下面附件里面有些適合剛入門的新手練習的習題，都是非常基礎典型的題目，有意著可以下載來練習下（請到本帖最后下載pdf，不會有格式錯亂的情況）
單片機原理與接口技術
實驗指導書
（ATmega48） 肖忠 編
目 錄
前言 1
實驗報告填寫總體要求 2
實驗1 PROTEUS仿真實驗 3
實驗2 I/O實驗 10
實驗3 中斷與定時器實驗 14
實驗4 鍵盤掃描顯示實驗 18
實驗5 A/D轉換實驗 24
實驗6 串行通訊實驗 29
實驗7-1 單片機應用系統設計—電子時鐘 35
實驗7-2 單片機應用系統設計—報警系統 37
實驗7-3 單片機應用系統設計—測控系統 40
前言 《單片機原理與接口技術實驗》課程是電氣工程及其自動化等專業學 生的重要實踐課程。它與《單片機原理與接口技術》課程緊密配合，是《單 片機原理與接口技術》課程的重要實踐組成部分，是課堂教學的延伸，關 系到學生動手能力、創新能力、適應能力、團隊合作等綜合能力的培養。 為此編寫了《單片機原理與接口技術實驗指導書》。 為突出工程技術型人才培養的特點，本課程按照“基礎型、應用型、 綜合型、設計型”循序漸進分層次構建實驗項目，實驗的內容除涵蓋了單 片機知識外，還涉及電路基礎、模擬電子技術、數字電子技術、應用軟件 等內容。所以是一門既有廣度又有深度的綜合性課程。 本課程將著重于專業技能的訓練，使學生掌握單片機的各功能部件及 控制方式（查詢、中斷等），掌握單片機最基本的結構，掌握單片機系統 的設計與開發方法與過程，了解單片機的用途與應用前景，使學生在學習 的過程中對單片機有一個相對全面的了解。通過本課程的訓練與實踐，激 發學生的學習熱情，力不是實踐中提高學生的思維水平與創造能力。 由于時間倉促和水平所限，指導書中可能存在一些錯誤和不妥之處， 敬請批評指正。
實驗報告填寫總體要求
1、實驗目的； 2、實驗要求； 3、實驗原理：可用框圖或示意圖表示，也可用電路原理圖表示； 4、電路分析：詳細分析外圍電路，明確所用引腳的性質，確定單片機各 引腳的配置，確定單片機內部資源的配置，進而實現各寄存器的配置； 電路分析要求簡單、直接，按相應功能逐一描述，多項可分條列寫。 5、程序流程圖：即完成實驗功能而設計的程序流程，程序流程圖要求真 實，嚴禁杜撰或抄襲。 6、實驗結果及分析：對實驗結果進行的分析與判斷，如果實驗包括擴展 部分，或者包括引深的實驗內容，需要有專門的分析與描述，即要提 供實驗電路、實驗手段、程序流程、實驗結果等。 7、對針擴展實驗，提供程序流程圖與核心代碼； 8、實驗體會：包括對實驗過程中的經驗、教訓、收獲等進行小結；也可 以對實驗內容、方法、設備等的建議和設想；
9、實驗報告必須在規定的時間內交給指導老師。
實驗 1PROTEUS仿真實驗
一、實驗目的 1、熟悉 Proteus 仿真軟件的使用方法。 2、掌握 ICC AVR 編譯軟件的使用方法。
二、實驗要求
通過仿真軟件的仿真實現８盞 LED 構成的跑馬燈。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：Proteus 仿真軟件；ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
AVR 單片機 I/O 口的原理及其配置、LED 控制等。
五、電路原理圖
六、實驗內容與步驟
1、Proteus操作步驟
 （1）啟動 Proteus 軟件：
 （2）在編輯境界拾取元件
（3）分析在元件庫中選擇單片機---atmega48、電阻---RES、發光二極管---LED 等；
（4）如“電路原理圖”進行元件布局與連線，并修改電阻阻值為 470 歐姆；結果如 下所示
（5）雙擊 atmega48 單片機，在“Program file:”項加載 HEX 程序文件； （詳細操作步驟見 2、ICC AVR 操作步驟）；  （6）雙擊編輯環境左下角的 Play 按鈕
2、ICCAVR 操作步驟
(1)創建工程目錄“exam1” (2)將“..\Include\”目錄下的頭文件 iom48v.h 拷貝到本工程目錄“exam1” (3)創建工程“exam1”:
打開ICCAVR，在“Project”下拉菜單中選擇“New”，在“保存在（I）” 下拉菜單中選擇本工程目錄“exam1”，在“文件名(N)”窗口中輸入工程文件 名“exam1”，如下圖1.2所示，然后按  按鈕。
 圖1.2 創建工程文檔界面
(4)設置工程參數:
在 “Project”下拉菜單中選擇“Options…”，在彈出窗口的“Target”頁面的“Device
Configuration”下拉菜單中選擇“ATmega48”，如下圖1.3所示，然后按  鍵。
 圖1.3 芯片配置信息界面
(5)將頭文件 iom48v.h 添加到工程：右擊“Project”頁面中的“Headers”項，在打開  的菜單中選擇“Add File(s)…”，選擇彈出窗口中的 iom48v.h 文件，并按“打開” 按鈕，結果如下圖 1.4 所示。
圖1.4 頭文件添加到工程的圖示 (6)創建 exam1.c 文件并加入到工程
創建 exam1.c 文件：按  按鍵創建一個新文件，在 “File”下拉菜單中選擇 “Save As…”將新文件保存在本工程目錄，名字為 exam1.c。 將 exam1.c 文件添加到工程：右擊“Ｐroject”頁面中的“Files”項，在打開的菜單 中選擇“Add File(s)…”。選擇彈出窗口中的 exam1.c 文件并打開，結果如下圖 1.5  所示。
圖1.5 源文件添加到工程的圖示
(7)編寫 exam1.c 文件。 雙擊右邊的“Project”頁面的“exam1.c”，在左邊的“exam1.c”頁面添加如下的語句 (參考代碼)：
#include "iom48v.h"
void delay(unsigned int x) { //延時函數
while ( x--) ;
}
unsigned char LED_table[]={0xFF,0x00,0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,
0xDF,0xBF,0x7F,0xFF,0x00,0xFF,0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,
0xFE,0xFF,0x00,0xFF,0x7E,0xBD,0xDB,0xE7,0xFF,0x00,0xE7,0xDB,0xBD,
0x7E,0xFF,0x00};
void main(void) {
unsigned char i=0;
DDRD = 0xFF; //D配置為輸出口
PORTD = 0xFF; //D口輸出全高，即全部LED燈熄滅
while(1) {
i = (i+1)%36;
PORTD = LED_table[ i];
delay(60000);
}
}
(8)編譯連接exam1工程：
單擊  按鈕編譯連接工程并生成exam1.hex燒寫文件。
(9)加載exam1.hex燒寫文件到Proteus仿真圖的單片機內并運行，觀察運行結果。
七、擴展實驗
1、將延時程序的延時時間延長1倍，記錄仿真結果，分析現象，研究解決方案；
2、自行設計一種LED的表現形式；（例如：LED燈從左到右逐個點燈，保持2～3
秒，LED燈再從右到左逐個熄滅）
實驗 2I/O實驗
一、實驗目的
1、熟悉 AVR 單片機的 I/O 口配置方法。
2、掌握 AVR 單片機 I/O 口控制 LED 顯示的方法。
3、掌握 AVR 單片機 I/O 口檢測按鍵的方法。
二、實驗要求
通過 IO 口檢測的８個按鍵的狀態，并分別控制８盞 LED 的亮與滅。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
AVR 單片機 I/O 口的原理及其配置、LED 控制、按鍵檢測。
 五、電路原理圖
圖 2.1 ８個按鍵和 8 盞 LED 電路圖
六、實驗內容與步驟
1、連線
用杜邦線按圖 2.1 連線，按鍵接在 PB 口，LED 燈接在 PD 口。
2、程序流程圖（供參考）
IO 端口初始化 B 口輸入(上拉) D 口輸出
B0 狀態為低？
N 說明：連接 LED 電路的端口應配置成輸出 口；連接按鍵電路端口應配置成啟用內部 上拉的輸入口；
Y 點燈 D0 控制的 LED 燈
Y
B1 狀態為低？ 點燈 D1 控制的 LED 燈
N
??
