现在位置 >首页 > 所有 AVR单片机介绍 分类文章

Atmel基于ARM和AVR微控制器助力Secret Labs智能手表

2013年06月19日 54 次阅读

爱特梅尔公司(Atmel® 德克萨斯扑克在线 Corporation)宣布Secret Labs最近发布的 “AGENT” 智能手表使用了爱特梅尔的SAM4S 和 tinyAVR®微控制器。
“AGENT” 智能手表结合使用SAM4S和tiny AVR解密微控制器,为用户提供更长的电池寿命,其功耗比竞争解决方案减少一半以上。通过使用爱特梅尔tinyAVR微控制器中的专利picoPower® 技术,并且结合SAM4S微控制器的低功率RAM保持功能,实现了极低的功耗。tiny AVR破解 MCU处理维护任务和事件,而SAM4S 基于ARM® MCU则处理操作系统和手表应用。这种组合优化了功率使用,并且使得较大的SAM4S微控制器尽可能长时间保持在睡眠模式。而且,这款新型智能手机在剩余电池寿命达到10% 时以智能方式进入飞行模式,即使在低电池功率条件下也能够实现传统的手表功能。
Secret Labs创办人Chris Walker表示:“我们很高兴推出这款具有最高能效且易于编程的智能手表,使用爱特梅尔的微控制器,我们现在可以提供具有丰富功能的极低功率手表。对于应用开发人员,我们提供了免费的软件开发套件,让他们方便地开发丰富用户生活的手表应用。”
“AGENT” 是具有1.28英寸户外可读显示屏、无线充电和蓝牙4.0的电池供电智能手表,这款手表还可显示来自智能手机的消息,并且集成第三方智能手机应用。新型智能手表具有防闪烁玻璃透镜和缝结具有特色的22mm腕带。
爱特梅尔高级产品市场经理Andreas Eieland表示:“我们看到更多的消费者使用智能手表以简化其忙碌的生活,对于Secret Labs选择爱特梅尔MCU助力其下一代智能手表系列,我们感到万分高兴。通过结合我们基于AVR和ARM的微控制器产品,爱特梅尔能够为这种新型智能产品提供合适的功率性能。而且,我们预期面向第三方开发人员的软件开发工具包将创造新的应用浪潮,从根本上简化消费者的生活并且增添全新的娱乐。我们期待与Secret Labs合作开发未来的设计。”
Secret Labs的 “AGENT” 智能手表现在通过Kickstarter供货。

AVR单片机解密藉智能卡IC解密优势出挑

2013年06月14日 56 次阅读

当今,中国IC卡应用已成为全球IC卡应用最重要的组成部分,年均发卡量已占到全球发卡总量的15%。在每年28亿张IC智能卡的需求带动下,全球各大芯片供应商有望在电信卡、社保卡、二代身份证、金融IC卡、健康卡、移动支付及城市通卡等领域中,找到新的增长空间。
众所周知,芯片是IC卡中不可或缺的部分,然而目前主要的IC卡芯片制造商为TI(美国)、Atmel(美国)、Catalyst(美国)、Motorola(美国)、NEC(日本)、Oki(日本)、Toshiba(日本)、Hitachi(日本)、Philips(荷兰)、Siemens(德国)、SGS(法国)等国外公司。在缺芯少技术的前提下,中国大部分IC卡制造企业依赖芯片进口,也有一小部分芯片解密研究所如AVR解密工作室,通过IC卡芯片反向工程研发带动了我国整体IC卡的制造水平。
Atmel IC卡芯片介绍
Atmel公司是IC卡用芯片的主要生产厂家之一,其所提供的IC卡用芯片种类较多,功能较丰富,有简单存储芯片和加密存储芯片两种。简单存储芯片如:AT24C01A、AT24C02、AT24C04、AT24C08、AT24C16、AT24C32、AT24C64等,是不具备加密功能的EEPROM卡。因此,用简单的编程器就能读取单片机内程序,AVR单片机解密工作室可为广大客户提供该系列单片机的批量晶圆代工、OEM代工代料及一系列客制化工艺服务。
ATMEL加密卡IC解密研究
AT88SC102、AT88SC1604、AT88SC1608、AT88SC153等型号的IC卡为ATMEL加密卡,也是AVR破解工作室

