AVR單片機(jī)C語(yǔ)言開發(fā)入門與典型實(shí)例（修訂版）

第1篇 AVR單片機(jī)基礎(chǔ)
第1章 AVR單片機(jī)概述 3
1.1 AVR單片機(jī)及其發(fā)展 3
1.1.1 AVR單片機(jī)簡(jiǎn)介 3
1.1.2 AVR單片機(jī)的特點(diǎn) 4
1.1.3 AVR單片機(jī)的分類 5
1.2 ATmega128(L)單片機(jī) 5
1.2.1 ATmega128(L)結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn) 5
1.2.2 ATmega128(L)的主要性能 7
1.2.3 ATmega128(L)的封裝與引腳 8
1.3 本章小結(jié) 12
第2章 ATmega128(L)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 13
2.1 ATmega128(L)的內(nèi)核 13
2.2 ATmega128(L)的存儲(chǔ)器 14
2.2.1 ATmega128(L)的內(nèi)部存儲(chǔ)器 14
2.2.2 ATmega128(L)的外部存儲(chǔ)器 15
2.3 ATmega128(L)的系統(tǒng)時(shí)鐘及電源管理 15
2.3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘 15
2.3.2 電源管理與休眠模式 18
2.4 ATmega128(L)的復(fù)位及中斷 19
2.4.1 ATmega128(L)的復(fù)位邏輯 19
2.4.2 ATmega128(L)的中斷及中斷響應(yīng) 20
2.5 ATmega128(L)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 22
2.5.1 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C0 22
2.5.2 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C2 26
2.5.3 16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T/C1和T/C3 26
2.6 ATmega128(L)的總線接口 31
2.6.1 同步外設(shè)接口SPI 31
2.6.2 通用同步/異步串行接口USART0和USART1 32
2.6.3 兩線串行TWI總線接口 35
2.7 本章小結(jié) 37
第3章 ATmega128(L)的指令系統(tǒng) 38
3.1 ATmega128(L)的指令系統(tǒng)概述 38
3.2 ATmega128(L)的指令操作數(shù)的尋址方式 43
3.3 算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令 45
3.3.1 加法指令 45
3.3.2 減法指令 46
3.3.3 取反碼和補(bǔ)碼指令 48
3.3.4 乘法指令 48
3.3.5 邏輯與指令 50
3.3.6 邏輯或指令 51
3.3.7 邏輯異或指令 52
3.4 比較和轉(zhuǎn)移指令 53
3.4.1 比較指令 53
3.4.2 無條件轉(zhuǎn)移指令 54
3.4.3 條件轉(zhuǎn)移指令 54
3.4.4 子程序調(diào)用與返回指令 60
3.5 數(shù)據(jù)傳輸指令 61
3.5.1 直接數(shù)據(jù)傳輸指令 62
3.5.2 間接數(shù)據(jù)傳輸指令 63
3.5.3 與程序存儲(chǔ)器有關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸指令 65
3.5.4 I/O口數(shù)據(jù)傳輸指令 67
3.5.5 堆棧操作指令 68
3.6 位操作指令 68
3.6.1 帶進(jìn)位的位操作指令 68
3.6.2 位變量傳輸指令 70
3.6.3 位修改指令 70
3.7 MCU控制指令 74
3.8 ATmega128(L)的匯編語(yǔ)言 75
3.8.1 匯編語(yǔ)言語(yǔ)句格式及偽指令 75
3.8.2 表達(dá)式 76
3.9 本章小結(jié) 77
第4章 AVR單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)工具 78
4.1 Protel 99 SE中典型元器件的原理圖符號(hào)和PCB封裝繪制 78
4.1.1 元器件封裝的概念 78
4.1.2 電阻的原理圖符號(hào)和PCB封裝 79
4.1.3 電容的原理圖符號(hào)和PCB封裝 80
4.1.4 二極管和三極管的原理圖符號(hào)和PCB封裝 81
4.1.5 典型集成電路的原理圖符號(hào)和PCB封裝 83
4.2 原理圖和PCB圖的繪制流程 84
4.2.1 繪制原理圖 84
4.2.2 繪制PCB圖 86
4.3 地線 90
4.3.1 地線的概念及分類 90
4.3.2 PCB設(shè)計(jì)中地線的處理 91
4.4 本章小結(jié) 91
第5章 AVR單片機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境 92
5.1 軟件開發(fā)環(huán)境 92
5.2 AVR Studio 4.13 SP2開發(fā)環(huán)境 94
5.2.1 AVR Studio 4.13 SP2開發(fā)環(huán)境獲取與安裝 94
5.2.2 AVR Studio 4.13 SP2的菜單 95
5.2.3 使用AVR Studio 4.13SP2 101
5.3 本章小結(jié) 103
第6章 AVR單片機(jī)C語(yǔ)言開發(fā) 104
6.1 C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí) 104
6.1.1 標(biāo)識(shí)符和關(guān)鍵字 104
6.1.2 基本數(shù)據(jù)類型、常量和變量 104
6.1.3 常見運(yùn)算符 106
6.1.4 程序中的語(yǔ)句種類 107
6.2 C語(yǔ)言高級(jí)編程 110
6.2.1 數(shù)組 110
6.2.2 指針 112
6.2.3 結(jié)構(gòu)、共用體和枚舉 115
6.2.4 函數(shù) 119
6.2.5 預(yù)處理 122
6.3 AVR Studio 4.13 SP2對(duì)ANSI C的擴(kuò)展 125
6.3.1 I/O寄存器和端口操作 125
6.3.2 AVR單片機(jī)存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的訪問 126
6.3.3 AVR單片機(jī)的中斷服務(wù)程序 130
6.4 本章小結(jié) 132
第2篇 AVR單片機(jī)典型模塊C語(yǔ)言應(yīng)用實(shí)例
第7章 I/O的應(yīng)用 135
7.1 I/O端口概述 135
7.2 I/O口控制發(fā)光二極管 136
7.2.1 實(shí)例功能 136
7.2.2 典型器件介紹 136
7.2.3 硬件設(shè)計(jì) 136
7.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 137
7.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 138
7.3 I/O口控制八段數(shù)碼管 138
