MEGA16单片机应用培训教程

一、MEGA16 简介：

44脚封装，共32个I/O口（A，B，C，D 4个完整的8位口） MEGA16工作电压为4.0—6.0V。工作频率为8MHZ（可以更改）。 16K字节的在线可编程Flash存储器。（1000次擦写寿命）1K字节的片内数据存储器， 外设特点：

两个具有预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器

一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器 /计数器 具有振荡器的实时计数器RTC。 四通道PWM。

8路 10 位ADC。8 个单端通道。

AVR单片微机大多数指令只需1个时钟周期即可完成。 二、BASCOM—AVR 软件的安装与使用：

该软件用BASIC高级程序设计语言编写程序，经自动编译后，可直接下载到AVR单片微机中运行。 软件试用版可到www.MCSELEC.com或www.OURAVR.com下载(现为1.11.9.0版)。 试用版软件可安装程序最长为2K或4K字节。

安装的PC电脑使用WINDOS98以上系统。双击运行SETUP.EXE安装程序，一路点击NEXT或YES完成安装。安装完毕后如需汉化，将bascavr.chs文件复制到“Program Files/MCS Electronics/Bascom-avr”文件夹中即可。

编程前须设置以下系统参数：在Option->Compiler->Chip下打开各选项，选定所使用的芯片（MEGA16），工作频率，LCD显示屏为16x2模式等。（也可以在程序中用命令语句设置，见后面例九）

下载方式选择：我们使用南京沁源公司提供的CH341DP.EXE来下载程序，在Programmer窗口中选择External programmer(采用外部的程序下载器)，并在other选项卡中选择CH341DP.EXE所在的目录。点OK退出。（见下图）

三、用USB口下载程序：1、启动软件：点击“CH341DP.EXE”，即可启动下载工具软件（见图五）。

图五

1

2、点击“浏览”打开想要下载的HEX文件（见图六）。

3、点击下载进行程序下载： 图六

当看到“下载成功————”等字样时，程序下载就完成了（见图七）。

图七 4、点击“复位”按钮：这时单片实验板应该按照你的程序指令开始运行了。 BASCOM变量的类型及数值范围： 位（Bit） 0、1 字节（Byte） 0—255

整型（Integer） -32768—32767 字（Word） 0—65535

长型（Long） -21474838—21474837 字符串（String）与浮点数（Single） 四、MEGA16单片微机实验器介绍：

本实验器采用模块结构，由若干插件组合而成。也可自行设计插件，扩展功能。 1、 主板：

用MEGA16芯片，8MHz工作频率。有USB下载插座，可使用USB口的5V电源供电，并同时利用USB口下载程序，不需要开发器。

A口和C口都用16脚排插引出，两个扩展口都从右边开始第一脚接VDD，第二脚PGND，第三脚VCC(+5V)，第四脚GND，第六脚为RESER,第五脚为空脚并用塑料件将其堵上，为防止学生插错扩展插件，特意设计了这个防错插保护口，只有和扩展插件中的插针缺口对齐时才能插入这两个插槽。（见图）

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A口第7到第14脚为PORTA.0—A.7，第15脚为PORTB.1，第16脚为PORTB.2。C口第7到第14脚为PORTC.0—C.7，第15脚为PORTB.3，第16脚为PORTB.4。A口与C口引脚的具体排列见主板标注。 2、发光二极管（LED）插件：

分二排共16个发光二极管作显示。上排（红色）1电平点亮，下排（绿色）0电平点亮，用短接插进行切换。本插件A口、C口均可使用。

插件共有16脚，右起第一脚接VDD，第二脚PGND，第三脚VCC(+5V)，第四脚GND，第六脚为RESER,第五脚为缺口防错插用，其余为口线（电路图和实物图如下）。

3、声音插件：

声音输入为PORTD.7或PORTB.3口。经电路放大后，用蜂鸣器发声。

4、LED数码显示插件：

采用共阴两位8段数码管。插在A口与C口时均可动态显示两位数码。也可静态显示一位数码。 “a，b，c，d，e，f，g，dp( .)”8个笔划段在口线为1电平时能点亮（需要位选配合）。

动态使用个位位选（PortB.1或

3

PortB.3），十位位选（PortB.2或PortB.4）该口为1电平时，该位点亮。静态使用时只能显示一位数码，应关闭（置0电平）十位或个位位选。否则二位显示相同数码。 LED数码管插件显示的数码与对应的二进制码： PortA或C 数码 笔段 .7 dp(.) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .6 g 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 .5 f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 .4 e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 .3 d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 .2 c 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 .1 b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 .0 a 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5、字符型液晶显示屏(LCD)插件：

