ATmega單片機(jī)原理及應(yīng)用——C語言教程

第9章編譯器和集成開發(fā)環(huán)境

主講：海濤

廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院內(nèi)容提要隨著AVR單片機(jī)的日益普及，目前有多種編譯及下載軟件提供對AVR系列單片機(jī)的支持。在本章中，介紹了SL-ISP1.518和PonyProg2000兩種下載程序軟件，詳細(xì)講解軟件的使用方法，說明如何操作軟件進(jìn)行單片機(jī)軟件編寫下載。對于AVR單片機(jī)的編譯器也作了詳細(xì)的介紹，簡單描述了如何使用編譯器建立一個(gè)新工程，以及各個(gè)功能的使用方法，最后還介紹一些常用的單片機(jī)小工具。9.1單片機(jī)程序下載及集成開發(fā)環(huán)境9.1.1單片機(jī)下載方式簡介AVR單片機(jī)支持普通串口方式、STK500方式、并口（SPI）方式及USB方式等多種下載方式。普通串口方式的速度快，但支持的軟件不多。連ATmel公司的

AVR

Studio

內(nèi)的

AVR

pro也停止了更新。因此，普通串口方式不支持最新的芯片。STK500下載為ATmel公司官方推薦的下載方式。與并口下載方式和USB下載方式相對比，STK500具有速度快，AVRStudio直接支持該下載方式等優(yōu)點(diǎn)。并且，只要AVR

studio

發(fā)布新版本，該下載方式支持的器件就同步更新，不會發(fā)生不支持新器件的情況。STK500方式也有其缺點(diǎn)：價(jià)格較高。目前仿造ATmel公司的STK500下載線的售價(jià)也在百元以上。因此，該方法不適合在教學(xué)中使用。

并口下載方式利用PC機(jī)的并口（俗稱打印口）進(jìn)行程序下載。其下載速度要明顯慢于STK500方式。但在教學(xué)應(yīng)用中，由于選用的芯片flash容量不大，并且對下載速度要求不高，并口下載線是一個(gè)很好的選擇。較之串口下載方式和STK500下載方式，并口下載線成本低，有較多軟件支持，適合大范圍推廣。并口下載線的制作方法有很多，讀者可以在網(wǎng)絡(luò)上下載到多個(gè)版本的原理圖。這里，推薦一種簡單實(shí)用的接線方式，其原理圖如圖9.1所示：圖9.1并口下載線原理圖支持并口下載線的軟件很多。比較常用的有ProgPony及雙龍公司的SL-ISP等。由于對軟件的支持不足，并口下載軟件通常不能像STK500那樣對新的器件立即支持。以ProgPony為例，作為一個(gè)免費(fèi)的下載軟件，ProgPony2000之后還未見新版本出現(xiàn)。但用于教學(xué)中的主流芯片，各個(gè)版本的并口下載軟件均給予較好的支持。因此，在教學(xué)中，使用并口下載軟件和并口下載線是一個(gè)較好的選擇。筆者通過對比使用，認(rèn)為目前較好的并口下載軟件是雙龍公司的SL-ISP最新版本SL-ISP1.518。作為一個(gè)免費(fèi)的軟件，讀者可以到雙龍公司的主頁：進(jìn)行免費(fèi)下載。圖9.2為SL-ISP1.518的主界面。在主界面中，可以設(shè)置芯片型號、通信接口、下載速度、程序存儲器文件、數(shù)據(jù)存儲器文件、編程選項(xiàng)、加密模式等。通過主界面還可以對芯片進(jìn)行擦除、編程、校驗(yàn)、讀取等操作。只要在編程選項(xiàng)中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，通過按鍵便可以實(shí)現(xiàn)一鍵編程，不需每次更改程序后都重載程序。圖9.2SL-ISP1.518的主界面在對AVR單片機(jī)進(jìn)行編程的時(shí)候，首先要對熔絲位進(jìn)行相應(yīng)的配置。熔絲位的配置決定了單片機(jī)工作的頻率。如果熔絲位配置錯誤造成單片機(jī)工作頻率與給定頻率不一致，會引起單片機(jī)工作不穩(wěn)定甚至鎖死的現(xiàn)象發(fā)生。SL-ISP1.518版本中，增添了STK500的熔絲位配置界面，可以不必記憶熔絲位配置組合，直接選定所需的頻率范圍進(jìn)行熔絲位配置。如圖9－3所示，在編程選項(xiàng)中的前打勾，便會彈出“配置熔絲設(shè)置”對話框。圖9.3配置熔絲位配置熔絲設(shè)置對話框如圖9.4所示。通過該對話框可以對單片機(jī)的熔絲位直接進(jìn)行設(shè)置，也可以點(diǎn)擊“設(shè)置導(dǎo)航”按鍵開啟類似STK500的熔絲位設(shè)置界面對熔絲位進(jìn)行設(shè)置。建議初學(xué)者選擇第二種配置方式。圖9.4配置熔絲設(shè)置對話框SL-ISP1.518的STK500的熔絲位設(shè)置如圖9.5所示。只需選中相應(yīng)的配置組合即可。目前還有較為流行的一款并口下載軟件－PonyProg2000，同樣作為一款免費(fèi)的軟件，讀者可以從http://www.LancOS.com下載。該軟件操作簡單，人機(jī)界面比較直觀，對于新學(xué)者來說比較容易上手，下面具體來介紹下該軟件的應(yīng)用方法。圖9.6為PonyProg2000的主界面。在主界面中，與雙龍相似，同樣可以設(shè)置芯片型號、通信接口、下載速度、程序存儲器文件、數(shù)據(jù)存儲器文件、編程選項(xiàng)、加密模式等。通過主界面還可以對芯片進(jìn)行擦除、編程、校驗(yàn)、讀取等操作。只要在編程選項(xiàng)中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，通過按鍵便可以實(shí)現(xiàn)一鍵編程，不需每次更改程序后都重載程序。圖9.6PonyProg2000的主界面如圖所示的打開文件一欄，點(diǎn)擊后輸入目標(biāo)程序地址，再將單片機(jī)的類型選擇成所用的類型，一般習(xí)慣上先擦寫一次CPU，將原來的程序擦除，再點(diǎn)擊圖中下載程序的按鍵，就可以將程序下載入單片機(jī)內(nèi)了。這里我們來介紹下一鍵編程的操作，點(diǎn)擊主頁面菜單中的功能欄中的鍵，會出現(xiàn)如圖9.7一鍵編程的操作界面界面。如圖所示，點(diǎn)擊陰影命令后會出現(xiàn)右邊的界面，用來設(shè)置一鍵編程的操作指令，圖中所勾選的為一般設(shè)置的指令，先調(diào)取程序、擦除舊程序、寫入新程序。設(shè)置后，以后再編程時(shí)就可以只點(diǎn)擊就可以完成程序的下載工作了，非常簡便，推薦讀者使用。點(diǎn)擊會出現(xiàn)如圖9.8所示的界面，可以參照圖9.5進(jìn)行設(shè)置。9.2單片機(jī)編譯器和集成環(huán)境的介紹作為一種當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的單片機(jī)，有多種集成開發(fā)環(huán)境支持對AVR單片機(jī)的程序開發(fā)。由于C語言在單片機(jī)設(shè)計(jì)中具有直觀、可讀性強(qiáng)、程序移植容易等優(yōu)點(diǎn)，在本書中，將著重介紹AVR單片機(jī)基于C語言的編譯器和集成環(huán)境。