如要在首页显示图片可以用此替换上句-->

AVR单片机ADC的应用

2013年05月23日 45 次阅读

1.数模转换的基础知识
数模转换器(ADC)基本上是一个比例上的问题,即由ADC产生的数字值跟输入模拟量与转换器量程的比值有关的。转换关系如下:
Vin/Vfullscale=X/(2N-1)  其中X是数字输出,N是数字输出的位数(ADC的位数),Vin是模拟输入量的值,Vfullscale是模拟输入量的最大值。
数模转换的转换精度计算:
Vresolution=Vfullscale/((2N-1)
2.AVR微控器的ADC介绍
AVR微控器的ADC具有两个ADC寄存器:ADC控制与状态寄存器ADCSR控制ADC的运行;AVR解密多路复用选择器ADMUX,控制8个测量的模拟量输入。
为了ADC以最大的精度操作时,要求使用50HZ—200K HZ之间的时钟频率,选择合适的比例分频因子以获得50HZ—200KHZ的转换频率。由于ADC的速度比较慢,如果处理器在ADC转换数据时处于等待状态,会浪费时间,则AVR破解通常采用中断模式。ADC初始化:
(1) 设置ADCSR的最低三位,确定分频因子
(2) 设置ADIE为1,打开中断模式
(3) 设置ADEN为高电平,使ADC有效
(4)  设置ADSC,以马上开始转换
3.应用
系统功能:当在模拟通道3输入电压超过3V时,系统点亮红色LED;当输入电压小于2V时,点亮黄色LED,当输入电压在2V–3V间,点亮绿色LED.
硬件连接:三个LED分别接至AT908535的PORD口的PORTD.0、 PORTD.1、PORTD.2 AVR微控制器的ADC外设会根据所使用的具体微控制器而有所不同,所有的ADC都对VCC连接中的引脚电压有噪声抑制要求,有些拥有内置的噪声消除器,有些则拥用在内部控制Vref的能力,使用ADC时需要查看相关微控制器的手册。