3、操作步驟 B7 狀態為低？
N Y 點燈 D7 控制的 LED 燈
(1)創建工程目錄“exam2”。 (2)將“..\Include\”目錄下的頭文件 iom48v.h 拷貝到本工程目錄“exam2” (3)創建工程“exam2” (4)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。
(5)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (6)創建 exam2.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (7)編寫 exam2.c 文件。 雙擊右邊的“Project”頁面的“exam2.c”，在左邊的“exam2.c”頁面添加如下的語句 (參考代碼)：
#include "iom48v.h"
void delay(unsigned int x) { //延時函數
while ( x--) ;
}
void io_init(void) { //IO口初始化函數
DDRB=;//PB口設置為輸入
PORTB=;//PB口全部內部上拉
DDRD=;//PD口設置為輸出
PORTD=;//PD口全部輸出高電平
}
void main(void) { unsigned char i; io_init(); while (1) {
//補充代碼，實現一個按鍵控制一個LED燈的功能；
//提示：用 PINB 讀取按鍵的狀態，用PORTD控制LED燈
}
}
(8)編譯連接exam1工程：
單擊 按鈕編譯連接工程并生成exam2.hex燒寫文件。
(9)下載exam1.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行，觀察運行結果。
七、擴展實驗
1、按一下與B0口相連的按鍵，對應的點亮連接D0口的LED，再按一下該按鍵， 對應的LED熄滅；依此類推，用8個按鍵控制8盞LED。
八、實驗報告要求
1、描述如何設置 AVR 單片機的 I/O 口為輸出，如何使８盞 LED 亮滅；描述如 何設置 AVR 單片機的 I/O 口為輸入，如何讀取８個按鈕； 2、寫出擴展實驗的流程圖與源程序。
實驗 3中斷與定時器實驗
一、實驗項目
1、利用定時器產生周期為 1 秒的中斷，讓 PD 口連接的 8 個 LED 燈實現二進 制計數顯示的秒表。 2、利用 PWM 占空比調節功能，使用定時器輸出兩路動態 PWM 信號，結果以 亮度的形式顯示在對應的 LED 上，并通過兩個按鍵調節 LED 的亮度。二、實驗目的 1、掌握定時器產生所需定時時間的方法。 2、掌握 PWM。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
 定時器，PWM。
五、電路原理圖
圖3.1 二進制顯示秒表電路圖
六、實驗內容與步驟
第一部分 定時器中斷
1、連線
用杜邦線按圖 3.1 連線，PD 口接 LED。
2、程序流程圖（供參考）
D 口輸出
T1 定時器初始化： 普通模式， 64 分頻， 定時器初值＝49911
T1 溢出中斷允許 總中斷允許
循環等待
T1 定時溢出中斷服務 程序流程
重設計數值 49911
秒計時值+1
秒計時值輸出顯示
3、操作步驟
(1)創建工程目錄“exam3-1”。 (2)將“..\Include\”目錄下的頭文件 iom48v.h 拷貝到本工程目錄“exam3-1” (3)創建工程“exam3-1” (4)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (5)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。
(6)創建 exam3-1.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (7)編寫 exam3-1.c 文件，exam3-1.c 的語句如下(參考代碼)：
#include "iom48v.h" unsigned char second=0;
// IO口初始化函數
void io_init(void) {
//補充代碼;
}
void t1_init(void)
{
TCCR1B= ; #pragmainterrupt_handlerInt_T1:
void Int_T1(void)
{
//補充代碼;
}
void main(void) { io_init(); t1_init(); TIMSK1|=;
SREG|= ;
TCCR1A= ; while (1) ;
TCNT1= ;}
}
(8)編譯連接exam3-1工程(操作如實驗1的操作步驟)。
(9)下載exam3-1.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行(操作如實驗1的操作步 驟)，觀察運行結果。
第二部分 PWM 輸出 1、連線
用杜邦線按圖 3.2 連線。
圖3.2 LED調光燈電路圖
2、程序流程圖（供參考）
B1 輸出，B6B7 輸入（上拉）
T1 定時器初始化： 8 位快速 PWM 模式，1 分頻，比較輸出 式：比較匹配時清零 OC1A/OC1B，比 較匹配初值 OCR1A ＝ 120
接 B6 的按鍵按下？ Y 比較匹配值 OCR1A+1