由于WinAVR脫胎于GCC，因此不可避免的一些操作會與大部分用戶熟悉的Windows的操作方式有所不同。為了解決這個(gè)問題，晶士電子（AtmanElectronics）開發(fā)了一個(gè)基于WinAVR的中文集成開發(fā)環(huán)境——AtmanAvr。通過AtmanAvrCIDE用戶可以以熟悉的Windows操作界面及操作方式對AVR單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)。讀者可以通過登錄晶士電子的主頁：/下載到最新版本的AtmanAvr的30天試用版本。AtmanAvrCIDE除了集成中文的Windows操作界面外，筆者認(rèn)為其最大的優(yōu)點(diǎn)在于其幫助文件。在AtmanAvrCIDE的主界面中，可以通過按“F1”鍵調(diào)用該幫助文件。通過該幫助文件，可以獲取關(guān)于AtmanAvrCIDE的全部信息，其中甚至包括C語言的介紹。同時(shí)，該幫助文件對每個(gè)函數(shù)的用法都以實(shí)例演示，方便用戶使用。相信讀者通過該幫助文件能很快的掌握AtmanAvrCIDE的使用。就C語言而言，目前常見的集成開發(fā)環(huán)境有WinAVR、AtmanAvr、ICCAVR及IARAVR等多種。其中，WinAVR是將Unix操作系統(tǒng)中的GCC移植到Windows操作系統(tǒng)中的一個(gè)AVR單片機(jī)的集成編譯環(huán)境。WinAVR是一個(gè)一個(gè)完全免費(fèi)的軟件，在AVR用戶中是使用最多的。讀者可以通過下面的鏈接免費(fèi)下載最新版本的WinAVR集成開發(fā)環(huán)境：/projects/winavr/1.ATMANAVR編譯器的安裝可以直接運(yùn)行光盤上setup.exe安裝程序進(jìn)行安裝，有以下幾種方法：方法1：（l）打開“我的電腦”；（2）打開光盤驅(qū)動器所對應(yīng)的盤符；（3）雙擊光盤中文件“setup.exe”的圖標(biāo)；（4）按照屏幕提示選定一個(gè)安裝路徑后進(jìn)行安裝。默認(rèn)的安裝路徑為“C：＼ATMAN”，一般情況選默認(rèn)的安裝位置。方法2：（l）在開始菜單中選擇“運(yùn)行”命令；（2）在運(yùn)行對話框中輸入“＜drive＞：＼Setup．exe；注意，“＜drive＞”對應(yīng)機(jī)器中的光盤驅(qū)動器盤符，如果光盤為F盤，則填入“f：＼setup．exe”；（3）按“確定”鍵開始安裝；（4）按照屏幕提示，選定一個(gè)安裝路徑后進(jìn)行安裝。方法3：由于ATMANAVR升級較快，光盤中的安裝文件并不一定是最新的，可以到晶士公司的網(wǎng)站上（/ChineseSite/SoftwareChinese.htm）或國內(nèi)總代理雙龍電子公司網(wǎng)站（http：//.on）下載最新版，將安裝文件下載到電腦內(nèi)一個(gè)子目錄中再安裝。（1）打開“我的電腦”；（2）打開存放下載升級版的文件夾；（3）雙擊文件夾中的“atmanAVRdem.exe”的圖標(biāo)；（4）選定一個(gè)安裝路徑后進(jìn)行安裝。圖9.9電腦屏幕上的圖標(biāo)圖9.10演示版的標(biāo)題欄按上述方法安裝后，在電腦屏幕上生成如圖9.9的“AtmanAvr.exe”圖標(biāo)。雙擊后得到的只是一個(gè)演示版（標(biāo)題欄如圖9.10所示），演示版只能使用30天，在30天之內(nèi)沒有使用限制（等同于標(biāo)準(zhǔn)版），超過30天后，要注冊才能使用，正版用戶還要進(jìn)行注冊才可以得到一個(gè)無使用時(shí)間限制的正式版。