基于AVR电力机车智能辅保系统的实现

2012年07月17日 55 次阅读

  电气机车辅助系统中有劈相机、空气压缩机、通风机及制动风机等各种类型的电机。运行中为了防止出现短路、过流等异常情况而烧毁电机,通常配置辅助保护系统,起到及时监测电机故障并加以处理的作用。目前电力机车上安装的avr解密辅保系统都是模拟电路装置,系统硬件复杂,又不方便司机使用和维修。因此,设计一种实时性高、性能可靠的智能辅保系统替代原有的模拟电路装置势在必行。
  1 系统的主要功能与设计思想
    1.1 系统的主要功能
     (1)辅机保护功能,即在机车运行过程中,对辅助系统内的各电机出现的短路故障能及时给出故障状态显示,在规定的持续时间内,故障若不消失,对该电机能够实现二次保护控制。
     (2)机车辅助系统内的各电机若出现了过流或单相故障,能及时给出相应故障状态显示。在规定的过流或单相故障持续时间内,检测其故障是否消失,如果故障一直未消失消失,对该电机进行一次保护控制。
     (3)在对电机一次保护后的规定时间内,若电机故障仍然未消除,则立即控制主接触器断开,实现对该电机的二次保护控制。
     (4)辅助系统的劈相电机出现启动电阻甩不开的故障时,能够控制主接触器断开,以实现对该电机的二次保护。
     (5)在启动辅助系统各电机之前,能够进行检查系统状态显示、输出控制等功能的实验,确保系统硬件电路安全性及可靠性。
     (6)对辅助系统各电机进行实时故障检测的各故障持续的延时时间可以根据实际情况进行相应调整,但不影响系统功能。
    1.2 系统的设计思想
      以高档微控制器为核心构成智能化辅保系统,符合电力机车发展的方向,既可充分发挥软件的功能,又能简化硬件构成,无论在功能上还是在可靠性及安全性上,都可完全替代目前广泛使用的模拟电路辅保装置。
      1.2.1 系统的微控制器芯片AT90S8535
        美国ATMEL公司推出的90系列单片机是增强RISC内载Flash的高性能八位单片机,通称为AVR单片要同[1~2],设计上采用低功耗CMOS技术,而且在软件上有效支持C高级(用IAR系统的ICC90C编译器编译)及汇编语言(用AVR汇编器编译)。
        其中,AT90S8535是功能较强的一种型号,它有40引脚PDIP和44引脚PLCC、TQFP等多种封装形式,具有以下主要特征:
        (1)其片内带有一个8通道的A/D转换器及一个模拟比较器。
        (2)两个带预分频及比较模式的8位定时器/计数器T/C0、T/C1;一个16位的带预分频及比较模式、捕获模式及双工8位、9位或10位的PWM输出的定时器/计数器T/C1;而且定时器/计数器T/C2可作为带单独晶振的RTC使用。
        (3)32条通用I/O线及32个通用8位寄存器R0~R31,64个I/O专用寄存器。
        (4)片内有8K字节可下载的Flash存储器,程序下载采用其SPI串行接口,使用寿命为1000次。
        (5)有512字节的EEPROM(使用寿命为10万次)及512字节的内部SRAM。
        (6)带片内晶振器的可编程看门狗定时器;并有三种可通过软件选择的电源节电模式;闲置模式、掉电模式及省电模式。
        (7)供电电压Vcc为4.0~6.0V,可以全静态工作,范围为0~8MHz;具有118条功能强大的指令,大多数执行时间为单时钟周期,指令周期最短仅为125ns。
        (8)提供16种不同的内、外中断源(其中有两个外部中断源)。
        (9)可编程的全双工串行通信接口UART及同步串行接口SPI。
        以AT90S8535嵌入式高效微控制器构成智能化辅保系统的主控制电路,无需外扩多通道A/D转换器及程序存储器、数据存储器,大大简化了系统的硬件。尤其是其内部又有硬件看门狗电路及相应的看门狗指令控制,提高了系统的可靠性及安全性,选型相对以往的AT89系列单片机,在性能上要强得多,而且开发手段更为方便。
      1.2.2 AT90S8535的ADC的主要特性和工作原理
        AT90S8535的优越性在于其片内有一个8通道的10位ADC,ADC与一个模拟多路转换器相连,还包含一个采样保持器。该器件的A口的每一引脚(PA0~PA7)均可作为ADC的模拟输入端,A口不用作模式输入的个别引脚又可作为数字输入使用。
        ADC有两个单独的模拟供电引脚AVCC和AGND。使用时,AGND和GND必须相连,AVCC和Vcc的电压必须保持±0.3V的不同,并通过RC网络相连。外部参考基准电压通过AREF引脚加入。
        ADC通过内部预分频器ADCPS保证将系统时钟频率转化为50~200kHz之间的ADC可接受牟时钟频率。ADC一般至少需要13个时钟周期完成一次转换,因此转换时间范围为65~260μs。ADC为用户提供了内部中断方式的处理,可以满足实时性的要求。每次转换完成时,ADC转换器完成中断就可以被激活。
        ADC还有一个噪音清除器,通过正确的使用,确保在闲置模式转换过程中减少包括从CPU核中出来的噪音。
        ADC被使能后,可以选择单一转换和自由运行两种模式之一工作。要单一转换模式下,每次转换由用户触发;在自由运行模式下,ADC连续取样,并更新ADC的数据寄存器。建议用户使用单一转换模式。ADC产生的10位结果保存在数据寄存器ADCL和ADCH中,其内部特殊数据保护逻辑要求读取数据时,先读ADCL,后读ADCH。
    1.3 系统监测对象
      本系统完成监测对象主要有:(1)劈相机三相信号;(2)通风机电机三相信号;(3)制动风机电相三相信号;(4)各种电机接触器信号。系统通过输入电路完成对这些信号的调理,向系统主控制电路提供6模拟量输入及5路数字开关量输入,还提供5路条件标志。
      经实验可知,当检测到各路电机对应的模拟量输入电压在0.69V~4.5V之间时,可认为电机发生了过流故障,而且规定的过流故障持续的时间随输入电压范围不同又分为多个不同区段,软件应保证按不同的时间区段对电机进行一次保护;输入电压若在4.5V以上,可以为电机发生了短路故障,在0.5秒的持续时间内,故障一直未消除,则对电机立即实施二次保护控制,防止电机实施二次保护控制,防止电机被烧毁;5路数字开关量通道的某路输入出现高电平时,则认为该路电机发生了单相故障,在3秒故障持续时间内故障一直不消失,对电机实施一次保护控制。无论单相还是过流故障,在对电机一次保护后的0.5秒持续时间内故障仍未消除,则实施二次保护控制。通过上述手段,能起到监测电力机车辅助系统中的各电机是否正常工作、当出现故障时及时发现并对电机加以保护的作用。
2 系统的硬件和软件设计
  2.1 系统的硬件设计
    系统主要由输入调理电路、控制输出部分及显示电路、系统主控制电路组成。输入信号的调理电路为系统主电路提供多路模拟量及数字开关量输入通道,设计中主要考虑了信号与现场的隔离和抗干扰。输出电路完成对各电机接触器及主接触器的控制,即能对出现故障的电机实现一次保护或二次保护,并提供各通道电机故障的显示,确保电机的安全。
  2.2 系统的软件设计
    系统软件采取模块化结构,系统各任务模块在功能上应尽量保持独立。将各任务模块放在时钟中断服务程序中执行,就可将系统各监测任务所需的各不相同的众多故障持续延时时间转化为执行频率。
  2.2.1 数据采集程序的设计
      以通道0为例,系统利用其片内10位ADC进行模拟量采集的软件初化程序段如下:
  .include “8535def.ine”
  .def count=”r14″
  .def flag=”r15″
  .def result=”r16″
  .def temp=”r17″
  .def [...]