7.3.1 實(shí)例功能 138
7.3.2 典型器件介紹 138
7.3.3 硬件設(shè)計(jì) 138
7.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 139
7.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 140
7.4 I/O模擬1-Wire總線控制DS18B20 140
7.4.1 實(shí)例功能 140
7.4.2 典型器件介紹 140
7.4.3 硬件設(shè)計(jì) 141
7.4.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 142
7.4.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 145
7.5 本章小結(jié) 145
第8章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用 146
8.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述 146
8.2 利用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)方波輸出 146
8.2.1 實(shí)例功能 146
8.2.2 硬件設(shè)計(jì) 146
8.2.3 程序設(shè)計(jì)及其詳解 147
8.2.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 148
8.3 利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)按鍵的復(fù)用 148
8.3.1 實(shí)例功能 148
8.3.2 硬件設(shè)計(jì) 148
8.3.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 149
8.3.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 150
8.4 本章小結(jié) 150
第9章 中斷的應(yīng)用 151
9.1 中斷概述 151
9.2 利用定時(shí)器中斷報(bào)警 151
9.2.1 實(shí)例功能 151
9.2.2 典型器件介紹 151
9.2.3 硬件設(shè)計(jì) 152
9.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 152
9.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 153
9.3 利用中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的響應(yīng) 153
9.3.1 實(shí)例功能 153
9.3.2 典型器件介紹 153
9.3.3 硬件設(shè)計(jì) 154
9.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 154
9.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 155
9.4 本章小結(jié) 155
第10章 串行口的應(yīng)用 156
10.1 串行通信概述 156
10.2 RS-232總線接口 157
10.2.1 實(shí)例功能 157
10.2.2 典型器件介紹 157
10.2.3 硬件設(shè)計(jì) 158
10.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 159
10.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 160
10.3 RS-485總線接口 160
10.3.1 實(shí)例功能 160
10.3.2 典型器件介紹 160
10.3.3 硬件設(shè)計(jì) 161
10.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 162
10.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 164
10.4 單片機(jī)之間的通信 164
10.4.1 實(shí)例功能 164
10.4.2 典型器件介紹 164
10.4.3 硬件設(shè)計(jì) 164
10.4.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 164
10.4.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 167
10.5 本章小結(jié) 167
第11章 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 168
11.1 程序存儲(chǔ)器概述 168
11.2 擴(kuò)展EPROM 169
11.2.1 實(shí)例功能 169
11.2.2 典型器件介紹 170
11.2.3 硬件設(shè)計(jì) 171
11.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 171
11.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 172
11.3 擴(kuò)展E2PROM 173
11.3.1 實(shí)例功能 173
11.3.2 典型器件介紹 173
11.3.3 硬件設(shè)計(jì) 175
11.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 175
11.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 177
11.4 擴(kuò)展Flash存儲(chǔ)器 177
11.4.1 實(shí)例功能 177
11.4.2 典型器件介紹 177
11.4.3 硬件設(shè)計(jì) 179
11.4.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 179
11.4.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 181
11.5 本章小結(jié) 181
第12章 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 182
12.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器概述 182
12.2 擴(kuò)展SRAM 182
12.2.1 實(shí)例功能 182
12.2.2 典型器件介紹 183
12.2.3 硬件設(shè)計(jì) 184
12.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 185
12.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 186
12.3 擴(kuò)展NVSRAM 186
12.3.1 實(shí)例功能 186
12.3.2 典型器件介紹 187
12.3.3 硬件設(shè)計(jì) 188
12.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 189