3、操作步驟
(1)創建工程“exam3-2” (2)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (3)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (4)創建 exam3-2.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (5)編寫 exam3-2.c 文件，exam3-2.c 的語句如下(參考代碼)：
#include "iom48v.h"
//延時函數
void delay(unsigned int x) {
while ( x--) ;
}
void main(void) { DDRB=0x03; PORTB|=0xFF; TCCR1A=0b10100001; TCCR1B=0b00001001; if ((PINB & 0x40) == 0)
if (OCR1A<255) { OCR1A+=1; delay(2000); }
if ((PINB & 0x80) == 0)
if (OCR1A> 200) { OCR1A-=1; delay(2000); } CR1=0x00FF; } OCR1A=120; }while (1) {
(6)編譯連接exam3-2工程(操作如實驗1的操作步驟)。
(7)下載exam3-2.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行(操作如實驗1的操作 步驟)，觀察運行結果。
九、擴展實驗
1、將第一部分的秒表改為數碼管顯示（只需顯示一位）。
2、針對PWM輸出實現調壓功能的實驗，任意選用一種檢驗方法并記錄實驗結
果（檢驗方法一：用萬用表測量電壓的變化；檢驗方法二：用示波器觀察輸出波形；
檢驗方法三：接直流電機觀察電機的轉速變化；）
3、如果要用T0實現按鍵計數功能，請提供電路圖、寄存器配置情況（含說明）、 程序流程圖；
十、實驗報告要求
1、描述擴展實驗中控制數碼管顯示的方法。
2、描述 PWM 控制 LED 變亮和變暗的算法。
實驗 4鍵盤掃描顯示實驗
一、實驗項目
1、矩陣鍵盤與數碼管的動態刷新顯示。
2、利用 AVR 內部的模數轉換將一個測量的電壓值顯示在 4 位數碼管上。
二、實驗目的
1、掌握數碼管動態刷新顯示的方法。2、掌握矩陣鍵盤掃描的程序設計方法。
3、掌握 AVR 單片機內置的 A/D 模數轉換的使用方法。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
數碼管動態刷新顯示，鍵盤掃描，A/D 模數轉換。
五、電路原理圖
圖4.1 矩陣鍵盤與顯示電路圖
六、實驗內容與步驟
1、連線 2、程序流程圖（供參考）
C 口 D 口輸出 B 口高 4 位輸出，低 4 位輸入上拉
T1 定時器初始化： (定時時長為 5ms) CTC 模式，64 分頻
CTC 中斷允許 總中斷允許
矩陣鍵盤 掃描與判斷
確定鍵值
T1 定時器 CTC 中斷服 務程序流程
K＝（K+1）%4
關閉所有位控 根據 K 值輸出 顯示字形碼
根據 K 值 打開相應位控
鍵值譯碼 （譯成顯示碼）
3、操作步驟
(1)創建工程目錄“exam4”。 (2)將“..\Include\”目錄下的頭文件 iom48v.h 拷貝到本工程目錄“exam4” (3)創建工程“exam4-1” (4)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。
(5)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (6)創建 exam4-1.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (7)編寫 exam4-1.c 文件，exam4-1.c 的語句如下(參考代碼)：
#include "iom48v.h"
#include <macros.h>
const unsigned char disp[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,
0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xa7,0xa1,0x86,0x8e,0xff}; // 顯示緩沖區，分別存放的是千位、百位、十位、個位的段碼；
unsigned char ledbuf[]={0xff,0xff,0xff,0xff}; unsigned char k=0; //顯示刷新標志
unsigned int x=1234;
// 定時器 1 的初始化，CTC 模式，8 分頻，定時 5ms void disp_init(void) { TCCR1A= ; TCCR1B= ; OCR1A=;// 計數周期為 5mS，F=1M數值
ICR1= ;
TIMSK1 = 0x02; // 比較中斷 A 允許
TIFR1 = 0x02;
}
// 定時中斷服務程序
#pragmainterrupt_handlerInt_TCCR1A:
void Int_TCCR1A(void) { // 補充代碼，實現以下功能 // 刷新段碼與位控制，用變量 K 實現輪流刷新的目的
}
//IO 口初始化函數
