 D/A转换电路设计

4.2.6日历时钟电路设计

4.2.7简单I/0口电路设计

4.2.8音频功放电路设计

4.3多机通信功能实现

4.3.1总线驱动芯片介绍

4.3.2 RS-485方式构成的多机通信原理

4.3.3多机通信电路设计

4.3.4软件设计

4.3.5常见故障及解决方法

第五章课题结论与项目展望

5.1课题总结

5.2利用现有硬件平台改进单片机实验教学方法的思考

参考文献

附录一：Avmega851 5内部结构图

附录二：高级用户板原理图

致谢