注意：

1．舊版ATMANAVR有安裝路徑的限制（即安裝路徑中不能有空格或中文，否則不能正常編譯），在ATMANAVR5.8.1版及更新的版本中，對安裝的路徑則沒有任何限制，可以安裝在任意文件夾中。2．如果硬盤上原先已安裝過ATMANAVR演示版且尚未到期（30天免費(fèi)試用期），此時(shí)重新安裝ATMANAVR，則軟件會自動終止免費(fèi)試用，因此在演示版30天的有效期內(nèi)不能重裝ATMANAVR。如果演示版到期后還需要繼續(xù)使用演示版軟件，只要格式化硬盤后重裝Windows和ATMANAVR，又可以再使用30天。9.3ATMANAVR編譯器簡介AtmanAvrC是為Atmel公司的AVR系列單片機(jī)應(yīng)用AVRGCC編譯器而開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境IDE。包括向?qū)?、文本編輯器和調(diào)試器等。它有下幾個(gè)主要特點(diǎn)：1．ATMANAVR是一個(gè)綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境（IDE），是一個(gè)純32位的程序，可在Windows95／Windows98／WindowsME／WindowsNT／Windows2000／WindowsXP下運(yùn)行。2．源文件全部被組織到工程之中，文件的編輯和工程的構(gòu)筑也在IDE的環(huán)境中完成。

3．ATMANAVR是一個(gè)32位的程序，支持長文件名。4．ATMANAVR提供了全部的庫源代碼及一些簡單的應(yīng)用實(shí)例供初學(xué)者參考，特別是提供庫源代碼，對于用戶理解庫函數(shù)的參數(shù)及返回值等是非常有益的，并且用戶能夠根據(jù)庫源代碼對ATMANAVR提供的庫函數(shù)進(jìn)行剪裁和擴(kuò)充。ATMANAVR中的文件類型及擴(kuò)展名文件類型是由它們的擴(kuò)展名決定的，ATMANAVR的IDE和編譯器可以使用以下幾種類型文件：

1.輸入文件類型

.c擴(kuò)展名，表示是C語言源文件；.s擴(kuò)展名，表示是匯編語言源文件；.h擴(kuò)展名，表示是C語言的頭文件；.prj擴(kuò)展名，表示是工程文件，這個(gè)文件保存由IDE所創(chuàng)建和修改與整個(gè)工程的有關(guān)信息；.a擴(kuò)展名，表示是庫文件，它可以由幾個(gè)庫封裝在一起，也可以創(chuàng)建或修改自定義的庫。2.輸出文件類型

.s擴(kuò)展名，對應(yīng)每個(gè)C語言源文件，由編譯器在編譯時(shí)產(chǎn)生的同名匯編輸出文件；.o擴(kuò)展名，匯編產(chǎn)生的同名目標(biāo)文件，多個(gè)目標(biāo)文件可以鏈接成一個(gè)可執(zhí)行文件；.hex擴(kuò)展名，INTELHEX格式文件，其中包含了程序的全部可執(zhí)行代碼；.eep擴(kuò)展名，INTELHEX格式文件，包含了EEPROM的初始化數(shù)據(jù)；.cof擴(kuò)展名，COFF格式輸出文件，用于在ATMEL的AVRStudio環(huán)境下進(jìn)行程序調(diào)試；

.lis擴(kuò)展名，列表文件，列舉出了源文件中的全部語句對應(yīng)的匯編代碼，但變量和代碼沒完成絕對定位。說明：如果使用文件編譯方式，則生成該文件的.1is文件，如果對整個(gè)工程進(jìn)行編譯，則每一個(gè)源文件均生成一個(gè)與該源文件同名的.lis文件。.lst擴(kuò)展名，列表文件，列舉了含啟動文件一起編譯生成的全部匯編代碼，是整個(gè)工程組對定位后的完整列表文件。說明，如果使用文件編譯方式，則生成該文件的．lst文件，如果對整個(gè)工程進(jìn)行編譯，則只生成一個(gè)與工程同名的．lst文件。

.mp擴(kuò)展名，內(nèi)存映像文件，它包含了程序中有關(guān)符號及其所占內(nèi)存大小的信息；.cmd擴(kuò)展名，NoICE2.xx調(diào)試命令文件；.noi擴(kuò)展名，NoICE2.xx調(diào)試命令文件；.dbg擴(kuò)展名，ImageCraft調(diào)試命令文件。9.4AVR存儲器的使用ATMANAVR共包含三種不同類型的存儲器空間，下面分別對其進(jìn)行介紹。1．程序存儲器（Flash）

程序存儲器是用于保存程序代碼以及常數(shù)表和數(shù)據(jù)的初始值等的空間。ATMANAVR編譯器可以生成一個(gè)對應(yīng)程序存儲器映像的輸出文件（INTEXHEX文件），大部分編程器均支持用這個(gè)格式的文件對芯片編程。由于AVR中的X、Y、Z指針為16位，有效的訪問空間為64KB，因此在ATMANAVR編譯器中，使用普通的C程序不能直接訪問大于64KB的程序存儲器，為了訪問64KB以上的存儲器（如在Megal28中），應(yīng)選中“UseRAMPZ／ELPM”（Project-＞Option-＞Target）前的復(fù)選框，并且在設(shè)定RAMPZ寄存器后直接調(diào)用ELPM指令來訪問Flash存儲器。編譯器生成代碼分配到不同的區(qū)域“areas”，區(qū)域按照程序存儲器地址增高的順序被使用，共分為以下區(qū)域：interruptvectors：這個(gè)區(qū)域包含中斷向量func-lit：函數(shù)表區(qū)。這個(gè)區(qū)的每個(gè)字保存了函數(shù)入口的地址，為了與代碼壓縮完全兼容，所有間接的函數(shù)索引必須進(jìn)行額外對準(zhǔn)。如果在C中通過函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)，編譯器可自動完成對準(zhǔn)的操作。