12.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 190
12.4 本章小結(jié) 190
第3篇 AVR單片機(jī)接口典型應(yīng)用
第13章 鍵盤接口 193
13.1 鍵盤概述 193
13.2 外接4個(gè)鍵盤 193
13.2.1 實(shí)例功能 193
13.2.2 硬件設(shè)計(jì) 193
13.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 194
13.2.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 195
13.3 與4×4鍵盤的接口設(shè)計(jì) 195
13.3.1 實(shí)例功能 196
13.3.2 硬件設(shè)計(jì) 196
13.3.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 196
13.3.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 202
13.4 本章小結(jié) 202
第14章 LCD接口 203
14.1 LCD概述 203
14.2 外接字符點(diǎn)陣LCD 205
14.2.1 實(shí)例功能 205
14.2.2 典型器件介紹 205
14.2.3 硬件設(shè)計(jì) 207
14.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 208
14.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 211
14.3 外接圖像點(diǎn)陣LCD 211
14.3.1 實(shí)例功能 211
14.3.2 典型器件介紹 211
14.3.3 硬件設(shè)計(jì) 216
14.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 216
14.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 219
14.4 本章小結(jié) 219
第15章 打印機(jī)接口 220
15.1 微型打印機(jī)概述 220
15.2 外接串行打印機(jī) 221
15.2.1 實(shí)例功能 221
15.2.2 典型器件介紹 221
15.2.3 硬件設(shè)計(jì) 223
15.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 224
15.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 225
15.3 外接并行打印機(jī) 225
15.3.1 實(shí)例功能 225
15.3.2 典型器件介紹 225
15.3.3 硬件設(shè)計(jì) 226
15.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 227
15.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 228
15.4 本章小結(jié) 228
第16章 A/D接口 229
16.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述 229
16.2 外接逐次比較型A/D 231
16.2.1 實(shí)例功能 231
16.2.2 典型器件介紹 231
16.2.3 硬件設(shè)計(jì) 233
16.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 233
16.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 235
16.3 外接半閃爍型高速A/D 235
16.3.1 實(shí)例功能 235
16.3.2 典型器件介紹 236
16.3.3 硬件設(shè)計(jì) 239
16.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 239
16.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 242
16.4 外接S-D型A/D 242
16.4.1 實(shí)例功能 242
16.4.2 典型器件介紹 242
16.4.3 硬件設(shè)計(jì) 246
16.4.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 246
16.4.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 249
16.5 本章小結(jié) 249
第17章 D/A接口實(shí)例 250
17.1 D/A轉(zhuǎn)換器概述 250
17.2 外接倒T型D/A 251
17.2.1 實(shí)例功能 251
17.2.2 典型器件介紹 251
17.2.3 硬件設(shè)計(jì) 254
17.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 255
17.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 256
17.3 外接權(quán)電流型D/A 256
17.3.1 實(shí)例功能 256
17.3.2 典型器件介紹 257
17.3.3 硬件設(shè)計(jì) 259
17.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 259
17.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 261
17.4 本章小結(jié) 262
第18章 可編程器件接口 263
18.1 可編程器件概述 263
18.2 可編程并行接口芯片接口 263
18.2.1 實(shí)例功能 263
18.2.2 典型器件介紹 264
18.2.3 硬件設(shè)計(jì) 266
18.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 267
18.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 269
18.3 可編程中斷控制器接口 270
18.3.1 實(shí)例功能 270
18.3.2 典型器件介紹 270
18.3.3 硬件設(shè)計(jì) 273
18.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 273
18.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 276
18.4 可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器接口 276
18.4.1 實(shí)例功能 276
18.4.2 典型器件介紹 276
18.4.3 硬件設(shè)計(jì) 278
18.4.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 279
18.4.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 281
