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第1章 AVR单片机概述1

1.1 AVR与51单片机1

1.2 AVR单片机及其发展3

1.2.1 AVR单片机简介3

1.2.2 AVR单片机的特点4

1.2.3 AVR单片机的分类5

1.2.4 AVR单片机应用领域6

1.3 AVR单片机开发产品的优势7

1.4 ATmega128（L）单片机8

1.4.1 ATmega128（L）的结构和特点9

1.4.2 ATmega128（L）的主要性能10

1.4.3 ATmega128（L）的封装与引脚12

思考与练习16

第2章 ATmega 128单片机硬件结构17

2.1 ATmega128的内核17

2.1.1 ATmega128的中央处理器18

2.1.2通用工作寄存器组19

2.1.3 I/O寄存器20

2.1.4状态寄存器和堆栈指针寄存器21

2.1.5 CPU的工作时序23

2.2 ATmega128存储器24

2.2.1系统内可编程的Flash程序存储器24

2.2.2数据存储SRAM25

2.2.3 E2 PROM数据存储器27

2.3 ATmega128的系统时钟及电源管理30

2.3.1系统时钟30

2.3.2晶体振荡器32

2.3.3低频晶体振荡器33

2.3.4外部RC振荡器33

2.3.5标定的片内RC振荡器34

2.3.6外部时钟35

2.4电源管理与休眠模式37

2.4.1空闲模式38

2.4.2掉电模式38

2.4.3省电模式38

2.4.4 Standby模式39

2.4.5最小化功耗39

2.5 ATmega128的复位40

2.6 ATmega128单片机开发起步44

2.6.1 ATmega128单片机系统设计45

2.6.2 AVR的程序下载46

2.6.3 ATmega128的熔丝位配置47

2.6.4 AVR单片机ISP下载线制作49

思考与练习51

第3章 ATmega128的指令系统52

3.1 ATmega128的指令系统概述52

3.2 AVR指令格式和约定符号52

3.3算术和逻辑指令54

3.3.1算术运算指令54

3.3.2比较指令58

3.3.3逻辑运算指令58

3.4跳转指令60

3.4.1无条件跳转指令60

3.4.2条件跳转指令61

3.4.3子程序调用和返回指令66

3.5数据传送指令67

3.5.1直接寻址数据传送指令68

3.5.2间接寻址数据传送指令68

3.5.3从程序存储器中取数装入寄存器指令70

3.5.4写程序存储器指令71

3.5.5 I/O口数据传送71

3.5.6堆栈操作指令72

3.6位操作和位测试指令72

3.6.1带进位逻辑操作指令72

3.6.2位变量传送指令73

3.6.3位变量修改指令74

3.7 MCU控制指令77

3.8 AVR汇编语言格式77

思考与练习79

第4章 AVR单片机的开发环境80

4.1 AVR单片机硬件开发环境80

4.2 AVR单片机软件开发环境80

4.3 ICCAVR集成开发环境81

4.3.1 ICCAVR功能介绍82

4.3.2 ICCAVR的IDE环境83

4.3.3菜单86

4.3.4 ICCAVR中常用库函数介绍92

4.4 AVR访问硬件编程93

4.4.1 AVR硬件操作93

4.4.2位操作93

4.4.3在线汇编94

4.4.4 I/O寄存器94

4.4.5中断操作95

4.4.6访问UART96

4.4.7访问E2PROM96

4.5 AVR Studio开发环境的使用96

4.5.1安装AVR Studio开发环境96

4.5.2 AVR Studio的应用97

4.5.3使用软件仿真调试程序99

思考与练习102

第5章 AVR单片机C语言编程基础103

5.1 C语言的组成及特点103

5.2运算符和表达式105

5.3 C程序语句及程序结构107

5.3.1顺序结构程序设计107

5.3.2选择结构的基本形式107

5.3.3循环结构的基本形式111

5.4数组114

5.4.1一维数组115

5.4.2数组的初始化115

5.5指针变量和指针运算符116

5.5.1指针变量定义及指针运算116

5.5.2指针变量的引用118