4K全面爆发 天龙AVR-3313高级AV功放

2012年06月29日 107 次阅读

我们身边越来越多的数字家电的关键词中经常出现智能、wifi还有4K。最热门的技术革新想必4K是一个非常受众厂商所重视的领域。在4K领域里已经有了很多成员,如索尼VPL-VW1000ES家用3D投影机、东芝REGZA55XS5液晶电视、JVC GY-HMQ10摄影机等,如今功放产品也要进入4K时代了,为了迎合新一代家庭影院AV功放的要求,天龙近期推出了一款高级AV功放AVR-3313,全面支持未来的4K(3840×2160)超高清视频输出能力。
  作为一款高级的AV功放,AVR-3313可以对应全新的多媒体应用和未来超高清视频要求,支持4K超高清视频输出,支持4096×2160视频信号传输(4K2K),支持4K HDMI端子双输出 ZONE2输出,为超高清视频的应用做好准备。
  升级后的AVR-3313加入了Airplay功能,支持高清网络播放功能,带来了新一代的AV娱乐享受。除了可以无线连接iPod、iPhone或者iPad外,也可以在电脑上安装iTunes后连接到电脑,通过电脑内的终端来控制AV功放。
  AVR-3313拥有高清实时无抖动优化处理,装载了全数码I/P隔行/逐行转换器,使输出更精准、更顺滑,完全符合4K数码影像的要求。配合强大的高速影像DAC,进一步提升了图像处理能力。
  数码输入配备了有时基误差抑制电路,提高数码信号的输入精度。与以往的D.D.S.C.(Dynamic Discrete Surround Circuit)相比,AVR-3313具备了DDSC-HD强化数码高清环绕电路。24bit/192kHz对应的DAC/ADC优质数码音频转换、配合高纯度的晶震,加强处理输入的数码信号,令7.2声道都各自得到了更细致准确的宽频数码信号处理。
  新疆麻将下载 在音效部分,AVR-3313配备了天龙独创的模拟波形再生技术(AL24 Processing Plus),能提供192 kHz/24 bit的升频采样频率,能彻底消除对PCM信号进行D/A转换时所产生的量化噪声,清晰再现低电平信号,充分展现声音细节。AVR-3313无论是听音乐或处理电影软件的音效都具有相当高的水准。

AVR单片机与串行时钟器件DS3231的应用设计

2012年06月07日 109 次阅读

1 引言
  由单片机构成的测控系统或智能显示屏经常需要用到实时日历或时钟信号。为节省CPU资源,本文介绍了串行时钟器件DS3231的应用及其与AVR单片机ATmega8的接口,该系统具有抗干扰能力强,计时准确且不随季节变化产生误差的特点。
2 DS3231的结构及工作原理
  DS3231是低成本、高精度I2C实时时钟(RTC)器件,具有集成的温度补偿晶体振荡器(TCXO)。该器件包含电池输入端,断开主电源时仍可保持精确计时。集成的晶体振荡器可提高器件的长期精确度。DS3231的寄存器能保存秒、分、时、星期、日期、月、年和闹钟设置等信息。少于31天的月份,可自动调整月末日期,包括闰年补偿。时钟的工作格式为24小时或带AM/PM指示的12小时格式。DS3231提供两个可编程日历闹钟和一路可编程方波输出。地址与数据通过I2C双向串行总线传输。
  2.1 DS3231的组成及工作原理
    DS3231的主要组成部分有8个模块,划分为4个功能组:TCXO、电源控制、按钮复位和RTC。
    2.1.1 32 kHz的TCXO
      TCXO包括温度传感器、振荡器和控制逻辑。控制器读取片上温度传感器输出AVR解密,使用查表法确定所需的电容,加上AGE寄存器的老化修正。然后设置电容选择寄存器。仅在温度变化或者用户启动的温度转换完成时,才加载包括AGE寄存器变化的新值。VCC初次上电时就会读取温度值,然后每隔64 s读取一次。
    2.1.2 电源控制
      电源控制功能由温度补偿电压基准(VPF)和监视VCC电平的比较器电路提供。当VCC高于VPF时,DS3231由VCC供电,当VCC低于VPF但高于VBAT时,DS3231由VCC供电;当VCC低于VPF并低于VBAT时,DS3231由VBAT供电。为保护电池,VBAT首次加到器件时振荡器并不启动,除非加载VCC,或者向器件写入一个有效的I2C地址。典型的振荡器启动时间在1 s以内。在VCC加电后或者有效的I2C地址写入后大约2 s,器件会测量一次温度,并使用计算的修正值校准振荡器。一旦振荡器运行,只要电源(VCC或者VBAT)有效就会一直保持工作状态。器件每隔64 s进行一次温度测量并校准振荡器频率。
    2.1.3 按钮复位
      DS3231具有连接至RST输出引脚的按钮开关功能。若DS3231不在复位周期,会持续监视RST信号的下降沿。如果检测到一个边沿转换,DS3231通过拉低RST完成开关去抖。内部定时器定时结束后,DS3231继续监视RST信号。如果信号依旧保持低电平,DS3231持续监视信号线以检测上升沿。一旦检测到按钮释放,DS3231强制RST为低电平并保持tRST。RST还可用于指示电源故障报警情况。当VCC低于VPF时,产生内部电源故障报警信号,并强制拉低RST引脚。当VCC返回至超过VPF电平时。RST保持低电平大约250 ms(tREC),使供电电源达到稳定。如果在VCC加载时,振荡器不工作,将跳过tREC,RST立刻变为高电平。
   
