AVRWARE++开发笔记3：III型测试板硬件原理

        本文只针对于初学者，高手请绕过！

    AVRWARE++现有三种测试板供用户对软件架构进行评测，分别为I型、II型和III型，本文针对III型测试板，进行硬件原理介绍。

    III型测试板相对于I型和II型来说，是一个简化版本，采用USB直接供电，具有以下模块：

    a、蜂鸣器（长音）；

    b、8路直接I/O控制LED；

    c、24路74HC595串行控制LED；

    d、8路直接I/O键盘输入；

    e、8位7段LED数码管；

    f、CH341T异步串行通讯口虚拟从USB；

    g、芯片自带ADC10位采样。

    1、主CPU模块

    III型测试板主MPU模块使用ATMEG168PA-AU，如下图所示。引脚4、6为数字电源，III型测试板接5V，C9使用104电容做去耦；引脚3、5接地；PB0（引脚12）、PB1（引脚13）、PB2（引脚14）、PB3（引脚15）、PB4（引脚16）、PB5（引脚7）为PORTB，通过P7端子引出；PC0（引脚23）、PC1（引脚24）、PC2（引脚25）、PC3（引脚26）、PC4（引脚27）、PC5（引脚28）为PORTC，通过P9端子引出；PD0（引脚30）、PD1（引脚31）、PD2（引脚32）、PD3（引脚1）、PD4（引脚2）、PD5（引脚9）、PD6（引脚10）、PD7（引脚11）为PORTD，通过P10端口引出；PB6（引脚7）和PB7（引脚8）外接7.3728M晶振；PC6（引脚29）为复位引脚，外接R62和C15组成低电平上电复位电路；PB3（引脚15）、PB4（引脚16）、PB5（引脚7）和PC6（引脚29）组成程序下载电路由P6端子与下载器相连接；AVCC（引脚18）为模拟电源，通过隔离电阻R44与数字电源连接；GND（引脚21）为模拟地，通过隔离电阻R45与数字地相连接；AREF为ADC参考电平，III型测试板接到了AVCC上；III型测试板通过ADC7（引脚22）完成ADC实验。 

    2、蜂鸣器、USB-串口转换模块

    蜂鸣器、USB-串口转换模块电路图如下图所示，蜂鸣器LS1由PNP三极管8050控制，BEEP给低电平蜂鸣器鸣叫，BEEP给高电平蜂鸣器停止鸣叫；USB-串口转换电路，由CH431T芯片构成，该芯片外接12MHz晶振，通过R8和R9与USB相连接，C2和C4为去耦合电容。

    3、8路直接I/O控制LED模块

    8路直接I/O控制LED模块电路图如下图所示，LED0-LED7为8个发光二极管，低电平点亮。

    4、24路74HC595串行控制LED模块

    24路74HC595串行控制LED模块电路图如下图所示，74HC595为带锁存器的串行移位寄存器，该电路由3片74HC595组成，CS为片选脚控制寄存器与引脚之间的所存起的开关，CLK为时钟引脚，DATA为数据引脚，第1片74HC595的DATA引脚与单片机相连接，后两片74HC595的DATA引脚接到前1片的Q7上。其工作流程为，单片机以串行方式，发送3个字节的数据到该模块电路，则第1个字节控制第3片74HC595控制的LED灯的亮灭，第2个字节控制第2片74HC595控制的LED灯的亮灭，第3个字节控制第1片74HC595控制的LED灯的亮灭，数据发送完毕后，通过CS打开锁存器，使得寄存器中的数据在引脚上呈现，然后再关闭锁存器。

    5、8路直接I/O键盘输入模块

    8路直接I/O键盘输入模块电路图如下图所示，S0-S1为8个轻触键盘，按下时输入低电平。 

    6、8位7段LED数码管模块

    8位7段LED数码管模块电路如下图所示，由两片LG4641BH组成，其“位”控制上采用1片3-8译码器74HC138，通过与单片机相连的3个引脚控制8位LED数码管的选择，其“段”控制上采用1片74HC595芯片，通过与单片机相连的3个引脚控制“段”的亮灭。其工作流程如下，首先单片机通过A0、A1和A2发送选择电平，选择LED数码管相应的“位”（例如：发送“000”则，选通第0位数码管），然后通过74HC595发送相应的段信息（例如显示“1”），则在第0位上就显示出相应的信息，以此方法快速选通8位数码管，超过人眼的视觉暂留时间，则相应的多位信息就呈现在数码管上了。