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本书从工程实践角度出发,全面、 系统地讲解了 AVR 单片机的基础知识、 硬件结构、 各典型接口应用以及多 个综合系统应用的设计和分析等。 本书共分为 11章 ,第 1 章介绍了 AVR 单 片 机 的 基 础 知 识; 第 2 章 ~ 第 8 章 以 ATmega128单 片机为例讲解了 AVR 单片机的系统开发 工 具、 硬 件 结 构、 指 令 系 统 和 各 典 型 接 口 的 应 用 等, 其 中 还穿插讲解了 C语言编程基础;第 9章讲解了 AVR 单片机在电气控制系统中的应用实例; 第 10 章讲解 了 各 种 传 感器的应用实例;第 11章 的内容讲解了 AVR 单片机的综合应用设计实例。本书内容丰富、 深入浅出、 图文并茂,书中收集了大量的 AVR 单片机设计实例电路图及程序案例, 并配以详 尽的文字讲解,适合从事单片机技术的开发人员使用,同时可作为相关专业在校师生的参考用书。
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前言第1章AVR 单片机的基础知识 11.1 AVR 单片机特点与种类11.1.1 AVR 单片机的特点 11.1.2 封装和引脚功能31.1.3 AVR 种类与标识 61.1.4 AVR 单片机的基本结构71.2 ATmega1632128系列单片机91.2.1 ATmega16单 片内部结构 91.2.2 封装与引脚功能 111.2.3 ATmega128系 列单片机 131.2.4 AVR 程序下载181.2.5 ATmega128单 片机熔丝位 19第2章AVR 单片机的系统开发工具 232.1 AVR 单片机系统的软硬件开发工具232.1.1 AVR 单片机系统的硬件开发工具232.1.2 AVR 单片机系统的软件开发平台262.1.3 AVR 单片机的开发板及下载线302.2 AVR 单片机 C语言编程基础332.2.1 C语言的构成及特点 342.2.2 运算符和表达式 362.2.3 C语言的语句及程序结构382.2.4 数组 432.2.5 指针变量和指针运算符442.2.6 函数与参数传递 452.2.7 编译预处理482.2.8 结构体与链表 522.2.9 运算符542.3 CVAVR 编译器开发环境552.3.1 开发环境简介 562.3.2 开发环境的应用 562.3.3 代码生成器66ICCAVR 集成开发环境 712.4.1 概述 72ICCAVR 的安装与注册ICCAVR 的IDE 环境ICCAVR 的设置与使用 79ICCAVR 的函数库 88AVR 的编程 942.5 AVRStudio集成开发环境101AVRStudio概 述 101AVRStudio的IDE 108设置 AVRStudio 1162.5.4 查看和修改状态122AVR 汇编器AVR 下载线 126第3章ATmega128单片机的指令系统1313.1 AVR 单片机指令系统的特点与指令种类1313.2 AVR 系列单片机的指令格式1323.2.1 指令符号 1323.2.2 函数表达式 1363.2.3 AVR 指令与标志位的关系1373.3 AVR 单片机的寻址方式1373.3.1 程序直接寻址3.3.2 程序间接寻址3.3.3 程序相对寻址 1383.3.4 程序取常量寻址1393.3.5 单寄存器直接寻址1403.3.6 双寄存器直接寻址1403.3.7 堆栈寄存器间接寻址1403.3.8IO 寄存器直接寻址 1413.3.9 数据存储器直接寻址1413.3.10 数据存储器间接寻址141录3.3.11 程序存储器数据寻址3.3.12 数据存储器间接寻址1423.3.13 程序存储器带后增量的空间取常量寻址1433.4 数据传输指令1443.4.1 数据传输至寄存器的指令1453.4.2 数据传输至 SRAM 中的指令1523.4.3 写程序存储器指令1563.4.4 堆栈操作指令3.5 算术和逻辑指令 1573.5.1 加法指令3.5.2 减法指令3.5.3 乘法指令 1613.5.4 逻辑与指令3.5.5 