在匯編中，這個(gè)對準(zhǔn)必須在用戶程序中進(jìn)行，舉例如下：．a(chǎn)reafunc-1it；假設(shè)-foo是函數(shù)的名稱PL-foo：：．Word-foo;創(chuàng)建函數(shù)表入口．a(chǎn)reatext；ldiR30，＜PL-foo；ldiR31,＞PL-foorcallxicall;編程人員應(yīng)把函數(shù)表入口地址先送入R30、R31寄存器后，才可以使用庫函數(shù)xicall間接調(diào)用這個(gè)函數(shù)。

lit：這個(gè)區(qū)域包括了整型數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)常量。idata：全局變量和字符串的初始值保存在這個(gè)區(qū)域，在啟動時(shí)，由程序復(fù)制到數(shù)據(jù)存儲器的data區(qū)。text：這個(gè)區(qū)域包括程序代碼。2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）

這個(gè)數(shù)據(jù)存儲器是用于保存變量、堆棧和動態(tài)內(nèi)存分配的堆棧，通常它們不出現(xiàn)在輸出文件中，但在程序運(yùn)行時(shí)被使用。圖9.11數(shù)據(jù)內(nèi)存的使用一個(gè)沒有使用外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器的程序使用數(shù)據(jù)內(nèi)存如圖9-11所示，在該圖中，從地址0開始的96個(gè)字節(jié)(0x60）是CPU寄存器和I／O寄存器，編譯器從96往上放置全局變量和字符串，在變量區(qū)域的頂部是用戶可以利用的分配動態(tài)內(nèi)存，在高端地址，硬件堆棧開始于SRAM的最高字節(jié)，在它的下面是軟件堆棧，硬件堆棧和軟件堆棧均為向下生長型。要求程序員在設(shè)計(jì)程序時(shí)要確保硬件堆棧不生長進(jìn)軟件堆棧，而軟件堆棧不生長進(jìn)已分配數(shù)據(jù)的動態(tài)分配區(qū)中，否則將會導(dǎo)致意外的結(jié)果。編譯器生成數(shù)據(jù)分配到不同的區(qū)域“areas”，區(qū)域按照數(shù)據(jù)存儲器的地址增高的順序使用，共分為以下區(qū)域：data：是包含全局變量、靜態(tài)變量和字符串的數(shù)據(jù)區(qū)域。全局變量和字符串的初始值保存在程序存儲器的“idata”區(qū)域內(nèi)，在啟動時(shí)被復(fù)制進(jìn)data數(shù)據(jù)區(qū)的。bss：這個(gè)區(qū)域包含末初始化的C全局變量，按ANSIC標(biāo)準(zhǔn)這些變量在啟動時(shí)將初始化為0。3．外部數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）

如果選擇帶有外部SRAM（32K或64KB）的目標(biāo)器件，那么堆棧是放置在內(nèi)部SRAM的頂部并且朝低端內(nèi)存地址生長，數(shù)據(jù)內(nèi)存(圖9.8中的動態(tài)分配內(nèi)存區(qū)域）是開始于硬件堆棧的頂部(即外部SRAM的底部）并且向上生長，這樣分配的原因是在多數(shù)場合訪問內(nèi)部SRAM比訪問外部SRAM的速度要快，分配堆棧到較快的內(nèi)存有很多好處。EEPROM：這個(gè)區(qū)域包含EEPROM數(shù)據(jù)，ATMANAVR編譯器將需要置于EEPROM數(shù)據(jù)寫進(jìn)擴(kuò)展名為.eep的輸出文件中，在對AVR芯片編程時(shí)將該文件寫入芯片的EEPROM存儲器中。4．EEPROM存儲器9.5啟動文件在一些特殊的應(yīng)用中，如用戶需判斷單片機(jī)是上電復(fù)位還是由其他原因引起復(fù)位（如看門狗等），并且針對不同的復(fù)位情況采取不同的對策，這時(shí)用戶可能需要使用自己的啟動文件，在IAR中需要修改相應(yīng)的XCL文件才能實(shí)現(xiàn)改變啟動文件的目的，ATMANAVR和CodeVsionAVR在工程屬性窗口中可以直接指定使用外部的啟動文件。

根據(jù)目標(biāo)MCU的種類和功能，ATMANAVR編譯器將從下面默認(rèn)的啟動文件中選擇一個(gè)。crtavr:o:非ATmega類芯片默認(rèn)的啟動文件。crtatmega.o:ATmega類芯片默認(rèn)的啟動文件。ATMANAVR也提供了下面四種常用的啟動文件，用戶可以在工程選項(xiàng)對話框中（Project->OPhtions->Target-＞NonDefaultstartup）指定一個(gè)啟動文件（或用戶自定義的啟動文件），應(yīng)注意必須指定啟動文件的絕對路徑，如果沒有指出啟動文件的路徑，則默認(rèn)啟動文件位于工程選項(xiàng)庫路徑所指定的目錄中（默認(rèn)為c:\atmanavr\lib）。crtavrram.c：與crtavr.o相比，增加了初始化外部SRAM。crtatmgaram.o：與crtatmega.o相比，增加了初始化外部SRAM。crtboot.o：與crtavr.o相比，增加了bootloader的內(nèi)容，只有ATmega類的芯片才能選用。Crtboothi.o：與crtboot。相比，增加了使用ELPM／RAMPZ內(nèi)容，一般在需要讀取大于64KB字節(jié)存儲器中的常數(shù)表格或字符串時(shí)才用。上面的非ATmega類芯片的每一個(gè)中斷入口地址使用一個(gè)字（2個(gè)字節(jié)），而ATmega類的每個(gè)中斷入口地址使用2個(gè)字（4個(gè)字節(jié)），因此兩種芯片的啟動文件不能混用。

