AVR单片机C语言高级编程设计（第三版）

作者: 周兴华著 , 岑巍著 , 倪敏娜著

出版社: 中国电力出版社

出版时间: 2015-08

版次: 3

ISBN: 9787512378933

定价: 59.80

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 424页

字数: 645千字

分类: 计算机与互联网

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　　《AVR单片机C语言高级编程设计（第三版）》以初学者为对象，从零开始，循序渐进地讲述AVR单片机C语言编程方法以及AVR单片机的硬件结构和功能应用。全书共27章，主要内容包括AVR单片机特性、AVR单片机开发语言及编译器、AVR单片机开发软件的安装及初步使用、自制JTAG仿真器及AVR单片机程序下载器、I/O端口、中断系统、定时计数器、模/数转换器、与PC机的串行通信、内部E2PROM、I2C串行接口、看门狗定时器、风机测试仪、红外线转速仪、红外线感应自动移门、PID温度控制器、液晶实时曲线显示监控系统、图文混排指针型电子钟设计、数显超声波测距仪、RS485远程网络控制系统设计等。　　周兴华，单片机培训中心首席培训师，著名单片机培训、教育专家，资深高级嵌入式工程师，从事单片机培训和产品设计近20年，编写出版了大量的培训书籍，已发表的有关学术及专业方面的文章超过1000万字。前言
第1章　概述 1
1.1　AVR单片机特性 1
1.2　学习AVR单片机用到的实验工具及器材 2
第2章　AVR单片机开发语言及编译器 8
2.1　采用C语言编程的意义 8
2.2　C语言具有的突出优点 9
2.3　AVR单片机的C编译器简介 10
第3章　ANSI C语言基础知识 11
3.1　C语言的标识符与关键字 11
3.2　数据类型 13
3.3　AVR单片机的存储空间 14
3.4　常量、变量及存储方式 14
3.5　数组 14
3.6　C语言的运算 17
3.7　流程控制 22
3.8　函数 26
3.9　指针 28
3.10　结构体 32
3.11　共用体 36
3.12　中断函数 37
第4章　AVR单片机开发软件的安装及初步使用 40
4.1　ICCAVR7.14C C语言编译器安装 40
4.2　AVR Studio集成开发环境安装 42
4.3　程序下载软件安装 42
4.4　创建AVR入门程序 46
第5章　AVR DEMO单片机综合试验板原理介绍及使用 62
5.1　AVR DEMO单片机综合试验板 62
5.2　ATmega16A单片机的主要特点与内部组成 64
5.3　使用JTAG ICE仿真器调试AVR DEMO单片机综合试验板 65
第6章　自制JTAG仿真器及AVR单片机程序下载器 70
6.1　JTAG的由来及简介 70
6.2　传统的在线仿真器与JTAG接口的片内调试系统的区别 70
6.3　AVR JTAG ICE仿真时注意事项 71
6.4　AVR JTAG ICE的特点 72
6.5　自制AVR JTAG ICE 72
6.6　自制AVR单片机并口程序下载器 82
6.7　自制AVR单片机USBASP程序下载器 83
第7章　ATmega16A的I/O端口及C语言编程 86
7.1　ATmega16A的I/O端口 86
7.2　ATmega16A的I/O端口使用注意事项 87
7.3　ATmega16A的I/O端口编程实践 88
第8章　ATmega16A驱动16×2点阵字符液晶模块 101
8.1　16×2点阵字符液晶显示器概述 101
8.2　液晶显示器的突出优点 102
8.3　16×2字符型液晶显示模块（LCM）特性 102
8.4　16×2字符型液晶显示模块（LCM）引脚及功能 102
8.5　16×2字符型液晶显示模块（LCM）的内部结构 103
8.6　HD44780特点 103
8.7　HD44780工作原理 104
8.8　LCD控制器的指令 108
8.9　LCM工作时序 110
8.10　ATmega16A驱动16×2点阵字符液晶模块的子程序 111
8.11　16×2LCM演示程序（一） 113
8.12　16×2LCM演示程序（二） 116
第9章　ATmega16A的中断系统及C编程 120
9.1　ATmega16A的中断系统 120
9.2　ATmega16A的外部中断编程实践 121
第10章　ATmega16A的定时计数器及C编程 129
10.1　ATmega16A的定时/计数器 129
10.2　ATmega16A定时/计数器的时钟选择 129
10.3　计数器的事件 130
10.4　定时/计数器事件的处理 131
10.5　ATmega16A的定时/计数器编程实践 131
第11章　ATmega16A的PWM功能使用——实现数/模输出 139
11.1　ATmega16A的定时/计数器的特性及数/模输出实现 139
11.2　ATmega16A的PWM编程实践 139
第12章　ATmega16A的模/数转换器及C编程 145
