基于AVR單片機的智能信息記錄儀設計

摘要：給出了基于AVR單片機ATMEGA64來設計智能信息記錄系統的軟硬件設計方法，該方法通過外加液晶和USB接口，并通過U盤直接存儲信息，然后在液晶上顯示，從而完成對儀器的開關機時間等信號的智能存儲。
關鍵詞：信息記錄；單片機；ATMEGA64；PB375A；DSl302；U盤讀寫

0 引言
隨著計算機技術的發展，對各種儀器的使用情況的監控也越來越智能化。針對目前市場上時間記錄儀成本高、可擴展性差、存儲容量小、編程復雜等缺點，本文通過以AVR單片機為核心控制器，以高亮度液晶為顯示器，以USB移動硬盤為存儲設備，設計了一種智能時間記錄儀。

1 系統硬件設計
1．1 系統總體組成
智能信息記錄儀由單片機、電源、液晶顯示、鍵盤輸入和USB模塊幾部分組成，其系統組成結構框圖如圖1所示。系統中的電源包括外部
電源和鋰電池。開機后，系統主電源一邊給電路供電，一邊對鋰電池充電。關機后，則由鋰電池給USB供電完成數據的保存。液晶顯示部分的主要任務是完成開關機時間的查詢顯示，在空閑時顯示當前的系統時間。時鐘模塊使用的是DSl302芯片，它是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，片內含有一個實時時鐘／日歷和31字節靜態RAM。它可通過簡單的串行接口與單片機進行通信，實時時鐘／日歷電路可提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每月的天數和閏年的天數可自動調整。USB模塊采用的U盤讀寫芯片PB375A是一個比較簡單的U盤讀寫解決方案。使用它無需了解繁瑣的USB HOST底層協議和FAT文件系統(支持FATl2和FATl6及FAT32文件系統)，而只需要將MCU與模塊通過SPI接口或者UART通信，通過執行幾個簡單命令，便可完成文件的新建、讀寫、刪除等功能，使用十分簡單方便。另外，對于單片機來說，基本不占用單片機系統的存儲空間，只需要幾個字節的RAM和幾百字節的代碼就可完成。它的串口支持9600、4800和2400bit／s三種波特率的選擇，由于其內置5 V轉3．3 V電路，故可大大簡化外圍電路的設計。

1．2 硬件電路設計
該信息記錄儀器采用一款高性能低功耗的處理器ATmega64作為中央控制器，它的工作電壓為3．3 V，具有豐富的內部資源：包括53個可編程的I／O口、7個外部中斷、2個16位定時器、2個8位定時器、4 KB的片內SRAM和64 KB系統內可編程Flash存儲器，而且擦寫壽命長，可滿足系統要求。ATmega64及其外圍接口電路如圖2所示。