逻辑或指令3.5.6 逻辑异或指令3.5.7 取反码指令3.5.8 取补码指令 1693.6 转移和跳转指令1703.6.1 无条件跳转指令1713.6.2 调用和返回指令1723.6.3 条件跳转指令 1743.7 位指令和位测试指令1833.7.1 位变量修改指令1843.7.2 带进位逻辑操作指令1893.7.3 位变量传送指令1913.8 MCU 控制指令3.9 汇编语言的应用3.9.1 汇编语言格式 1933.9.2 汇编语言应用实例194第4章ATmega128单片机IO 端口的应用2074.1 ATmega128单片机的IO 端口2074.1.1 ATmega128单 片机IO 端口结构与特点2074.1.2 各端口说明 2114.2IO 寄存器的设置与编程2214.2.1IO 寄存器的操作特点2214.2.2IO 寄存器的 C语言程序2214.2.3 特殊功能IO 寄存器 SFIOR2224.2.4 通用IO 口的设置与编程2224.3IO 口控制应用实例2244.3.1IO 口控制 LED 发光二极管应用实例2244.3.2IO 口控制 LED 数码管应用实例2284.3.3IO 口控制 LED 点阵应用实例2324.3.4IO 口键盘扫描电路应用实例2374.3.5IO 口控制 1602液 晶显示应用实例2414.3.6IO 口控制 12864中 文液晶显示应用实例245第5章ATmega128单片机定时计数器的应用2505.1 定时计数器作用与使用注意事项2505.1.1 定时器的作用 2505.1.2 使用定 时计 数器时需要注意的问题2505.2 预分频器2515.2.1 TC0的 预分频器 2525.2.2 TC1、TC2和 TC3的 预分频器2525.2.3 特殊功能寄存器2525.38位定时计数器 TC02535.3.18位定 时计 数器 TC0的 结构2535.3.2 TC0定 时计 数器的相关寄存器2565.3.3 TC0定 时计 数器的工作模式2595.3.4 TC0定 时计 数器的时序图2635.48位定时计数器 TC22645.4.1 TC2定 时计 数器的结构2645.4.2 定 时计 数器 TC2的 相关寄存器2665.4.3 TC2定 时计 数器的工作模式2675.516位定时计数器 TC1和 TC32685.5.1 TC1和 TC3定 时计 数器的结构2695.5.2 TC1和 TC3定 时计 数器的相关寄存器2735.5.3 TC1和 TC3定 时计 数器的工作模式2815.5.4 TC1和 TC3定 时计 数器的时序图2875.6 定时计数器的应用2885.6.1 利用定 时计 数器实现秒表的应用实例2885.6.2 利用定 时计 数器实现 PWM 输出的应用实例293第6章ATmega128单片机模数转换器和模拟比较器的应用2966.1 模数转换器2966.1.1 模数转换器种类与特点2966.1.2 ATmega128单 片机模数转换器的结构和特点 2986.1.3 AD 转换器相关寄存器3066.2 模拟比较器3106.2.1 模拟比较器概述3106.2.2 模拟比较器相关寄存器3106.2.3 多路输入 3126.3 AD 转换器应用实例3126.3.1 利用 AD 转换器构成简易电压表的应用实例3126.3.2 双通道 AD 采样应用在液晶显示器上实例3156.4 模拟比较器应用实例3236.4.1 模拟信号的比较应用实例一3236.4.2 模拟信号的比较应用实例二3246.4.3 模拟比较器应用实例三324第7章ATmega128单片机中断系统的基本应用3277.1 中断系统工作原理3277.1.1 中断系统的定义与中断过程3277.1.2 控制寄存器 3347.2 外部中断3357.2.1 外部中断触发方式3357.2.2 外部中断寄存器3357.3 中断程序编写与应用实例3377.3.1 使用ICCAVR 开发环境编写中断程序3377.3.2 外部中断系统应用实例339第8章ATmega128单片机串行接口的应用3428.1 同步串行接口 SPI3428.1.1 同步串行通信 3428.1.2 ATmega128单 片机的同步串行接口 SPI3458.1.3 ATmega128单 