16x2字符型液晶显示屏是一种符合通用标准的液晶显示屏。可显示二行，每行16个字符。

其内部有专门的CPU（HD44780U或兼用CPU）和指令系统。内建有192个字的字符库，并可由用户自造8个自定义字符（5x8点阵）。

BASCOM-AVR含有与其通讯的专用命令语句，可以很方便地控制应用字符显示器件。 16x2显示屏与外部数据通讯以及电源与调整功能由16个引脚进行，详见下表。

16x2字符型液晶显示屏组件引脚名称及功能表 引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 Vdd GND E RS 状态 三态 三态 三态 三态 三态 三态 三态 三态 输入 输入 功能 +5V电源输入 电源地 数据线0（可不用） 数据线1（可不用） 数据线2（可不用） 数据线3（可不用） 数据线4 数据线5 数据线6 数据线7 使能信号 数据/指令寄存器选择：数据=1，指令=0 组件引脚功能 空脚 空脚 +5V电源输入 接地 防错插缺口 空脚 PORTA.0或C.0 PORTA.1或C.1 PORTA.2或C.2 PORTA.3或C.3 PORTA.4或C.4 PORTA.5或C.5 PORTA.6或C.6 PORTA.7或C.7 PORTB.1或B.3 PORTB.2或B.4 6、8X8LED点阵

通过PORTA轮流控制点亮8个竖列，PORTC控制每列8个点的亮灭。使8X8共个LED达到显示字符或图案的目的。由于每列是轮流点亮的，每秒钟必须点亮25次（最好60次以上）图象才稳定。 1000mS/25次/8列=5mS，因此每列最长点亮5毫秒时间，最好在2毫秒以内。

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8x8 LED点阵对应口线

C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 例一、 移动发光（使用发光二极管插件）

PORTC口向左流水灯程序：发光二极管发光，每隔0.5秒依次左移一位 (1)Config Portc = Output C口为输出

(2)Dim A As Byte A变量数值范围（0—255）

(3)A = &B00000001 赋值（&B为二进制数，&H为十六进制数，十进制无） (4)Do 循环开始

(5)PortC = A A变量值从C口输出 (6)Waitms 500 等待500毫秒 (7)Rotate A , Left , 1 左移一位 (8)Loop 循环结束 (9)End 程序结束 例二、 0—9单数显示程序（使用数码管插件）

PORTA口所接的数码管个位依次显示０―９这十个数字。 Config Porta = Output Config Pinb.1 = Output Dim Y As Byte Dim B As Byte Y = 0 Do

If Y = 10 Then Y = 0 选择Y值并改值

Select Case Y 选择Y值，并决定B值 Case 0 : B = &B00111111 Case 1 : B = &B00000110 Case 2 : B = &B01011011 Case 3 : B = &B01001111 Case 4 : B = &B01100110 Case 5 : B = &B01101101 Case 6 : B = &B01111101 Case 7 : B = &B00000111 Case 8 : B = &B01111111 Case 9 : B = &B01100111

End Select 结束选择 Y = Y + 1 Porta = B

Portb.1 = 1 开个位位选（点亮个位）

5

Waitms 1000

Loop End

例三、 随机数单数显示程序（PORTC口数码管随机显示０―９这十个数字）

Config Portc = Output Config Pinb.3 = Output Dim x As Byte Dim B As Byte Do

X = Rnd(10) 设定随机数为10个（0—9） Select Case X

Case 0 : B = &B00111111 利用选择，将数值转换为笔划段码 Case 1 : B = &B00000110 Case 2 : B = &B01011011 Case 3 : B = &B01001111 Case 4 : B = &B01100110 Case 5 : B = &B01101101 Case 6 : B = &B01111101 Case 7 : B = &B00000111 Case 8 : B = &B01111111 Case 9 : B = &B01100111 End Select Portc = B

Portb.3 = 1 Waitms 1000 Loop End

例四、 0-99计数（数码管动态显示） Config Porta = Output Config Pinb.1 = Output Config Pinb.2 = Output

Dim A As Byte : Dim B As Byte Dim S As Byte : Dim G As Byte Dim Y As Byte A = 0

Portb.1 = 0 : Portb.2 = 0 关位选 Do

S = A / 10 计算十位值 B = S * 10

G = A – B 计算个位值 For Y = 0 To 49 循环显示50次 Select Case S

Case 0 : B = &B00111111 Case 1 : B = &B00000110 Case 2 : B = &B01011011 Case 3 : B = &B01001111 Case 4 : B = &B01100110