18.5 本章小結(jié) 281
第19章 I2C總線接口 282
19.1 I2C總線接口概述 282
19.2 與AT24C64接口 283
19.2.1 實(shí)例功能 283
19.2.2 典型器件介紹 283
19.2.3 硬件設(shè)計(jì) 286
19.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 286
19.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 288
19.3 與溫濕度傳感器SHT75接口 289
19.3.1 實(shí)例功能 289
19.3.2 典型器件介紹 289
19.3.3 硬件設(shè)計(jì) 292
19.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 292
19.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 297
19.4 本章小結(jié) 297
第20章 SPI總線接口 298
20.1 SPI總線接口概述 298
20.2 SPI接口的Flash的訪問 299
20.2.1 實(shí)例功能 299
20.2.2 典型器件介紹 299
20.2.3 硬件設(shè)計(jì) 301
20.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 301
20.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 307
20.3 利用SPI總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的通信 307
20.3.1 實(shí)例功能 307
20.3.2 典型器件介紹 307
20.3.3 硬件設(shè)計(jì) 307
20.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 308
20.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 309
20.4 本章小結(jié) 309
第21章 CAN總線接口 310
21.1 CAN總線接口概述 310
21.2 利用SIA1000實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 311
21.2.1 實(shí)例功能 311
21.2.2 典型器件介紹 311
21.2.3 硬件設(shè)計(jì) 315
21.2.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 316
21.2.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 320
21.3 利用CAN總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)間的通信 320
21.3.1 實(shí)例功能 320
21.3.2 典型器件介紹 320
21.3.3 硬件設(shè)計(jì) 320
21.3.4 程序設(shè)計(jì)及詳解 320
21.3.5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 325
21.4 本章小結(jié) 325
第4篇 綜合系統(tǒng)實(shí)例
第22章 MP3播放器設(shè)計(jì) 329
22.1 硬件電路設(shè)計(jì) 329
22.1.1 實(shí)例背景 329
22.1.2 硬件設(shè)計(jì)流程 330
22.1.3 典型器件選型及介紹 330
22.1.4 硬件電路 333
22.2 軟件設(shè)計(jì) 337
22.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 337
22.2.2 軟件模塊分析 337
22.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 337
22.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 341
22.4 本章小結(jié) 342
第23章 小型打印機(jī)系統(tǒng) 343
23.1 硬件電路設(shè)計(jì) 343
23.1.1 實(shí)例背景 343
23.1.2 硬件設(shè)計(jì)流程 344
23.1.3 典型器件選型及介紹 347
23.1.4 硬件電路 347
23.2 軟件設(shè)計(jì) 350
23.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 350
23.2.2 軟件模塊分析 351
23.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 351
23.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 354
23.4 本章小結(jié) 355
第24章 智能充電器 356
24.1 硬件電路設(shè)計(jì) 356
24.1.1 實(shí)例背景 356
24.1.2 硬件設(shè)計(jì)流程 357
24.1.3 典型器件選型及介紹 357
24.1.4 硬件電路 360
24.2 軟件設(shè)計(jì) 362
24.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 362
24.2.2 軟件模塊分析 363
24.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 363
24.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 368
24.4 本章小結(jié) 368
第25章 直流電機(jī)的控制 369
25.1 硬件電路設(shè)計(jì) 369
25.1.1 實(shí)例背景 369
25.1.2 硬件設(shè)計(jì)流程 369
25.1.3 典型器件選型及介紹 370
25.1.4 硬件電路 373
25.2 軟件設(shè)計(jì) 376
25.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 376
25.2.2 軟件模塊分析 377
25.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 377
25.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 383
25.4 本章小結(jié) 383
第26章 溫濕度傳感器 384
26.1 硬件電路設(shè)計(jì) 384
26.1.1 實(shí)例背景 384
26.1.2 硬件設(shè)計(jì)流程 385
26.1.3 典型器件選型及介紹 385
26.1.4 硬件電路 387
26.2 軟件設(shè)計(jì) 390
26.2.1 軟件設(shè)計(jì)流程 390
26.2.2 軟件模塊分析 390
26.2.3 程序設(shè)計(jì)及詳解 390
26.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 399
26.4 本章小結(jié) 399
第27章 手持無線遙控器 400