    2.1.4 时钟和日历RTC
      可以通过读取适当的寄存器字节获得时钟和日历信息。通过写入适当的寄存器字节设定或者初始化时钟和日历数据。时钟和日历寄存器的内容采用二-十进制编码(BCD)格式。DS3231运行于12小时或者24小时模式。小时寄存器的第6位定义为12或24小时模式选择位。该位为高时,选择12小时模式。在12小时模式下,第5位为AM/PM指示位,逻辑高时为PM。
    2.1.5 闹钟
      DS3231包含2个定时/日期闹钟。闹钟1可通过写入寄存器07h~0Ah设定。闹钟2可通过写入寄存器0Bh~0Dh设定。可对闹钟进行编程(通过控制寄存器的闹钟使能位和INTCN位),从而在闹钟匹配条件下触发INT/SQW输出。每个定时/日期闹钟寄存器的第7位是屏蔽位。当每个闹钟的屏蔽位均为逻辑0时,只有当计时寄存器中的值与存储于定时/日期闹钟寄存器中的对应值相匹配时才会告警。闹钟也可以编程为每秒、分、时、星期或日期重复告警。当RTC寄存器值与闹钟寄存器的设定值相匹配时,相应的闹钟标志位A1F或A2F置为逻辑1。如果对应的闹钟中断使能位A1IE或A2IE也置为逻辑1,并且INTCN位置为逻辑1,闹钟条件将会触发INT/SQW信号。RTC在时间和日期寄存器每秒更新时都会检测匹配情况。
  2.2 DS3231的内部寄存器及功能
    DS3231寄存器地址为00h~12h,分别用于存放秒、分、时、星期、日期及闹钟设置信息。在多字节访问期间,如果地址达到RAM空间的结尾12h处,将发生卷绕,此时定位到开始位置即00h单元。DS3231的时间和日历信息通过读取相应的寄存器来设置和初始化。辅助(用户)缓冲区用于防止内部寄存器更新时可能出现的错误。读取时间和日历寄存器时,用户缓冲区在任何START条件下或者寄存器指针返回到零时与内部寄存器同步。时间信息从这些辅助寄存器读取,此时时钟继续保持运行状态。这样在读操作期间发生主寄存器更新时可以避免重新读取寄存器。以控制寄存器(地址为0EH)为例,可以控制实时时钟、闹钟和方波输出。
    BIT7位:使能振荡器(EOEC)。设定为逻辑0时,启动振荡器。如果设定为逻辑1,在DS3231电源切换至VBAT时,振荡器停止。初次上电时该位清零(逻辑0)。当DS3231由VCC供电时,振荡器与EOSC位的状态无关,始终保持工作状态。
    BIT6位:电池备份的方波使能(BBSOW)。当设定为逻辑1并且DS3231由VBAT引脚供电时,在没有加载VCC的情况下,该位使能方波输出。当BB-SQW设定为逻辑0时,若VCC降至低于电源故障门限值,则INT/SQW引脚变为高阻抗。初次上电时,该位清零(逻辑0)。
    BIT5位:转换温度(CONV)。该位置为1时,强制温度传感器将温度转换成数字,并执行TCXO算法更新振荡器的电容阵列。只在空闲期间有效。状态位BSY=1时,禁止设定转换温度位。用户在强制控制器开始新的TCXO操作之前。应检查状态位BSY。用户启动的温度转换不影响内部64 s更新周期。用户启动的温度转换在大约2 ms内不会影响BSY位。CONV位从写入开始直到转换完成一直保持为1,转换完后,CONV和BSY均变为0。在监视用户启动转换状态时,应使用CONV位。
    BIT4和BIT3位:频率选择(RS2和RS1),初次上电时,BIT4和BIT3设置为逻辑1。方波使能时用于控制方波输出的频率。
    BIT2位:中断控制(INTCN)。该位控制INT/SQW信号。INTCN置为0时,INT/SQW引脚输出方波;INTCN置为1时,若计时寄存器与任一个闹钟寄存器相匹配,则会触发INT/SQW信号(如果也使能闹钟的话)。匹配时相应的闹钟标志总是置位,而与INTCN位的状态无关。初次上电时,INTCN位置为逻辑1。
    BIT1位:闹钟2中断使能(A2IE)。该位置为逻辑1时,允许状态寄存器中的闹钟2标志位(A2F)触发INT/SQW信号(当INTCN=1时)。当A2IE位置为0或者INTCN置为0时,A2F位不启动中断信号。初次上电时,A2IE位清零(逻辑0)。
    BIT0位:闹钟1中断使能(A1IE)。该位置为逻辑1时,允许状态寄存器中的闹钟1标志位(A1F)触发INT/SQW信号(当INTCN=1时)。当A1IE位置为0或者INTCN置为0时,A1F位不启动INT/SQW信号。初次上电时,A1IE位清零(逻辑0)。
  2.3 DS3231的数据交换及其格式
    DS3231在I2C总线上作为从器件。通过执行START命令并且在验证器件地址后才可以访问。然后寄存器可以被访问直到执行一个STOP命令为止。
    所有在I2C总线上传输的地址包长度均为9位,它包括7个地址位,1个R/W控制位和1个应答位ACK,如果R/W为1,则执行读操作;如果R/W为0,则执行写操作。从机寻址后,必须在第9个SCL(ACK)周期通过拉低SDA做出应答,若从机忙或者无法响应主机,则应在ACK周期内保持SDA为高。然后主机发出STOP状态或者REP START状态重新开始发送。地址包包括从机地址和称为SLA R或者SLA W的READ或者WRITE位。地址字节的MSB首先被发送。所有1111xxxx的地址均保留。以便将来使用。
    所有在I2C总线上传送的数据包长度均为9位,它包括8个数据位和1个应答位。在数据传送中,主机产生时钟及START与STOP状态,而接收器响应接收。应答是由ACK在第9个SCL周期拉低SDA实现的。如果接收器拉高SDA,则发送NACK信号。如果接收器由于某种原因不能接收更多数据,应在最后一个数据字节后发出NACK信号告诉发送器停止发送,首先发送数据的MSB。
    DS3231通过双向数据线SDA和时钟线SCL与外界进行数据交换,从其时序关系可看出,DS3231有两种操作方式:
      (1) 写操作:把SDA数据线上的数据按RAM指定的首地址(Word Address)依次写入N个字节数据。主器件首先传输从器件的地址字节,紧跟着是一系列数据字节。从器件每收到一个字节后返回一个应答位ACK。
      (2) 读操作:按RAM指定的首地址依次读取N个字节数据,主器件首先传送从器件地址。从器件返回一个应答位。随后是从器件传输的一系列数据字节。主器件收到除最后一个字节外的所有字节后返回一个应答位。在收到最后一个字节后,返回一个“非应答位”NACK。
3 [...]