12.1　ATmega16A的模/数转换器 145
12.2　模/数转换器相关寄存器 145
12.3　模/数转换器的使用 147
12.4　ATmega16A的模/数转换器编程实践 147
第13章　ATmega16A串口及C编程——与PC机的串行通信 153
13.1　通用串行接口USART的主要特性 153
13.2　USART的主要寄存器及设置 153
13.3　ATmega16A与PC机的串行通信编程实践 157
第14章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16A的内部E2PROM读/写 177
14.1　ATmega16A的内部E2PROM 177
14.2　与E2PROM相关的寄存器 177
14.3　ATmega16A内部E2PROM编程实践 178
第15章　ATmega16A驱动I2C串行接口器件24C01的编程 190
15.1　E2PROM AT24CXX的性能特点 190
15.2　AT24CXX引脚定义 190
15.3　AT24CXX系列存储器特点 191
15.4　AT24CXX系列E2PROM的内部结构 191
15.5　AT24CXX系列E2PROM芯片的寻址 192
15.6　写操作方式 193
15.7　读操作方式 194
15.8　读写AT24C01的相关功能子程序 195
15.9　在AVR单片机综合试验板上完成AT24C01A的读写实验 198
第16章　AVR单片机内部资源的C编程——实现两片ATmega16A以SPI方式通信 225
16.1　ATmega16A的SPI串行接口特点 225
16.2　主机和从机之间的SPI连接及原理 225
16.3　SPI的配置及使用 228
16.4　SPI的相关寄存器 228
16.5　两片ATmega16A的同步串口数据高速通信实验 230
第17章　ATmega16A驱动SPI串行接口器件93C46的编程 236
17.1　AT93CXX的性能特点 236
17.2　AT93CXX引脚定义 236
17.3　AT93CXX系列存储器特点 237
17.4　AT93CXX系列E2PROM的内部结构 237
17.5　AT93CXX系列E2PROM的指令集 238
17.6　器件操作 238
17.7　ATmega16A驱动AT93C46的子函数 242
17.8　ATmega16A对AT93C46的读/写实验 245
第18章　ATmega16A驱动128×64点阵图形液晶模块 251
18.1　128×64点阵图形液晶模块特性 251
18.2　128×64点阵图形液晶模块引脚及功能 252
18.3　128×64点阵图形液晶模块的内部结构 252
18.4　HD61203特点 254
18.5　HD61202特点 255
18.6　HD61202工作原理 255
18.7　HD61202的工作过程 259
18.8　点阵图形液晶模块的控制器指令 259
18.9　HD61202的操作时序图 261
18.10　ATmega16A驱动128×64点阵图形液晶模块的子程序 262
18.11　在AVR单片机综合试验板上实现128×64LCM演示程序 265
18.12　在128×64液晶屏上实现多级菜单的设计实验 271
第19章　ATmega16A的系统控制、复位和看门狗定时器使用 275
19.1　ATmega16A的系统控制和复位 275
19.2　ATmega16A的复位源 275
19.3　看门狗定时器的使用 277
19.4　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验（一） 278
19.5　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验（二） 280
第20章　ATmega16A应用实例1——风机测试仪 282
20.1　系统功能描述 282
20.2　系统方案及电路设计 282
20.3　测试类型、参数范围及测试过程 285
20.4　程序设计 286
20.5　调试及应用 297
第21章　ATmega16A应用实例2——红外线转速仪 298
21.1　转速仪表的分类 298
21.2　转速传感器 299
21.3　转速测量的方法 299
21.4　红外线转速仪系统功能描述 299
21.5　系统方案及电路设计 300
21.6　程序设计 302
21.7　调试及应用 308
第22章　ATmega16A应用实例3——红外线感应自动移门 309
22.1　红外线感应自动移门的组成及基本工作原理 309
22.2　系统方案设计 310
22.3　电路设计 311
22.4　程序设计详解 316
22.5　保养及维护 334
第23章　ATmega16A应用实例4——PID温度控制器 335
23.1　温度控制原理 335
23.2　PID控制原理 335
23.3　系统方案及电路设计 337
23.4　程序设计 340
23.5　调试及应用 348