void io_init(void) {
DDRB = 0xF0; /*設置高 4 位為輸出，控制 4 位數碼管*/
PORTB = 0xFF; DDRC = 0xFF; PORTC = 0xFF; DDRD = 0xFF; PORTD = 0xFF; }
//延時函數
void delay(unsigned int x) {
while ( x--) ;
}
// 譯碼程序，將顯示的數據譯成段碼，存入 ledbuf 數組中
void decode(unsigned int b)
{ // 補充代碼，實現以下功能 // ledbuf[0]保存千位數顯示碼，ledbuf[1]保存百位數顯示碼， // ledbuf[0]保存十位數顯示碼，ledbuf[0]保存個位數顯示碼
}
void main(void) {
unsigned char key=0,keycode; io_init(); // IO 初始化 disp_init(); // 定時器初始化 /*中斷使能*/ SEI(); while (1) {
PORTB = 0x0F;
keycode= (~PINB) & 0x0F;
if (keycode != 0x00) { PORTB = ~0x10;
keycode = (~PINB) & 0x0F;
switch(keycode){
case 0x01:key=0;break; case 0x02:key=1;break; case 0x04:key=2;break; case 0x08:key=3;break; }
PORTB = ~0x20;
keycode = (~PINB) & 0x0F;
switch(keycode){
case 0x01:key=4;break; case 0x02:key=5;break; case 0x04:key=6;break; case 0x08:key=7;break; }
PORTB = ~0x40;
keycode = (~PINB) & 0x0F;
switch(keycode){
case 0x01:key=8;break; case 0x02:key=9;break; case 0x04:key=10;break; case 0x08:key=11;break; }
PORTB = ~0x80;
keycode = (~PINB) & 0x0F;
switch(keycode){
case 0x01:key=12;break; case 0x02:key=13;break; case 0x04:key=14;break; case 0x08:key=15;break; }
PORTB = 0xFF; ledbuf[0] = 0xFF; ledbuf[1] = 0xFF; ledbuf[2] = 0xFF; ledbuf[3] = disp[key]; }
delay(30000);
}
}
(8)編譯連接exam4-1工程(操作如實驗1的操作步驟)。
(9)下載exam4-1.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行(操作如實驗1的操作步 驟)，觀察運行結果。
七、擴展實驗
1、修改部分的程序代碼，使新輸入的數據顯示在個位上，原數據自動向左移動 一位；
實驗 5A/D轉換實驗
一、實驗項目
1、矩陣鍵盤與數碼管的動態刷新顯示。
2、利用 AVR 內部的模數轉換將一個測量的電壓值顯示在 4 位數碼管上。
二、實驗目的
1、掌握數碼管動態刷新顯示的方法。
2、掌握模數轉換器的基本工作原理與關鍵技術指標。
3、掌握 AVR 單片機內置的 A/D 模數轉換的使用方法。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
數碼管動態刷新顯示，鍵盤掃描，A/D 模數轉換。
五、電路原理圖
圖5.1 AD測量與顯示電路圖
六、實驗內容與步驟
1、連線
用杜邦線按圖 5.1 連線。注意：AVCC 接 VCC，AREF 通過 0.1uF 電容接地； 2、程序流程圖（供參考）
C 口 D 口輸出 B 口高 4 位輸出，低 4 位輸入上拉
AD 初始化： 基準源：VCC 通道 4，等等
T1 定時器初始化： (定時時長為 5ms) CTC 模式，64 分頻
CTC 中斷允許 總中斷允許 讀取 AD 測量值 將 AD 值轉換為 電壓數據
顯示數據譯碼
T1 定時器 CTC 中斷服 務程序流程
K＝（K+1）%4
關閉所有位控 根據 K 值輸出 顯示字形碼
根據 K 值 打開相應位控
3、操作步驟
(1)創建工程“exam5” (2)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (3)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (4)創建 exam5.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (5)編寫exam5.c 文件，exam5.c 的語句如下(參考代碼)： #include "iom48v.h"
const unsigned char disp[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0};