啟動文件的功能有：1．初始化硬件和軟件堆棧指針。2．從idata區(qū)復(fù)制初始化數(shù)據(jù)到直接尋址數(shù)據(jù)區(qū)data區(qū)。3．將bss區(qū)全部初始化為零。4．啟動文件定義了一個(gè)全局符號“-start”，它是程序的起點(diǎn)。5．調(diào)用用戶主程序。6．定義一個(gè)退出點(diǎn)，即定義為一個(gè)無限循環(huán)。如果主函數(shù)(main）一旦退出，它將進(jìn)入這個(gè)退出點(diǎn)進(jìn)行無限循環(huán)。下面簡單介紹如何修改和創(chuàng)建一個(gè)新的啟動文件：使用ATMANAVR的IDE或UlterEdit32打開需要修改的啟動文件（crtavr.s、crtatmega.s或其他文件），對啟動文件進(jìn)行相應(yīng)的修改并保存，如果用UlterEdit32軟件編輯，應(yīng)退出UlterEdit32軟件并用IDE調(diào)用修改后的啟動文件，在IDE中選擇“File”菜單的“CompileFileTo->StmpFileToObject”，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件（crtavr.o、crtatmega.o或其他的文件名）。9.6ATMANAVR菜單解釋本章的菜單是按ATMANAVR5.8.1介紹的，其他版本的菜單可能會與本章介紹的略有不同。在介紹某單前，讀者應(yīng)先了解以下關(guān)于文件的幾種說法：活動的文件：是指打開的當(dāng)前正在編輯的文件；打開的文件：是指已調(diào)入IDE環(huán)境中的文件。可以是活動的文件（正在編輯），也可以是放在后臺的文件；沒有打開的文件：是指該文件保存在硬盤上，沒有調(diào)入IDE環(huán)境。1、文件菜單文件菜單如圖9.12所示。新建:創(chuàng)建一個(gè)新文件或新工程，使用此命令，會彈出對話框由用戶選擇是建立文件還是工程，及文件或工程的類型和創(chuàng)建位置等。打開:打開一個(gè)已存在的文件，如果是.aws文件，將打開整個(gè)工程。關(guān)閉:關(guān)閉當(dāng)前被打開的文件。打開工作區(qū):打開一個(gè)已存在的工作區(qū)（.aws文件）。保存工作區(qū):保存當(dāng)前被打開的工作區(qū)。工作區(qū)另存為：把當(dāng)前被打開的工作區(qū)另存為一個(gè)新的版本保存到一個(gè)新的目錄，同時(shí)打開該新工作區(qū)。關(guān)閉工作區(qū):關(guān)閉當(dāng)前被打開的工作區(qū)。保存:保存當(dāng)前文件。另存為:當(dāng)前文件另存為新文件。全部保存:保存當(dāng)前所有打開的文件，包括工作區(qū)。打印:打印當(dāng)前文件的全部或選定部分。頁面設(shè)置:設(shè)置打印文件頁面。最近的文件:最近打開的文件列表，利于用戶查看和重新打開。最近的工作區(qū):最近打開的工作區(qū)列表，利于用戶查看和重新打開。退出:退出AtmanAvrC。2.編輯菜單

編輯菜單如圖9.13所示。撤消:撤消上一次編輯操作。重復(fù):重復(fù)上一次編輯操作。剪切:剪切當(dāng)前選中的文檔內(nèi)容或項(xiàng)目。復(fù)制:復(fù)制當(dāng)前選中的文檔內(nèi)容。粘貼:在當(dāng)前位置插入剪切板中的內(nèi)容。全部選擇:選中當(dāng)前文檔的全部內(nèi)容。查找:在當(dāng)前文檔中查找字符串。

在文件中查找:在多個(gè)文檔中查找字符串。查找過程中再次使用此命令可中斷當(dāng)前查找。替換:用一個(gè)新字符串替換當(dāng)前文檔中的字符串。書簽:添加或清除標(biāo)簽。到下一個(gè)書簽:轉(zhuǎn)到下一個(gè)標(biāo)簽。到上一個(gè)書簽:轉(zhuǎn)到上一個(gè)標(biāo)簽。清除所有書簽:清除所有標(biāo)簽。Breakpoints：顯示斷點(diǎn)對話框。參數(shù)提示信息:顯示函數(shù)參數(shù)提示信息。完成關(guān)鍵字:顯示相關(guān)關(guān)鍵字的全稱。3.查看菜單

查看菜單如圖9.14所示。工具欄:彈出子菜單，顯示或隱藏相關(guān)工具欄狀態(tài)欄:顯示或隱藏狀態(tài)欄。工作區(qū):顯示或隱藏工作區(qū)窗口。輸出:顯示或隱藏輸出窗口。調(diào)試窗口：彈出子菜單，顯示或隱藏各調(diào)試窗口。圖9.144.工程菜單

工程菜單如圖9.15所示。添加工程:彈出子菜單，向工程添加相關(guān)項(xiàng)目。打開:打開工程。設(shè)置:設(shè)置工程相關(guān)屬性。

添加工程彈出的子菜單如圖9.16所示。如圖9.15如圖9.16新建:創(chuàng)建一個(gè)新文件或新工程，使用此命令，會彈出對話框由用戶選擇是建立文件還是工程，及文件或工程的類型和創(chuàng)建位置等。如果是文件，可以指定是否插入到當(dāng)前工程中。文件:添加文件到當(dāng)前工程中。使用此命令，會彈出對話框由用戶選擇添加哪些文件，如果某些文件在工程中已存在，則自動濾除。5.編譯菜單