第24章　ATmega16A应用实例5——液晶实时曲线显示监控系统 349
24.1　系统功能描述 349
24.2　系统方案及电路设计 349
24.3　数字温度传感器DS18B20简介 350
24.4　程序设计 355
24.5　调试及应用 377
第25章　ATmega16A应用实例6——图文混排指针型电子钟设计 378
25.1　系统方案设计 378
25.2　电路设计 378
25.3　程序设计详解 378
25.4　调试及应用 397
第26章　ATmega16A应用实例7——数显超声波测距仪 398
26.1　超声波测距原理 398
26.2　超声波测距专用模块HC-SR04介绍 398
26.3　系统方案设计 400
26.4　电路设计 400
26.5　程序详解 400
26.6　调试及应用 404
第27章　ATmega16A应用实例8——RS485远程网络控制系统设计 405
27.1　RS485分布式数据采集和控制网络原理 405
27.2　电路设计 405
27.3　程序详解 405
27.4　调试及应用 410
参考文献 411
内容简介:
　　《AVR单片机C语言高级编程设计（第三版）》以初学者为对象，从零开始，循序渐进地讲述AVR单片机C语言编程方法以及AVR单片机的硬件结构和功能应用。全书共27章，主要内容包括AVR单片机特性、AVR单片机开发语言及编译器、AVR单片机开发软件的安装及初步使用、自制JTAG仿真器及AVR单片机程序下载器、I/O端口、中断系统、定时计数器、模/数转换器、与PC机的串行通信、内部E2PROM、I2C串行接口、看门狗定时器、风机测试仪、红外线转速仪、红外线感应自动移门、PID温度控制器、液晶实时曲线显示监控系统、图文混排指针型电子钟设计、数显超声波测距仪、RS485远程网络控制系统设计等。
作者简介:
　　周兴华，单片机培训中心首席培训师，著名单片机培训、教育专家，资深高级嵌入式工程师，从事单片机培训和产品设计近20年，编写出版了大量的培训书籍，已发表的有关学术及专业方面的文章超过1000万字。
目录:
前言
第1章　概述 1
1.1　AVR单片机特性 1
1.2　学习AVR单片机用到的实验工具及器材 2
第2章　AVR单片机开发语言及编译器 8
2.1　采用C语言编程的意义 8
2.2　C语言具有的突出优点 9
2.3　AVR单片机的C编译器简介 10
第3章　ANSI C语言基础知识 11
3.1　C语言的标识符与关键字 11
3.2　数据类型 13
3.3　AVR单片机的存储空间 14
3.4　常量、变量及存储方式 14
3.5　数组 14
3.6　C语言的运算 17
3.7　流程控制 22
3.8　函数 26
3.9　指针 28
3.10　结构体 32
3.11　共用体 36
3.12　中断函数 37
第4章　AVR单片机开发软件的安装及初步使用 40
4.1　ICCAVR7.14C C语言编译器安装 40
4.2　AVR Studio集成开发环境安装 42
4.3　程序下载软件安装 42
4.4　创建AVR入门程序 46
第5章　AVR DEMO单片机综合试验板原理介绍及使用 62
5.1　AVR DEMO单片机综合试验板 62
5.2　ATmega16A单片机的主要特点与内部组成 64
5.3　使用JTAG ICE仿真器调试AVR DEMO单片机综合试验板 65
第6章　自制JTAG仿真器及AVR单片机程序下载器 70
6.1　JTAG的由来及简介 70
6.2　传统的在线仿真器与JTAG接口的片内调试系统的区别 70
6.3　AVR JTAG ICE仿真时注意事项 71
6.4　AVR JTAG ICE的特点 72
6.5　自制AVR JTAG ICE 72
6.6　自制AVR单片机并口程序下载器 82
6.7　自制AVR单片机USBASP程序下载器 83
第7章　ATmega16A的I/O端口及C语言编程 86
7.1　ATmega16A的I/O端口 86
7.2　ATmega16A的I/O端口使用注意事项 87
7.3　ATmega16A的I/O端口编程实践 88
第8章　ATmega16A驱动16×2点阵字符液晶模块 101
8.1　16×2点阵字符液晶显示器概述 101
8.2　液晶显示器的突出优点 102
8.3　16×2字符型液晶显示模块（LCM）特性 102
8.4　16×2字符型液晶显示模块（LCM）引脚及功能 102
8.5　16×2字符型液晶显示模块（LCM）的内部结构 103
8.6　HD44780特点 103
8.7　HD44780工作原理 104
8.8　LCD控制器的指令 108
8.9　LCM工作时序 110
8.10　ATmega16A驱动16×2点阵字符液晶模块的子程序 111
8.11　16×2LCM演示程序（一） 113
8.12　16×2LCM演示程序（二） 116
第9章　ATmega16A的中断系统及C编程 120
9.1　ATmega16A的中断系统 120
9.2　ATmega16A的外部中断编程实践 121
第10章　ATmega16A的定时计数器及C编程 129