片机 SPI相 关寄存器3488.1.4 SPI的 编程3508.1.5 SPI应 用实例352USART 接口8.2.1 异步通信基础355ATmega128单 片机的 USART 接口357访问 USART 361USART 相关寄存器 3698.3 ATmega128单片机 USART 接口的应用实例3748.3.1 串口通信应用实例3748.3.2 利用串口控制微型打印机应用实例3788.4 两线串行接口 TWI3858.4.1 串行通信基础知识3858.4.2I2C 总线协议3858.4.3 ATmega128单 片机的 TWI接 口3888.5 ATmega128单片机 TWI接口应用实例4038.5.1 利用 TWI口 对存储器进行操作的应用实例4038.5.2I2C 总线接口日历时钟芯片应用实例407第9章AVR 单片机在电气控制系统中的应用实例 4169.1 电动机类控制电路的应用实例4169.1.1 步进电动机的应用实例4169.1.2 舵机的应用实例4199.1.3 电动机调速系统设计实例9.2 人机对话控制电路的应用4259.2.1 键盘的应用实例4259.2.2 触摸屏人机接口的应用实例432第10章 各种传感器的应用实例43610.1 红外遥控器的解码应用43610.1.1 红外线43610.1.2 红外遥控系统原理 43610.1.3 红外遥控器的解码实例43810.2 红外测距传感器的应用44210.2.1 硬件设计44210.2.2 程序设计44310.3 超声测距传感器的应用44610.3.1 硬件设计44610.3.2 程序设计44710.4 气体传感器的应用44910.4.1 气体传感器模块 44910.4.2 气体传感器应用实例45010.5 加速度传感器的应用45310.5.1 型加速度传感器模块45310.5.2 加速度传感器应用实例45410.6 光照传感器的应用45610.6.1 硬件设计45710.6.2 程序设计45710.7 温度传感器应用实例45910.7.1 硬件设计45910.7.2 软件设计459第11章AVR 单片机的综合应用设计实例46411.1 基于 ATmega128单片机的轮式机器人设计46411.1.1 硬件设计46411.1.2 软件设计46611.2 基于 ATmega128单片机的交通信号机设计47111.2.1 硬件设计47111.2.2 软件设计474
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AVR 单片机是于1997年由 Atmel公司研发出的，增强型内置 Flash的 RISCReducedIn- structionSetCPU精简指令集高速8 位单片机。 AVR 单片机具有可靠性高、功能强、高速 度、 低功耗等优点， 广泛应用于计算机外部设备、 工业实时控制、 仪器仪表、 通信设备、 家用电器等各个领域。 本书以 AVR 单片 机 中 的 高 档 系 列——ATmega128 单 片 机 为 蓝 本，全 面、系 统 地 讲 解 了 AVR 单片机的基础知识、 系统开发工具、 硬件结构、 各典型接口应用以及多个综合系统应 用的设计和分析等知识。 本书以实例为主， 偏重于实用性， 书中每个案例都经过了实践验 证， 具有很强的工程实践指导性， 使读者能举一反三， 从而掌握 AVR 单片机的开发与应用 技术。 本书由张校铭主编， 参 加 本 书 编 写 的 还 有 寇 志 万、 杨 欢、 赵 春 霞、 王 建 薇、 李 娟、 崔颖、 张 国 发、 崔 二 立、 王 志 永、 袁 建 国、 李 维 忠、 许 振 兴、 裴 广 龙、 王 彦 伦、 郑 号、 张珺、 周波、 周俞、 李亚旭、 刘兴 杰、 马 绪 滨、 张 颖 伟、 张 伯 虎 等。 本 书 在 编 写 过程中还参考了相关书籍和资料，在此对以上编写人员及文献作者一并表示感谢！ 由于作者水 平 有 限， 加 之 时 间 仓 促， 本 书 难 免 有 错 误 和 不 足 之 处， 望 广 大 读 者 批 评 指正。编者
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