unsigned char ledbuf[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; unsigned char flag,k=0; //顯示刷新標志
// 定時器 1 的初始化，CTC 模式，8 分頻
void disp_init(void) { TCCR1A = 0x00; TCCR1B = 0x0A; OCR1A = 625; ICR1 = 625;
TIMSK1 = 0x02; /*比較中斷 A 允許*/
TIFR1 = 0x02;
}
// 定時中斷服務程序
#pragmainterrupt_handlerInt_TCCR1A:
void Int_TCCR1A(void) { // 補充代碼，實現以下功能 // 刷新段碼與位控制，用變量 K 實現輪流刷新的目的
}
// IO 口初始化函數
void io_init(void) { DDRB = 0xF0; // 設置高 4 位為輸出，控制 4 位數碼管 PORTB = 0xFF; // 高 4 位輸出低電平，點亮 4 位數碼管 DDRC = 0x0F; PORTC = 0x0F; DDRD = 0xFF; PORTD = 0xFF;
ADMUX= ;//基準 AVCC、通道 4 ADCSRA= ;//使能，開始 ADCSRB=;//ACME=0為 AD通道，=1為模擬比較器通道
}
// ADC 采樣函數，采樣第 4 通道信號，采樣頻率
unsigned int get_ad(void) {
unsigned int i; ADCSRA= ;//使能，開始 ;//等待采樣結束 i= ;//讀取 AD結果 ADCSRA &= ~(0b00010000); //清標志,關閉轉換 return i; //返回結果
}
// 十六進制數轉十進制段碼函數
void decode(unsigned int b) { ledbuf[3]=disp[b%10]; b=b/10; ledbuf[2]=disp[b%10]; b=b/10;ledbuf[1]=disp[b%10]; ledbuf[0]=disp[b/10]; ledbuf[0] &= ~0x80; // 加小數點
}
void main(void) {
unsigned int x = 0; io_init(); //初始化 IO 口disp_init(); //顯示初始化 SREG |= 0x80; decode(x); while (1) { x = get_ad();// 獲取 AD值 decode(x);// 試著增加或修改代碼，將 AD值轉成電壓值來顯示
delay(20000);
}
}
(6)編譯連接exam5工程(操作如實驗1的操作步驟)。
(7)下載exam5.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行(操作如實驗1的操作步 驟)，觀察運行結果。
七、擴展實驗
1、系統要求如下：
（1）將模擬輸入通道改為 1 號通道（ADC1）；
（2）定時（100ms）啟動測量 AD 測量；
（3）采用平滑移動法處理測量數據；即只保留最新的 10 個采樣數據，若出現 第 11 個數據，則將最早測量的那個數據去掉， （4）對當前的 10 個數據進行中值濾波處理，即去掉最大值與最小值，然后計 算剩余 8 個數據的平均值。 2、用 LM35D 取代電位器，設計算法，顯示出測量的溫度值；
八、實驗報告要求
1、描述擴展實驗中修改 A/D 通道的方法。
2、寫出擴展實驗修改過的函數的原程序清單。
實驗 6串行通訊實驗
一、實驗項目
1、使用 AVR 的串行口傳送預設的數據
2、使用 AVR 的串行口接收數據并實時顯示。
二、實驗目的
1、掌握 AVR 單片機串行口發送數據與接收數據的方法。
三、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVRmega48 學習板，AVR 下載器。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
四、知識點
數碼管動態刷新顯示，按鍵掃描，串行通訊。
五、電路原理
圖 6.1 串口通信電路圖
六、實驗內容與步驟
1、連線
1、用杜邦線按圖 6.1 連接。 2、實驗需同時用兩套 ATmega48 學習板，用 A 板與 B 板加以說明。 3、A 板的 TXD（3）引腳與 B 板的 RXD（2）引腳相連，B 板的 TXD（3）引 腳與 A 板的 RXD（2）引腳相連。 4、兩套學習板的 GND（8）線相連。
2、程序流程圖（供參考）
 端口初始化
 5msT1 定時器初始化
串口初始化：4800bps， 異步，8 數據位，1 停止位，無校驗位， 接收中斷使能，發送使能
 X＝0，顯示譯碼
 Y
接 D7 的按鍵按下？ X＝‘A’ 顯示譯碼
N
接 D6 的按鍵按下？ Y X＝‘0’ 顯示譯碼
N 串口發送 X 的內容
串口發送 X 的內容
接 D5 的按鍵按下？
N Y X＝X+1 顯示譯碼 串口發送 X 的內容
串口數據接收完成 中斷服務程序流程 T1 定時器 CTC 中斷服 務程序流程
讀取接收數據，送 X K＝（K+1）%4
對 X 譯碼 關閉所有位控
根據 K 值輸出 顯示字形碼
3、操作步驟
(1)創建工程目錄“exam6”。 根據 K 值 打開相應位控