基于AVR单片机的温度测量

2012年06月06日 51 次阅读

1 负温热敏电阻
  PSB型负温热敏电阻由Co,Mn,Ni等过渡金属元素的氧化物组成,经高温烧成半陶瓷,利用半导体毫微米的精密加工工艺,采用玻璃管封装,耐温性好,可靠性高,反应速度快、灵敏度高。他采用轴向型结构,便于安装,能承受更高温度,且玻璃封装耐高低温(-50~350℃)。
2 AVR单片机测温原理
  标准电阻Rp,热敏电阻Rt,电容C1与AVR单片机三个引脚相连。其中PC0,PC1为一般普通IO引脚,CP1为捕获触发输入引脚,可以设定上升沿触发捕获中断。
  Rp为100 kΩ的精密电阻;Rt为100 kΩ精度为1%的热敏电阻;C1为0.1μF的瓷片电容。
  其工作原理为:
    先将PC0,PC1,CP1都设为低电平输出,使C1完全放电。
    接着将PC1,CP1设置为输入状态,PC0设为高电平输出,通过Rp电阻对C1充电,同时启动内部定时器从零开始计时。当C1上的电压逐步升高到Vh,CP1检测出电压达到单片机高电平输入门槛电压时,将定时器计数值捕获,从而测出从开始充电到CP1转变为高电平的时间Tp。
    再次将PC0,PC1,CP1都设为低电平输出,使C1完全放电。
    随后将PC0,CP1设置为输人状态,PC1设为高电平输出,通过Rt电阻对C1充电,过程同上,得到时间Tt。
    通过单片机计算得到热敏电阻Rt的阻值,并通过查表法可以得到温度值。
    从上述可以看出,该测温电路的误差来源于这几个方面:单片机的定时器精度,精密电阻Rp的精度,热敏电阻Rt的精度,而与单片机的输出电压值、门槛电压值、电容精度无关。因此,适当选取热敏电阻Rt和精密电阻Rp的精度,单片机的工作频率够高,就可以得到较好的测温精度。
3 AVR捕获
  本文以AVR解密系列中高性价比的ATmage88为例,利用16位时钟单元T/C1的捕获中断来实现电容充电时间的测量,单片机时钟选择8 MHz。当引脚ICP1上的逻辑电平(事件)发生了变化,并且这个电平变化为边沿检测器所证实,输入捕捉被激发:16位的TCNT1数据被复制到输入捕捉寄存器ICR1,同时输入捕捉标志位ICF1置位。如果此时ICIE1为1,输入捕捉标志将产生输入捕获中断。
4 软件设计
  ATmage88定时器初始化涉及TCCR1B,TIMSK1控制寄存器的配置,介绍如下:
    ICNC1:输入捕捉噪声抑制器,“1”启用;
    ICES1:捕捉触发沿选择,“1”上升沿,“0”下降沿;
    CS1[2:0]:时钟选择,有多种预分频时钟可供选择;
    ICIE1:T/C1输入捕捉中断使能;
    TOIE1:T/C1溢出中断使能。
    定时器T1初始化代码如下(AVR-GCC):
    其中宏定义Tp=0;Tt=1;需要定义数组:
    uint16_t timeL[2],timeH[2],counter[2]
    当测量时间超过定时器最长计时时,定时器会溢出。最后通过查表法就可以得到测量的温度。查表温度间隔一般为1℃,如果忽略热敏电阻1℃以内的非线性误差,可以将两摄氏度之间取线性计算,这样可以得到0.1℃的分辨率。
5 结 语
  笔者应用该方法已设计出一款温度计,在范围-10~80℃时,分辨率达到0.1℃,误差在0.5℃以内。本文充分利用了AVR的捕获功能,使得电路简洁,成本低廉。