編譯菜單如圖9.17所示。編譯文件:編譯源代碼文件。構(gòu)件:編譯和連接工程，生成工程屬性中指定的輸出文件。重建全部:重新編譯和連接工程。開始調(diào)試:彈出子菜單，啟動調(diào)試器。AVRStudio：調(diào)用AVRStudio調(diào)試。編程:調(diào)用芯片編程程序。如圖9.176.工具菜單工具菜單如圖9.18所示。代碼向?qū)?啟動代碼向?qū)?，這是一個(gè)對工程項(xiàng)目動態(tài)維護(hù)的工具。AtmanAvrOnline：打開AtmanAvr主頁。用戶自定義工具示例。AtmanAvrUpdate：下載AtmanAvrC升級軟件包AtmanAvrUpdate.exe，升級AtmanAvr。用戶自定義工具示例。如圖9.18AVRStudio:設(shè)定AVRStudio的路徑。編程工具:指定芯片編程程序。定制：通過“定制”對話框，用戶可以自定義AtmanAvrCIDE的界面、菜單、工具欄、快捷鍵和其他工具軟件。AtmanAvrOnline和AtmanAvrUpdate就是兩個(gè)用戶自定義工具的示例，用戶最多可以自定義10個(gè)工具。選擇：通過“選擇”對話框，用戶可以自定義AtmanAvrCIDE的界面、窗口字體、格式及操作行為等。7.Window菜單窗口菜單如圖9.19所示。新建窗口:為當(dāng)前文件打開一個(gè)新窗口。層疊窗口:以重疊方式顯示窗口。橫向平鋪:以水平排列方式顯示窗口。排列圖標(biāo):排列最小化窗口圖標(biāo)。Windows:顯示當(dāng)前所有打開窗口列表。如圖9.198.幫助菜單幫助菜單如圖9.20所示。幫助:顯示幫助文件。關(guān)于AtmanAvr:顯示AtmanAvrC的版本信息。如圖9.209.7工程的建立下面將簡單介紹使用AtmanAvrCIDE的向?qū)Чδ芙⒁粋€(gè)工程的步驟。在AtmanAvrCIDE的菜單欄點(diǎn)擊“工程->添加工程->新建”建立一個(gè)新的工程。彈出圖9.21所示的窗口。圖9.21建立新工程界面

在該窗口中選擇AVRC語言向?qū)ВˋVRCWizard），指工程存放目錄及工程名稱，點(diǎn)擊“確定”進(jìn)入下一頁面。

圖9.22新工程設(shè)置界面

在如圖9.23所示的ProjectWizard-Step1的“設(shè)置MCU”窗口中可以設(shè)置芯片的型號、時(shí)鐘頻率及看門狗的設(shè)置。在本節(jié)中，將以ATmega8單片機(jī)為例簡要介紹工程向?qū)У氖褂?。其它芯片的設(shè)置在參考本設(shè)置的基礎(chǔ)上，通過閱讀AtmanAvrCIDE的幫助文件和芯片的數(shù)據(jù)手冊，可以快速地建立一個(gè)AVR單片機(jī)的工程。芯片型號、時(shí)鐘頻率及看門狗設(shè)置完畢后，單擊“下一步”進(jìn)入下一窗口。

9.23MCU設(shè)置界面9.24I/O端口設(shè)置界面圖9.24所示為第二步：I/O端口的設(shè)置。在該窗口中，可以設(shè)置I/O端口每位的輸入或輸出狀態(tài)、輸出電平為高電平或低電平、是否有上拉電阻等參數(shù)。AVR單片機(jī)的I/O端口配置寄存器的關(guān)系可以在各個(gè)型號單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊中獲得.單擊“下一步”進(jìn)入定時(shí)器/計(jì)數(shù)器配置界面如圖9.25定時(shí)器設(shè)置界面.

在第三步定時(shí)計(jì)數(shù)器窗口中，如圖9.25所示?？梢苑謩e配置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的狀態(tài)?？梢栽凇爸袛唷贝翱谥羞x擇中斷的類型。Overflow表示的是定時(shí)器溢出中斷選擇，其中還有比較A中斷，比較B中斷以及外部時(shí)間中斷。輸入捕獲是T1所特有的功能，外部引腳為ICP，可選擇上升沿觸發(fā)中斷。下面的輸出A,輸出B則是你根據(jù)要求來設(shè)置比較值，當(dāng)定時(shí)器的值等于比較值時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)比較中斷。以定時(shí)器溢出中斷“Overflow”為例，選中定時(shí)器溢出中斷后，單擊“計(jì)算”，可在如圖9.26所示的彈出窗口中設(shè)置定時(shí)器溢出中斷的設(shè)定值，并將顯示實(shí)際值和TCNT寄存器的初始值。設(shè)置完畢后，單擊“確定”并在步驟三的主窗口中單擊“下一步”進(jìn)入下一窗口。9.26定時(shí)器間隔時(shí)間溢出設(shè)置9.27外部中斷設(shè)置界面圖9.28所示為步驟五模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)置窗口。在該窗口中，可對模數(shù)轉(zhuǎn)換的相關(guān)參數(shù)加以設(shè)定。通過“時(shí)鐘頻率”的下拉菜單可以選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)鐘頻率。需要注意的是：在“時(shí)鐘頻率”的值改變的同時(shí)，“轉(zhuǎn)換時(shí)間”中的值也隨之改變。當(dāng)該值為紅色時(shí)，會造成模數(shù)轉(zhuǎn)換錯誤，應(yīng)避免該情況的發(fā)生。通過“基準(zhǔn)電源”的下拉菜單，可以選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電源。9.28ADC設(shè)置界面