(2)將“..\Include\”目錄下的頭文件 iom48v.h 拷貝到本工程目錄“exam6” (3)創建工程“exam6” (4)設置工程參數(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (5)將頭文件 iom48v.h 添加到本工程(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (6)創建 exam6.c 文件并加入到本工程中(操作如實驗 1 的操作步驟)。 (7)編寫exam6.c 文件，exam6.c 的語句如下(參考代碼)： #include "iom48v.h"
const unsigned char disp[] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
unsigned char x=0;
unsigned char ledbuf[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; unsigned char flag,k=0; //顯示刷新標志
//延時函數
void delay(unsigned int x) {
while ( x--) ;
}
/*十六進制數轉十進制段碼函數*/
void int_to_bcd(unsigned int temp) {
unsigned char i;
for (i = 3; i > 0; i--) { ledbuf = disp[temp%10]; /*提取當前變量最低位*/ temp = temp/10; /*去掉當前最低位值*/
}
ledbuf[0]=disp[temp];
}
// 定時中斷服務程序
#pragmainterrupt_handlerInt_TCCR1A:
void Int_TCCR1A(void) { // 補充代碼，實現以下功能 // 刷新段碼與位控制，用變量 K 實現輪流刷新的目的
}
// 串口 0 接收完成中斷服務程序
#pragma interrupt_handler uart_receive:
void uart_receive(void)
{
x=UDR0;
int_to_bcd(x);
}
// IO 口初始化
void io_init(void) { DDRB = 0xFF; PORTB = 0xFF; DDRC = 0x0F; //設置低 4 位為輸出，控制 4 位數碼管 PORTC = 0xFF; //低 4 位輸出高電平，關閉 4 位數碼管
DDRD = 0x00; PORTD = 0xFF;
}
// 定時器 1 的初始化，CTC 模式，8 分頻 void disp_init(void) { TCCR1A = 0x00; TCCR1B = 0x0A; OCR1A = 625; ICR1 =625; TIMSK1 = 0x02; EIMSK = 0x01;
}
// 串行口初始化，波特率=4800 主頻=1M
void uart_init(void) { UCSR0A=0x40; // bit6,1,0 三位要寫內容 UCSR0B=0b10011000; // 接收結束中斷使能，接收使能，發送使能UCSR0C=0b00000110; // 異步，無校驗，1 位停止位，8 位數據，上 升沿發送數據 UBRR0=12; // 波特率=4800 ，Fosc=1Mhz
}
void send(unsigned char x) { // 串口發送 while(!(UCSR0A&0x20)); UDR0=x;
}
void main(void) { io_init(); disp_init(); uart_init(); SREG|=0x80; x=0;int_to_bcd(x); while (1) {
if(!(PIND&0x20)) {
delay(200);
x=0x41; int_to_bcd(x); send(x);
delay(200);
}
if(!(PIND&0x40)) {
delay(200);
x=0x31; int_to_bcd(x); send(x);
delay(200);
}
if(!(PIND&0x80)) {
delay(200);
x++; int_to_bcd(x); send(x);
delay(200);
}
}
}
(6)編譯連接exam6工程(操作如實驗1的操作步驟)。
(7)下載exam6.hex燒寫文件到ATmega48學習板并運行(操作如實驗1的操作步 驟)，觀察運行結果。
七、擴展實驗
自行查找單片機與PC機通信的技術要求，制作相應的通信模塊，應用串行口實 現單片機學習板與PC機的數據通信（提示:PC機端可用超級終端或串口助手等工具 軟件）
八、實驗報告要求
1、描述擴展實驗中單片機與 PC 機通信的手段與方法。
2、記錄串口實驗的全過程。
實驗 7-1單片機應用系統設計—電子時鐘
一、實驗項目
數字電子鐘應用系統，基于自己制作的電路板，以 ATmega48 為核心，配合數 碼管顯示屏（或液晶顯示屏）為用戶提供長期、連續、可靠、穩定的工作環境。
二、實驗類型
設計性。
三、計劃學時
4 學時。
四、指導思想
學生能運用已學的電路知識、計算機知識、單片機硬件和軟件知識，基于 AVR 單片機設計一個有獨到之處的系統，激發學生學習的主動性和創新意識，培養學生 獨立思考、綜合運用知識、提出問題和解決復雜問題的能力。