自制AVR单片机解锁器

2012年05月15日 94 次阅读

用AVR单片机的2MHz的无源石英晶体和6反相器74HC04,加上几个1/4W色环电阻就可以做成矩形波发生器。
  德克萨斯扑克在线 如果碰到AVR单片机自己锁死的情况。只要将该电路接5V直流电源.然后用J1引出的导线的另一头与AVR单片机的XTALl引脚相连,直接用AVR单片机的ISP口重新下载程序,并重新写入正确的熔丝位即a将AVR单片机解密。
  根据不同类型的AVR芯片允许时钟范围的不同,其中石英晶体频率的选择范围可以从1MHz至16MHz之间进行选择。

基于AVR的防汽车追尾安全装置设计

2012年05月10日 45 次阅读

1 引言
  随着我国汽车保有量逐年增加,高速公路的发展使得汽车的行驶速度越来越快。车流量也越来越大,导致高速公路交通事故频频发生,其发生率甚至达到普通公路的4 倍,且有上升趋势。在高速公路所发生的交通事故中尤以汽车追尾居多,约占30%~40%,而在这些事故中,80%以上的事故是由于司机反应不及时或者判断失误引起的。由于目前只有高档车型才配有防碰撞装置,而且以往设计中只单纯考虑在车前或车后安装防碰撞装置,不尽全面,所以设计一套低成本、通用性好的汽车防车前车后追尾的安全装置具有广阔的应用和市场前景。因此。这里提出一种基于AVR解密的新型防汽车追尾安全装置设计。
2 安全装置组成和硬件电路设计
  安全装置硬件电路设计主要由单片机控制、加速度传感器、激光雷达、LED刹车灯及电源等电路组成。
  2.1 单片机ATmega8L
    该设计选用高性能、低功耗单片机ATmega8L,它是基于先进的AVR RISC结构的8位CMOS 工艺微控制器,器件内部集成有模拟比较器,6通道1O位(TOFP与MLF封装为8通道)的A/D转换器,3个具有比较模式的灵活定时器/计数器,512 字节的EEPROM,片内/外中断,5种可通过软件选择的睡眠模式,以及8 KB的系统内可编程Flash存储器(可随时在线编程),易于产品设计和更新。同时,ATmega8L可达到接近1 MIPS/MHz的性能,运行速度比普通CISC单片机高出10倍,并且该器件价格不高,为许多嵌入式控制应用提供灵活且低成本的解决方案。另外,ATmega8L的工作电压为2.7~5.5 扑克王在线观看 V,非常适用于那些电压波动较大的场合。
  2.2 加速度传感器MMA7260QT与单片机接口设计
    该系统设计选用加速度传感器MMA72600T,测量加速度。该器件采用MEMS原理制作的低成本、低功耗、单芯片集成XYZ三轴感应加速度传感器,可准确测量0~350 Hz、±6 g范围内动态或静态加速度,还能够监测车体微小震动和整车的倾斜角度。该器件内部集成了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并提供4个量程 (1.5g、2 g、4 g、6 g)可选,2.2~3.6 V单电源供电,工作电流小于500μA,休眠模式下最低供电电流仅为3μA。
  2.3 霍尔车速传感器
    霍尔车速传感器由8级磁钢、UGN-3030T型霍尔开关传感器、LM2917及放大电路组成。
  2.4 激光雷达测距
    测距方法主要有超声波、激光雷达、连续波雷达等,基于成本和设计需求考虑,激光雷达测距是最佳选择。激光雷达测距有连续波和脉冲波两种方式,本设计使用脉冲波方式。安全装置发出脉冲状的红外激光束照射前方,并利用汽车后部可反光部件(以汽车号码牌为主)的反射光,通过受光装置检测反射光,单片机根据时间差计算出其距离。
    该部分电路由发光部、受光部、信号调理电路等组成,最终输出信号由系统单片机处理。由于激光雷达发射光束集中,采用单一发射方式无法有效检测前方一定距离,故在汽车前方安装3个激光雷达测距模块,如果其中一个模块检测到的距离小于该时刻最小允许距离,安全装置将报警,即能够及时检测到插入车流的车辆并警报。
  2.5 LED刹车灯
    该设计中,刹车灯由发光二极管阵列组成,发光二极管选用Evedight公司生产的1 W高亮度LED,其响应时间为纳秒级,而普通车灯的热启动时间约250 ms。假设汽车时速为90 km/h(即25 m/s),通过计算可得反应迅速的LED刹车灯可提早约6 m距离发出刹车警告,从而有效避免汽车追尾。将LED放置成内、中、外三圈形状。当单片机根据加速度传感器的输入信号得到加速度值超过设定的阈值后,单片机输出信号经ULN2003驱动继电器动作,LED刹车灯响应后由内一中一外一内循环点亮,由于其亮度高、响应快。在实际使用中效果良好。另外,该部分电路需与汽车刹车装置联动,以确保准确输出刹车信号。
  2.6 液晶显示
    该设计采用并行128×64液晶屏,虽然占用较多的I/O端口,但并行传输便于编写驱动程序,如果系统单片机不能提供足够的I/O端口,可选择串行数据传输的液晶显示屏。另外,为了让司机能够更方便地看到设计系统所测得的数据,应将显示设备放置于司机主控台视线合理位置。
3 系统软件设计
  控制部分由ATmega8L控制完成,主要功能为:计算本车速度、车间距离,测定加速度,并通过LCD实时显示;实际车间距离和安全车间距离的比较发出报警声或报警灯闪烁;刹车时的加速度与设定阈值相比,决定是否点亮LED刹车灯。
4 结束语
  该设计采用功能模块化技术,易于操作及扩展;选用性价比较高的器件,具有良好的应用和市场前景。设计方案切实可行,对于汽车防追尾具有重要意义。另外,设计所采用的加速度传感器还可作为汽车防盗的震动信号监测。