單擊“下一步”進(jìn)入圖9.29所示的模擬比較器配置窗口。通過該窗口可對模擬比較器進(jìn)行初始化的配置。9.29模擬比較器配置界面單擊“下一步”進(jìn)入如圖9.30所示的“同步串行接口SPI”的配置窗口。在該窗口中可設(shè)置SPI通信的中斷方式、主從機(jī)模式、時(shí)鐘速率、時(shí)鐘相位、時(shí)鐘極性及數(shù)據(jù)順序等參數(shù)。9.30“同步串行接口SPI”的配置窗口步驟8為“通用串行接口UART”設(shè)置窗口，如圖9.31所示。在該窗口中可以設(shè)置通用串行接口的收發(fā)模式、波特率、傳輸字符位數(shù)及是否帶有奇偶校驗(yàn)和停止位等參數(shù)。同時(shí)，在該窗口中還顯示出在當(dāng)前時(shí)鐘與波特率下的誤碼率。9.31“通用串行接口UART”設(shè)置窗口單擊“下一步”進(jìn)入如圖9.32所示的“雙總線串行接口TWI”配置窗口。在該窗口內(nèi)可以使能TWI及TWI中斷、設(shè)定SCL頻率，并可顯示實(shí)際的SCL頻率。9.32“雙總線串行接口TWI”配置窗口單擊“下一步”進(jìn)入如圖9.33所示的“液晶顯示器LCD”配置窗口。AtmanAvrCIDE為用戶提供了一個(gè)液晶顯示器控制的頭文件，用戶可以直接使用該窗口對端口進(jìn)行配置，利用其提供的液晶控制函數(shù)，可以容易的對液晶顯示器進(jìn)行讀、寫等操作。具體的控制函數(shù)及用法可以從AtmanAvrCIDE的幫助文件中獲得。9.33“液晶顯示器LCD”配置窗口單擊“完成”實(shí)現(xiàn)對一個(gè)工程的初始化配置。在如圖9.34所示的資源窗口，顯示了經(jīng)過初始化配置后生成的全部資源文件和頭文件。其中，主文件與項(xiàng)目名稱相同；其他文件名的自動命名原則為工程名后加對應(yīng)功能名稱。至此，我們已經(jīng)完成了一個(gè)工程的初始化。9.34資源窗口9.8ATMANAVR5.8.1支持的庫函數(shù)介紹C語言一般都提供很多庫函數(shù)供用戶調(diào)用，在ATMANAVR的安裝文件夾中有一個(gè)LIB文件夾，就提供了標(biāo)準(zhǔn)C庫和AVR專用的庫供用戶調(diào)用，用戶也可以創(chuàng)建或修改自定義的庫。如果一個(gè)庫中的函數(shù)被引用，鏈接器會將該相關(guān)代碼鏈接到模塊或生成的輸出文件中。下面對ATMANAVR9.8.1所提供的庫函數(shù)作簡單的介紹。9.8.1C標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)由于AVR處理器具有多種存儲器空間，因此在應(yīng)用中要特別注意傳遞給函數(shù)的參數(shù)的存儲類型。C庫函數(shù)僅支持一種存儲類型，不能把EEPROM和FLASH存儲空間變量作為操作數(shù)。#include<stdlib.h>符號常量#defineDTOSTR_ALWAYS_SIGN0x01#defineDTOSTR_PLUS_SIGN0x02#defineDTOSTR_UPPERCASE0x04#defineRAND_MAX0x7FFF#defineRANDOM_MAX0x7FFFFFFFabortfreeabsitoaatoilabsatolldivbsearchlongjmpcallocltoadivmallocdtostreqsortdtostrfrandexitrand_r

randomstrtodrandom_rstrtolsetjmpstrtoulsrandultoasrandomutoa9.8.2數(shù)學(xué)函數(shù)基本數(shù)學(xué)常數(shù)和函數(shù)。#include<math.h>常數(shù)#defineM_PI3.141592653589793238462643

#defineM_SQRT21.4142135623730950488016887函數(shù)

acosisinfasinisnanatan,atan2ldexp

ceillog,log10Cosmodfcoshpowexpsinfabssinhfloorsqrtfmodsquarefrexptaninversetanh9.8.3字符函數(shù)字符函數(shù)執(zhí)行對單個(gè)字符的操作。#include<ctype.h>isalnum isprintisalpha ispunctisascii isspaceisblank isupperiscntrl isxdigitisdigit toasciiisgraph tolowerislower toupper9.8.4字符串函數(shù)

字符串函數(shù)操作以NULL結(jié)尾的字符串。如果字符串存儲在程序存儲器空間，使用程序存儲器API函數(shù)。#include<string.h>memccpy strcpymemchr strlcatmemcmp strlcpymemcpy strlenstrchr strlwrstrcmp strncasecmpMemmove strncpymemset strnlenstrcasecmp strrchrstrcat strrevStrncat strstrstrncmp strupr9.8.5存儲器API函數(shù)AVR系列單片機(jī)指令與數(shù)據(jù)使用不同的地址空間。由于寄存器和RAM為8位，而程序存儲器為16位，因此操作上要比使用單一地址空間復(fù)雜一些。另外，EEPROM與前兩者又處于不同的地址空間。通常指令使用flashROM，數(shù)據(jù)使用SRAM，如果要訪問EEPROM或把數(shù)據(jù)放在ROM空間，GCC提供的存儲器API函數(shù)封裝了這些底層操作，可以方便地實(shí)現(xiàn)這些目的。1、程序存儲器API把數(shù)據(jù)放在ROM空間的益處在于：數(shù)據(jù)可以隨時(shí)使用，不需要在啟動時(shí)進(jìn)行初始化，同時(shí)不會因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行中的錯誤而遭到破壞。由于ROM處于不同的地址空間，在ROM中定義變量使用特別的聲明（參見變量），訪問ROM中變量可以通過程序存儲器API函數(shù)。#include<pgmspace.h>__ATTR_CONST__，__ATTR_PROGMEM__，__ATTR_PURE____elpm_inline strcat_P__lpm_inline strcmp_Pmemcpy_P strcpy_Ppgm_read_byte strcasecmp_Ppgm_read_byte_far strlen_Ppgm_read_byte_near strncasecmp_Ppgm_read_word strncmp_Ppgm_read_word_far strncpy_Ppgm_read_word_near PSTRPRG_RDB 2、EEPROMAPIAVR系列單片機(jī)具有非易失的存儲空間EEPROM，它與靜態(tài)RAM不在同一地址空間。訪問EEPROM單元需要借助I/O寄存器。EEPROMAPI函數(shù)封裝了底層操作功能，使訪問EEPROM簡便易行。使用EEPROMAPI函數(shù)，需要包含eeprom.h文件。eeprom_is_read eeprom_read_byteeeprom_read_block eeprom_read_wordeeprom_write_byte eeprom_write_blockeeprom_write_word

9.8.6中斷API函數(shù)中斷API函數(shù)封裝了對中斷的控制功能，包括中斷的使能或禁止，中斷例程的定義等。它們分別定義在interrupt.h和sig-avr.h文件中。clienable_external_intINTERRUPTseiSIGNALtimer_enable_int