五、實驗目的及要求
通過本實驗使學生掌握從題目構思到選型、硬件設計、硬件調試、軟件設計和 軟件調試的單片機設計方法。 系統要求：
1、能顯示時、分、秒、日期及時間和日期調整功能；
2、能設定兩個以上的鬧鐘時間；
3、自定義其它擴展功能。
六、涉及的內容或知識點
傳感器采樣，控制器的控制，鍵盤輸入和數碼管顯示等知識。
七、采用的教學方法和手段
本實驗為設計性實驗，教師給出題目范圍，由學生自主完成系統硬件設計和程序 編制。
八、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVR 下載器，學生自己制作的系統。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
九、實驗報告和結果要求
1、實驗報告：
① 設計概況；
② 硬件電路圖（原理圖與實物照片）；★
③ 軟件流程圖；★★★
④ 源程序清單；
⑤ 操作說明；
⑥實驗結果分析。
2、自制的應用系統目標板（能按操作說明操作、使用）。
提示：可以外接蜂鳴器模塊、DS1302 實時時鐘模塊、LCD1602 模塊等；
實驗 7-2單片機應用系統設計—溫度報警系統
一、實驗項目
系統采樣溫度并顯示；當溫度超過限定值則報警；通過“設置”、“+”和“-”鍵修 改溫度限定值。 要求：
1、根據系統功能選擇一個性價比較高的 AVR 單片機為控制芯片；
2、獨立設計硬件電路，自制實驗系統；
3、獨立完成軟件設計并調試。
二、實驗類型
綜合性。
三、計劃學時
4 學時。
四、指導思想
通過本實驗，學生能利用 AVR 單片機的豐富硬件資源設計一個實際應用系統， 使學生掌握電子產品的設計過程。
五、實驗目的及要求
通過溫度傳感器完成溫度的采樣和顯示；當溫度超過警戒值則報警；通過“設 置”、“+”和“-”鍵修改溫度警戒值。 要求：
1、使用 AVR 單片機為控制芯片；
2、使用 AD 模擬采集的溫度數據（0～5V 表示 0～50℃）；
3、使用 4 位八段數碼管顯示當前測量的溫度值（要求保留 1 位小數）；
4、溫度上限值與溫度下限值保存在 EEPROM 中（初值為 30℃和 10℃）；
5、當測量溫度高于設定的上限值時，蜂鳴器響，開啟冷水閥（用 LED 模擬）； 當測量溫度低于設定的下限值時，蜂鳴器響，開啟熱風閥（用 LED 模擬）； 當測量溫度在下限與上限之間時，蜂鳴器、冷水閥、熱風閥均關閉； 6、用 3 或 4 個按鍵修改溫度上限與下限值，溫度上限與下限在修改時必須用數碼管 顯示， 7、通過按鍵修改好的溫度上限值與下限值能保存在單片機內部。 通過本實驗掌握單片機對模擬信號的采集和處理，掌握單片機串行數據傳送技 術和電路、軟件設計方法，掌握 LED 數碼管電路和軟件設計方法，掌握按鍵和蜂鳴 器的電路和軟件設計方法。
六、涉及的內容或知識點
溫度采樣，一線數據傳送總線，LED 數碼管驅動，串行轉并行的數據傳送，揚 聲器驅動，按鍵處理。
七、采用的教學方法和手段
本實驗為綜合性實驗，教師給出題目并提出設計目標和要求，設定需實現的技術 指標，由學生自主完成系統硬件的組合設計和程序的編制。
八、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVR 下載器，學生自己制作的系統。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
九、實驗報告和結果要求
1、實驗報告：
① 設計概況；
② 硬件電路圖（原理圖與實物照片）；★
③ 軟件流程圖；★★★
④ 源程序清單；
⑤ 操作說明；
⑥ 實驗結果分析。
2、自制的應用系統目標板（能按操作說明操作、使用）。
提示：可以外接蜂鳴器模塊、LM35D 測溫芯片或 DS18B20 測溫芯片等；
實驗 7-3單片機應用系統設計—小型測控系統
一、實驗項目
系統是基于自己制作的電路板，至少包括傳感器檢測、控制（電機等）、鍵盤 輸入參數和數碼管顯示當前狀態等。具體方案由學生獨立自行設計。
二、實驗類型
設計性。
三、計劃學時
4 學時。
四、指導思想
學生能運用已學的電路知識、計算機知識、單片機硬件和軟件知識，基于 AVR 單片機設計一個有獨到之處的系統，激發學生學習的主動性和創新意識，培養學生 獨立思考、綜合運用知識、提出問題和解決復雜問題的能力。
五、實驗目的及要求
通過本實驗使學生掌握從題目構思到控制器選型、硬件設計、硬件調試、軟件 設計和軟件調試的單片機設計方法。 系統是基于 AVR 單片機，至少包括傳感器檢測、控制（電機等）、鍵盤輸入 和數碼管顯示當前狀態等。具體方案由學生獨立自行設計。
六、涉及的內容或知識點
傳感器采樣，控制器的控制，鍵盤輸入和數碼管顯示等知識。
七、采用的教學方法和手段
本實驗為設計性實驗，教師給出題目范圍，由學生自主完成系統硬件設計和程序 編制。
八、實驗設備與平臺
1、實驗設備：計算機（PC），AVR 下載器，學生自己制作的系統。
2、軟件平臺：ICCAVR C 語言程序開發軟件。
九、實驗報告和結果要求
1、實驗報告：
① 設計概況；
② 硬件電路圖（原理圖與實物照片）；★
③ 軟件流程圖；★★★
④ 源程序清單；
⑤ 操作說明；
⑥實驗結果分析。
2、自制的應用系統目標板（能按操作說明操作、使用）。
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