5.6函数与参数传递118

5.6.1函数定义的一般形式118

5.6.2形式参数与实际参数119

5.6.3函数的返回值120

5.6.4函数的调用120

5.6.5函数的声明121

5.7编译预处理121

5.7.1宏定义122

5.7.2文件包含122

5.7.3条件编译123

5.8结构体与链表126

5.8.1结构体的定义和引用126

5.8.2结构体类型定义126

5.8.3结构体类型变量的定义127

5.8.4结构体变量的初始化和成员引用128

5.9位运算符129

思考与练习130

第6章 I/O口的应用131

6.1通用I/O口的基本结构与特性131

6.1.1 I/O端口概述131

6.1.2 I/O端口寄存器132

6.1.3通用数字I/O口的设置与编程134

6.2 I/O口控制流水灯实例136

6.2.1典型器件发光二极管介绍137

6.2.2硬件设计137

6.2.3程序设计详解139

6.3 I/O口控制数码管显示实例142

6.3.1数码管介绍142

6.3.2硬件设计145

6.3.3程序设计详解147

6.4 I/O口控制诺基亚5510液晶显示屏实例149

6.4.1诺基亚5510液晶屏控制器PCD8544介绍149

6.4.2硬件设计156

6.4.3程序设计详解157

6.5 I/O口控制1602液晶显示实例164

6.5.1 1602字符型LCD164

6.5.2 LCD的基本参数及引脚功能164

6.5.3 1602LCD的指令说明及时序165

6.5.4 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表167

6.5.5 1602LCD的一般初始化（复位）过程167

6.5.6硬件设计169

6.5.7程序设计详解169

6.6 I/O口控制12864中文液晶显示实例173

6.6.1概述173

6.6.2模块引脚说明174

6.6.3接口时序175

6.6.4用户指令集176

6.6.5显示坐标181

6.6.6显示RAM182

6.6.7汉字取模184

6.6.8硬件设计185

6.6.9程序设计详解185

思考与练习189

第7章 定时/计数器的结构与应用190

7.1定时/计数器概述190

7.2 8位定时/计数器的结构与寄存器配置190

7.2.1 T/C0的组成结构191

7.2.2与T/C0相关的寄存器196

7.2.3 8位T/C0的工作模式201

7.2.4 8位T/C0的计数工作时序204

7.3 16位定时/计数器T/C 1的应用206

7.3.1 16位定时/计数器功能介绍207

7.3.2 T/C1的控制寄存器说明209

7.4利用定时器实现秒表215

7.4.1硬件连接216

7.4.2程序设计详解217

7.5利用定时器0实现PWM输出220

7.5.1硬件连接221

7.5.2程序设计详解221

思考与练习223

第8章 中断系统基本应用224

8.1为什么要用中断224

8.2 ATmega128的中断系统225

8.2.1 ATmega128的中断源和中断向量225

8.2.2 ATmega128的中断控制227

8.2.3 AVR的中断响应过程229

8.3中断服务程序的编写230

8.4 ATmega128的外部中断235

8.4.1外部中断控制寄存器A——EICRA236

8.4.2外部中断控制寄存器B——EICRB237

8.4.3外部中断屏蔽寄存器——EIMSK237

8.4.4外部中断标志寄存器——EIFR238

8.5外部中断应用实例238

8.5.1硬件连接238

8.5.2程序设计详解239

思考与练习241

第9章 模拟比较器和ADC接口242

9.1模拟比较器242

9.2模数转换器ADC245

9.2.1 10位ADC结构245

9.2.2 ADC相关的I/O寄存器246

9.2.3 ADC应用设计要点250

9.3 ADC的应用实例1252

9.3.1硬件电路253

9.3.2程序设计详解253

9.4 ADC的应用实例2256

9.4.1硬件电路256

9.4.2程序设计详解257

思考与练习265

第10章 串行接口及应用接口266

10.1同步串行接口SPI266