基于Atmega16的室内照明系统设计

2012年05月09日 61 次阅读

1 系统结构和工作原理
  1. 1 系统结构
    室内照明控制系统的设计主要采用Atmega16 单片机作为MCU 控制器,与LED 显示技术、光感技术、按键采集与处理技术、红外线传感技术、延时技术等技术相结合,然后实现室内照明设备的智能控制。
  1. 2 工作原理
   (1) 单片机通过继电器对室内照明设备的开关进行控制。
   (2)照明设备周围的光照检测电路对设备周边亮度进行检测,信号通过环境亮度传感模块到达单片机avr解密,如果亮度能够满足生活需要,单片机则通过继电器保持照明设备的关闭状态,如果亮度不够,则由单片机继续检测是否采集到人体热释电感信号。
   (3) 如果被动式热释电红外传感器检测到人体信号,单片机则立刻控制照明设备,将其打开;如果没有检测到人体信号,单片机则保持照明设备的关闭状态。
   (4)在照明设备打开的情况下,如果单片机在某一时刻没有检测到人体信号,则延长一段时间后将照明设备关闭,如果延时期间检测到人体信号则结束延时,照明设备继续打开。
   (5) 可以根据应用照明设备场合以及使用人群的不同,将单片机PA0 ~ PA3引脚设置为不同的延时时间值。
   (6) 在照明电路正常工作时,只要按下强制按钮,就可以对照明设备进行强制控制,通过该按钮也可以使电路切换到自动控制状态。
2 系统硬件设计
  2. 1 传感器部分设计
   (1)环境亮度传感模块的设计。环境亮度传感模块的主要器件是光敏电阻。光敏电阻的光谱响应峰值比较接近人的视觉敏感区,波长为555 mm,另一方面,光敏电阻利用半导体的光电效应原理,其电阻值会随着入射光强度的不同而发生改变,入射光强时,电阻值较小,入射光弱时,其电阻值增大响应时间相对增加。
          此传感模块采用环氧树脂封装,具有体积小、灵敏度高、反应速度快、可靠性强等特点,在对环境亮度检测时,当检测到的光照强度大于设定值时,则输出低电平,否则输出高电平。采用光敏电阻的作用就是把环境光亮度转化为模拟电压值,然后通过运放后传给单片机准确数字信号。为了避免光敏电阻受光面小的缺点,探测元件要在建筑周围进行合理布局,以便准确探测自然光的强弱。
   (2)被动式热释电红外线传感器设计。热释电红外传感器可以通过检测人或者动物发射的红外线而输出电信号,是以后总检测物体辐射红外能量的传感器。
          此电路系统的传感器选用P2288 被动式热释电人体红外传感器,包括3 个关键元件:
            1)菲涅尔滤光晶片,起带通滤波器的作用,可以截止波长为7 ~ 10 μm,与人体辐射红外中心线波长9 ~ 10 μm 相对应,把人和动物区分开。
            2)菲涅尔透镜,可以将热释的红外信号折射到热释电红外传感器上,还可以将那个警戒区分为若干的明区和暗区,如果物体在警戒区进行移动,就可以以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化的热释红外信号,从而使热释电红外传感器产生变化的电信号。实验证明,热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜,则其检测距离约为2 m; 而配上菲涅尔透镜后,其检测距离可增加到10 m 以上。
            3)热释电陶材料,热释电红外传感器将透过滤光晶片的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换。
          设计中,人体可以发射波长约为10 μm 的红外线,红外线经菲涅尔滤光晶片进行滤波增强后,通过菲涅尔透镜,将红外信号聚集到热释电红外传感器上,然后热释电红外传感器通过热电转换,将透过滤光晶片的红外能量转换为电信号,最后经过红外传感信号处理器及逻辑电路进行处理,输出逻辑值为1 时代表有人,否则无人。
  2. 2 [...]

在线咨询