6

Case 5 : B = &B01101101 Case 6 : B = &B01111101 Case 7 : B = &B00000111 Case 8 : B = &B01111111 Case 9 : B = &B01100111 End Select Porta = B Portb.1 = 0 Portb.2 = 1 Waitms 10 Select Case G

Case 0 : B = &010111111 Case 1 : B = &B00000110 Case 2 : B = &B01011011 Case 3 : B = &B01001111 Case 4 : B = &B01100110 Case 5 : B = &B01101101 Case 6 : B = &B01111101 Case 7 : B = &B00000111 Case 8 : B = &B01111111 Case 9 : B = &B01100111 End Select Porta = B Portb.1 = 1 Portb.2 = 0 Waitms 10 Next A = A + 1

If A > 99 Then Exit Do Loop

Portb.1 = 0 Portb.2 = 0 End

例五、 音阶演奏 （使用蜂鸣器插件。注意相同时值，不同音的数值差异。） Config pind.7 = Output 定义D.7为输出，接声音插件的放大器输入，

Sound Portd.7 ,500 , 2000 前、后两个数值的乘积决定音的时值（发声时间长短）

Sound Portd.7 ,560 , 1780 后数（分频数，相当于除数）还决定音的高低，数值大频率低 Sound Portd.7 ,630 , 1590 本例的8个音为1 2 3 4 5 6 7 i 时值相同。 Sound Portd.7 ,670 , 1500 Sound Portd.7 ,750 , 1335 Sound Portd.7 ,840 , 1190 Sound Portd.7 ,945 , 1060 Sound Portd.7 ,1000 , 1000 End

结论：1、相同时值，前后两数的乘积相等。前数控制时值,但时值还与后数（控制音高）有关。

2、后数半音之间（3-4或7- i之间）为1.0595倍，全音之间为1.1225倍（二个1.0595倍）。 3、8度音（例1- i）正好为2倍关系。（12个1. 0595相乘等于2）

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例六、 音阶与乐曲

Config pind.7 = Output D.7为输出，接声音插件的放大器输入 Dim S As Byte , F As Byte , A As Word , B As Word , C As Word Restore Music 该命令可使数据集中放在程序末尾 Do

Read S 读数据（时值。4为半拍，8为一拍，16为二拍，32为四拍） Read F 读数据（分频数） If S = 0 Then Exit Do S数据为0时结束

A = 8000 / F 通过运算得到各音的单位长度，改变被除数可调整快慢 B = A * S 计算各音的实际长度

C = F * 5 计算各音的音高，改变乘数可变调（该运算使数据小于255，少占内存） Sound Portd.7 , B , C Waitms 10 Loop End

Music: 数据放置开始位置

Data 8 , 214 , 8 , 190 ,8 , 170 , 8 , 160 , 8 , 143 , 8 , 127 , 8 , 113 , 8 , 107 上行音阶（1,2,3,4,5,6,7,i） Data 8 , 107, 8 , 113 , 8 , 127 , 8 , 143 , 8 , 160 , 8 , 170 , 8 , 190 , 8 , 214 下行音阶 (I,7,6,5,4,3,2,1) Data 16 , 252 , 8 , 1 , 8 , 168 , 12 , 150 , 4 , 142 , 8 , 150 , 8 , 1 歌曲开始 (同一首歌) Data 12 , 168 , 4 , 168 , 8 , 1 , 8 , 224 , 32 , 1

Data 16 , 252 , 8 , 1 , 8 , 168 , 12 , 150 , 4 , 142 , 8 , 126 , 8 , 1 Data 12 , 142 , 4 , 150 , 8 , 126 , 4 , 168 , 4 , 150 , 32 , 168 , 0 , 0

附：参考分频数（表内值是中音。下面加点的低音需乘以2。上面加点的高音需除以2。） 分频数 127 音阶1 音阶2 音阶3 音阶4 1 3 5 6 120 4 113 2 6 7 107 5 1 101 3 7 95 4 6 1 2 90 85 5 7 2 3 80 1 4 75 6 3 71 2 4 5 67 7 例七、 音乐选曲程序：

Config Pina.7 = Input A口装按钮板（A.7口的按钮有效） Config Pind.7 = Output 装蜂鸣器板

Porta.7 = 1 接上拉电阻（插件如有上拉电阻，可删除此句） Dim S As Byte , F As Byte , P As Byte , E As Byte Dim B As Word , C As Word , A As Word Wait 2

E = Pina And &B10000000

If E = 128 Then Restore Music2 If E = 0 Then Restore Music1 Do

Read S : Read F

If S = 0 Then Exit Do A = 8000 / F B = A * S C = F * 5

Sound Portd.7 , B , C Waitms 10 Loop

8

End Music1:

Data 16 , 252 , 8 , 1 , 8 , 168 , 12 , 150 , 4 , 142 , 8 , 150 , 8 , 1 Data 12 , 168 , 4 , 168 , 8 , 1 , 8 , 224 , 32 , 1

Data 16 , 252 , 8 , 1 , 8 , 168 , 12 , 150 , 4 , 142 , 8 , 126 , 8 , 1

Data 12 , 142 , 4 , 150 , 8 , 126 , 4 , 168 , 4 , 150 , 32 , 168 , 0 , 0 （同一首歌） Music2:

Data 16 , 2 , 12 , 214 , 4 , 190 , 12 , 160 , 4 , 143 , 4 , 190 , 4 , 160 , 8 , 214 Data 12 , 107 , 4 , 80 , 4 , 95 , 4 , 107 , 4 , 127 , 4 , 107 , 32 , 143

Data 12 , 143 , 4 , 127 , 8 , 170 , 8 , 190 , 12 , 214 , 4 , 190 , 8 , 160 , 8 , 143

Data 8 , 2 , 8 , 160 , 4 , 190 , 4 , 214 , 4 , 190 , 4 , 160 , 32 , 214 , 0 , 0 （梁祝） 例八、 LCD显示屏应用 0—999计数 （使用A口，4Pin）

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 使用4Pin进行数据通讯 Config Lcdpin = Pin , E = Portb.1 , Rs = Portb.2 Config Lcd = 16 * 2 Dim A As Word For A = 0 To 999

Cls 清屏幕，光标回到第一行首 Locate 2 , 5 字符定位在第2行第5位开始

Lcd \"TO – \" ; A ; \"#\" 字符串用引号，变量不用引号。多个字符或变量中间用分号隔开 Waitms 200 Next A End

例九、 LCD显示屏应用 仿时钟程序 （使用C口，8Pin）

$regfile = \"m16def.dat\" 使用MEGA16 芯片 $crystal = 8000000 工作频率为8MHZ

Config Lcdpin = Pin , Port = Portc, E = Portb.3, Rs = Portb.4 使用8Pin进行数据通讯 Config Lcd = 16 * 2 使用16x2Lcd显示屏 Dim S As Byte , M As Byte , H As Byte Cls

Cursor Off 光标关闭（不显示） For H = 0 To 23 Locate 1 , 5

If H < 10 Then Lcd \"0\" Lcd H ; \":\" For M = 0 To 59 Locate 1 , 8

If M < 10 Then Lcd \"0\" Lcd M ; \":\" For S = 0 To 59 Locate 1 , 11

If S < 10 Then Lcd \"0\" Lcd S

Waitms 998

Next S : Next M : Next H End

例十、 LCD显示屏应用 （造字、移动显示）

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Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 Config Lcdpin = Pin , E = Portb.1 , Rs = Portb.2 Config Lcd = 16 * 2

Deflcdchar 0，4，4，31，4，14，21，4，4 自造字数据，（该数据可利用工具栏的造字工具算出） Deflcdchar 1 ，4 , 10 , 17 , 4 , 8 , 18 , 30 , 1 Deflcdchar 2 ，32 , 4 , 2 , 32 , 6 , 32 , 6 , 32 Deflcdchar 3，32 , 32 , 31 , 4 , 4 , 4 , 31 , 32 Deflcdchar 4 ，32 , 32 , 14 , 32 , 32 , 31 , 32 , 32 Deflcdchar 5 ，4 , 4 , 31 , 21 , 21 , 31 , 4 , 4 Cls Do

Locate 1 , 3

Lcd \" Hello! Shanghai HUISHUO--CQW \"

Lcd Chr(0) ; Chr(1) ; Chr(2) ; Chr(3) ; Chr(4) ; Chr(5) 显示自造字符 Shiftlcd Left 左移字符 Waitms 1000 Loop End

例十一、 8x8 LED点阵应用 （显示“回”字程序） Config Porta = Output Config Portc = Output Do

Portc = &B11111111 Porta = &B00000001 Waitms 1

Portc = &B10000001 Porta = &B00000010 Waitms 1

Portc = &B10111101 Porta = &B00000100 Waitms 1

Portc = &B10100101 Porta = &B00001000 Waitms 1

Portc = &B10100101 Porta = &B00010000 Waitms 1

Portc = &B10111101 Porta = &B00100000 Waitms 1

Portc = &B10000001 Porta = &B01000000 Waitms 1

Portc = &B11111111 Porta = &B10000000 Waitms 1 Loop

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