10.1.1 SPI简介266

10.1.2 ATmega128的SPI接口的特点267

10.1.3 SS引脚的功能270

10.1.4与SPI相关的寄存器271

10.1.5数据模式273

10.1.6 SPI应用实例274

10.2 USART275

10.2.1时钟产生277

10.2.2 USART的初始化280

10.2.3数据发送——USART发送器281

10.2.4数据接收——USART接收器283

10.2.5异步数据接收286

10.2.6访问UBRRH/UCSRC寄存器289

10.2.7 USART寄存器描述290

10.3串口通信应用实例294

10.3.1器件介绍294

10.3.2硬件设计298

10.3.3程序设计详解298

10.4两线串行接口TWI301

10.4.1两线串行接口总线定义301

10.4.2电气连接302

10.4.3数据传输和帧格式302

10.4.4 TWI模块综述305

10.4.5 TWI寄存器说明307

10.4.6使用TWI310

10.4.7数据传输模式313

10.5 TWI应用实例317

10.5.1器件介绍318

10.5.2硬件设计319

10.5.3程序设计详解319

思考与练习323

第11章 电机、继电器和键盘输入的控制324

11.1直流电机简介324

11.2直流电机常用驱动方案326

11.3直流电机控制实例335

11.4步进电机控制实例336

11.5继电器控制339

11.6 PS/2键盘控制340

11.7独立按键和矩阵键盘的识别347

11.7.1按键的分类347

11.7.2矩阵式键盘的结构与工作原理348

11.7.3矩阵式键盘的按键识别方法348

11.7.4独立式按键的结构和工作原理348

11.7.5键盘的扫描工作方式349

11.7.6独立按键和矩阵按键识别应用实例350

思考与练习357

第12章 点阵LED屏的控制358

12.1 LED点阵屏驱动电路358

12.2字模数据360

12.3点阵字库361

12.4几种常用的字符动态编码显示方案361

12.5点阵屏控制实例362

12.5.1硬件设计362

12.5.2程序设计详解362

思考与练习373

第13章 红外遥控器的解码374

13.1红外遥控简介374

13.1.1红外光的利用374

13.1.2红外光的调制375

13.1.3发射器375

13.1.4接收器376

13.1.5常用的HT6221遥控器芯片简介376

13.1.6 HT6221编码特征378

13.1.7遥控器解码方法及软件说明379

13.2红外遥控解码实例379

13.2.1硬件设计379

13.2.2软件设计及详解380

思考与练习384

第14章 DS 18B20温度传感器的应用385

14.1 DS 18B20温度传感器概述385

14.2 DS 18B20芯片封装结构及引脚功能385

14.3 DS 18B20工作原理及应用386

14.4 DS 18B20芯片与单片机的接口388

14.5 DS 18B20芯片ROM指令和存储器操作指令388

14.6 DS 18B20复位及应答关系390

14.7应用实例——温度检测和显示391

14.7.1硬件设计391

14.7.2程序设计详解391

14.7.3设计过程392

思考与练习397

第15章 时钟芯片DS 1302的应用398

15.1 DS1302使用介绍398

15.1.1概述398

15.1.2 DS1302的结构及性能398

15.1.3 DS1302管脚描述399

15.1.4 DS1302内部寄存器400

15.1.5 DS1302与微控制器的接口软件及功能应用403

15.2时钟芯片DS 1302应用实例403

15.2.1程序设计详解404

15.2.2设计过程405

思考与练习411

第16章 MP3播放器的设计412

16.1 MP3播放器设计简介412

16.2典型器件VS 1003介绍413

16.2.1 VS1003的特性413

16.2.2 VS1003的引脚定义414

16.2.3 VS1003的功能寄存器416

16.2.4 VS1003的驱动注意事项419

16.3 FAT格式文件数据的读取427

16.4主程序的编写432