本设计采用Atmega16单片机作为实验平台的主芯片，通过对单片机学习过程中常用实验模块的分析，设计出实验平台的外围电路，并在实验平台的基础上编写出实验指导书。在实验平台上可以进行LED数码管显示、键盘扫描、电子音乐、串口通信等基本实验。通过这些实验，使学生更加深入的了解单片机，培养学习兴趣，提高实际操作能力。

课题主要工作及论文内容安排

了解AVR单片机的基本性能，选取实验平台的主控MCU。在此基础上设计常用的外围电路，如电源部分、ISP在线编程部分、键盘部分、串行通信接口、LED/LCD和音频电路等。然后再根据硬件电路设计一些基本实验，并写出试验程序，进行调试[1]。

论文第一章绪论主要介绍了该课题的背景、目的、意义及论文总体安排。第二章对实验平台的设计方案进行了论证；第三章对实验平台的电路设计部分进行了详细的介绍；第四章对实验平台的软件部分进行了说明；第五章对实验平台的硬件和软件进行调试分析；最后对课题进行了总结，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。

LED数码管循环移位显示

在做串行通信或者键盘扫描实验时都可以用到这一部分，所以我将数码管单独进行测试。这部分的测试程序是一个字符8的循环移位显示，测试程序见附录三程序部分。

在进行测试程序编写时，最重要的是要根据硬件列出LED的字形表，因为我设置的是低电平LED笔划点亮，由此得出字符8的十六进制码为0x00。程序编写后进行编译，提示有错，检查后发现是将0不小心写成了o，还有就是应该加分号的地方忘记加。编译无误后下载到芯片上观察程序运行结果，发现移位效果不明显，刚开始以为是程序出错，经修改后发现原来是延时时间没有定义合适，导致人眼无法观察到，经修改后，就能清晰地看到循环移位的效果。

串口通信

这一部分花费了不少时间，最开始因为在购买元件时没有注意，买错了端口，在进行调试时才发现，由于是万用板焊的，如果拆下来，焊盘很容易就脱落了，最后决定将这一模块焊接在另外的板子上，在进行调试时只需要用线正确的连接到芯片上就行了。

首先将程序下载到芯片中，然后借助于PC端的串口调试软件，在软件中写入要发送的数据，然后点发送，在实验板的数码管上就可以看到发送的数据。要注意，由于是在数码管上进行显示，所以发送的数据要对应数码管的硬件进行正确的编码。例如，要显示字符8，正确的编码为0x00。

电子音乐

第一步还是刷写程序，第二步用线将蜂鸣器的输入端连到芯片D5脚上，此时就可以听到发声。在调试过程中，听到蜂鸣器发出的声音并不十分清除，里面有杂音，我判断可能是采用万用板焊接的原因，在信号传输过程中引入了很多噪声。

P口输出LED循环点亮实验

这一部分是最简单的，因为在进行软件的设计过程中只涉及到对单片机端口的操作，只要按照要求写好控制字，就没有什么问题。

在进行联机调试过程中，至出现了一个问题，就是PC口的其中4个LED不亮，经过仔细检查后发现原来是发光二极管烧坏了，在更换了新的之后，再进行调试就没有什么问题了。

实验平台的应用模式

本试验板的工作方式是：芯片用ATMEL公司的MEGA16单片机，利用其具有的ISP在线系统编程功能，将在PC上设计的程序编译生成文件写到芯片的Flash中，然后加电运行系统，来观察试验程序的运行结果。

本文论述了基于AVR的嵌入式实验平台的设计，其中包括硬件和软件两部分。

设计之初，由于对AVR单片机不是很了解，遇到了很多难题，期间查阅了大量的资料，对单片机技术和接口技术也有了更多的认识。在进行硬件设计时，我查看了很多单片机实验平台的设计方案，从而对自己的设计提出了一些基本要求：

(1) 尽可能多的集成各种功能。

(2) 尽可能多的采用市场上易于购买的器件。

(3) 软件编写使用常用的开发环境。

在这些基本要求的指导下，对实验平台的电路设计进行了功能模块的划分，然后进行单独的设计，这样一来就简单了许多。

在指导老师的帮助下，经过几个月的努力，完成了以下工作：

(1) 查阅了大量资料，对AVR单片机有了深入的了解。

(2) 完成了实验平台的硬件设计，包括电源部分、并口下载器、JTAG接口、串行通信接口、矩阵键盘部分、LED/LCD显示部分、音频电路。

(3) 基于硬件编写出部分实验程序，包括键盘扫描实验、串口通信实验、电子音乐实验、P口输出循环点亮LED实验。

当然，这个实验平台也有不足的地方：

(1) 由于是手工连线，在操作的过程中难免会出现问题，硬件电路不稳定。

(2) 在进行软件开发时，只编写出了以部分实验程序，还有一部分没有调试通过。

在完成毕业设计的过程中，查阅了大量的资料，对AVR单片机有了深入的了解，对C语言知识进行了巩固，也极大地提高了自己的动手能力。