9.8.7I/OAPI函數(shù)I/OAPI函數(shù)提供高層訪問I/O寄存器的功能，支持字或字節(jié)讀寫操作，位測試，位操作等。I/OAPI函數(shù)定義在io.h，iomacros.h和parity.h文件中。#include<io.h>BV loop_until_bit_is_clearbit_is_clear loop_until_bit_is_setbit_is_set outp,outbCbi outwinp,inb __outwinw outw_atomicinw parity_even_bitinw_atomic sbi9.8.8看門狗API函數(shù)看門狗API函數(shù)封裝了對看門狗的操作功能，宏定義在wdt.h文件中。#include<wdt.h>符號常量#defineWDTO_15MS0

#defineWDTO_30MS1

#defineWDTO_60MS2

#defineWDTO_120MS3

#defineWDTO_250MS4

#defineWDTO_500MS5

#defineWDTO_1S6

#defineWDTO_2S7wdt_disablewdt_enablewdt_reset9.8.9LCD庫函數(shù)LCD函數(shù)提供C程序與用HitachiHD44780或與之兼容的芯片封裝的LCD模塊間的操作接口。該庫函數(shù)支持1x8,2x12,3x12,1x16,2x16,2x20,4x20,2x24和2x40格式的LCD。函數(shù)定義文件為lcd.h.LCD模塊與MCU按下列方式連接：MCUPortX0-RS(LCDpin4)

MCUPortX1-RD(LCDpin5)

MCUPortX2-EN(LCDpin6)

MCUPortX4-DB4(LCDpin11)

MCUPortX5-DB5(LCDpin12)

MCUPortX6-DB6(LCDpin13)

MCUPortX7-DB7(LCDpin14)#include<lcd.lcd_clearlcd_commandlcd_gotoxylcd_homelcd_initlcd_putcharlcd_putslcd_puts_Plcd_read_bytelcd_set_custom_charlcd_write_byte9.8.10其他函數(shù)AtmanAvrC支持的其他相關(guān)函數(shù)。delay9.9單片機(jī)調(diào)試小工具利用個(gè)人電腦顯示器，觀察單片機(jī)調(diào)試情況。下面介紹如何利用計(jì)算機(jī)RS232串口與單片機(jī)連接進(jìn)行軟件調(diào)試。圖9.35為計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的硬件連接示意圖。計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間交換的數(shù)據(jù)可以通過RS-232電平轉(zhuǎn)換來進(jìn)行可靠傳輸。圖9.35計(jì)算機(jī)與單片機(jī)連接示意圖圖9.36SSCOM軟件圖9.36為SSCOM軟件調(diào)試界面。SSCOM是一款非常好的串口調(diào)試工具，可改變發(fā)送周期，選擇串口，設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、較驗(yàn)位和停止位。將計(jì)算機(jī)COM串口與單片機(jī)系統(tǒng)接口連接，根據(jù)單片機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)置好串口、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位后，在字符串輸入框中輸入一個(gè)命令字，點(diǎn)擊發(fā)送，單片機(jī)系統(tǒng)就會接收從串口進(jìn)來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。單片機(jī)系統(tǒng)如果有反饋數(shù)據(jù)，便會發(fā)送至計(jì)算機(jī)串口端并在軟件窗口顯示。圖9.37為LED數(shù)碼管字形碼發(fā)生器的軟件界面。在使用該軟件前先確認(rèn)一下數(shù)碼管是共陰極還是共陽極，然后點(diǎn)擊腳位設(shè)置，按照數(shù)碼管管腳與74HC595芯片的連接順序填好對應(yīng)的管腳標(biāo)號（如圖9.38所示），點(diǎn)擊確認(rèn)。接下來就可以點(diǎn)擊左邊的數(shù)碼管得到你所想要顯示的字符，同時(shí)在右邊的代碼欄里面將顯示該字符的代碼。

圖9.37LED數(shù)碼管字形碼發(fā)生器

圖9.38腳位設(shè)置

本章小結(jié)1、單片機(jī)下載方式：AVR單片機(jī)支持普通串口方式、STK500方式、并口（SPI）方式及USB方式等多種下載方式。2、常用下載軟件：SL-ISP1.518、PonyProg2000。3、ATMANAVR具有以下幾種不同類型的存儲器空間：程序存儲器（Flash）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）、3．外部數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）、EEPROM存儲器4、啟動文件的功能：初始化硬件和軟件堆棧指針、從idata區(qū)復(fù)制初始化數(shù)據(jù)到直接尋址數(shù)據(jù)區(qū)data區(qū)、將bss區(qū)全部初始化為零、啟動文件定義了一個(gè)全局符號“-start”，它是程序的起點(diǎn)、調(diào)用用戶主程序、定義一個(gè)退出點(diǎn)，即定義為一個(gè)無限循環(huán)、如果主函數(shù)(main）一旦退出，它將進(jìn)入這個(gè)退出點(diǎn)進(jìn)行無限循環(huán)。5、I/OAPI函數(shù)提供高層訪問I/O寄存器的功能，支持字或字節(jié)讀寫操作，位測試，位操作等。6、看門狗API函數(shù)封裝了對看門狗的操作功能，宏定義在wdt.h文件中。7、LCD函數(shù)提供C程序與用HitachiHD44780或與之兼容的芯片封裝的LCD模塊間的操作接口。8、常用的單片機(jī)調(diào)試軟件如SSCOM軟件和LED數(shù)碼管字形碼發(fā)生器。MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時(shí)間長Damadian1973做出兩個(gè)充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時(shí)間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長MXY持續(xù)時(shí)間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時(shí)間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時(shí)間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時(shí)間較長1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動圖無優(yōu)勢，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報(bào)告界面報(bào)告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長時(shí)間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時(shí)累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會增加60%再次入院的機(jī)會是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐?。τ兄刚髡呶从每股仡A(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時(shí)間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時(shí)間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用186預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用187需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險(xiǎn)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時(shí)候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法