10.1　ATmega16A的定时/计数器 129
10.2　ATmega16A定时/计数器的时钟选择 129
10.3　计数器的事件 130
10.4　定时/计数器事件的处理 131
10.5　ATmega16A的定时/计数器编程实践 131
第11章　ATmega16A的PWM功能使用——实现数/模输出 139
11.1　ATmega16A的定时/计数器的特性及数/模输出实现 139
11.2　ATmega16A的PWM编程实践 139
第12章　ATmega16A的模/数转换器及C编程 145
12.1　ATmega16A的模/数转换器 145
12.2　模/数转换器相关寄存器 145
12.3　模/数转换器的使用 147
12.4　ATmega16A的模/数转换器编程实践 147
第13章　ATmega16A串口及C编程——与PC机的串行通信 153
13.1　通用串行接口USART的主要特性 153
13.2　USART的主要寄存器及设置 153
13.3　ATmega16A与PC机的串行通信编程实践 157
第14章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16A的内部E2PROM读/写 177
14.1　ATmega16A的内部E2PROM 177
14.2　与E2PROM相关的寄存器 177
14.3　ATmega16A内部E2PROM编程实践 178
第15章　ATmega16A驱动I2C串行接口器件24C01的编程 190
15.1　E2PROM AT24CXX的性能特点 190
15.2　AT24CXX引脚定义 190
15.3　AT24CXX系列存储器特点 191
15.4　AT24CXX系列E2PROM的内部结构 191
15.5　AT24CXX系列E2PROM芯片的寻址 192
15.6　写操作方式 193
15.7　读操作方式 194
15.8　读写AT24C01的相关功能子程序 195
15.9　在AVR单片机综合试验板上完成AT24C01A的读写实验 198
第16章　AVR单片机内部资源的C编程——实现两片ATmega16A以SPI方式通信 225
16.1　ATmega16A的SPI串行接口特点 225
16.2　主机和从机之间的SPI连接及原理 225
16.3　SPI的配置及使用 228
16.4　SPI的相关寄存器 228
16.5　两片ATmega16A的同步串口数据高速通信实验 230
第17章　ATmega16A驱动SPI串行接口器件93C46的编程 236
17.1　AT93CXX的性能特点 236
17.2　AT93CXX引脚定义 236
17.3　AT93CXX系列存储器特点 237
17.4　AT93CXX系列E2PROM的内部结构 237
17.5　AT93CXX系列E2PROM的指令集 238
17.6　器件操作 238
17.7　ATmega16A驱动AT93C46的子函数 242
17.8　ATmega16A对AT93C46的读/写实验 245
第18章　ATmega16A驱动128×64点阵图形液晶模块 251
18.1　128×64点阵图形液晶模块特性 251
18.2　128×64点阵图形液晶模块引脚及功能 252
18.3　128×64点阵图形液晶模块的内部结构 252
18.4　HD61203特点 254
18.5　HD61202特点 255
18.6　HD61202工作原理 255
18.7　HD61202的工作过程 259
18.8　点阵图形液晶模块的控制器指令 259
18.9　HD61202的操作时序图 261
18.10　ATmega16A驱动128×64点阵图形液晶模块的子程序 262
18.11　在AVR单片机综合试验板上实现128×64LCM演示程序 265
18.12　在128×64液晶屏上实现多级菜单的设计实验 271
第19章　ATmega16A的系统控制、复位和看门狗定时器使用 275
19.1　ATmega16A的系统控制和复位 275
19.2　ATmega16A的复位源 275
19.3　看门狗定时器的使用 277
19.4　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验（一） 278
19.5　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验（二） 280
第20章　ATmega16A应用实例1——风机测试仪 282
20.1　系统功能描述 282
20.2　系统方案及电路设计 282
20.3　测试类型、参数范围及测试过程 285
20.4　程序设计 286
20.5　调试及应用 297
第21章　ATmega16A应用实例2——红外线转速仪 298
21.1　转速仪表的分类 298
21.2　转速传感器 299
21.3　转速测量的方法 299
21.4　红外线转速仪系统功能描述 299
21.5　系统方案及电路设计 300
21.6　程序设计 302
21.7　调试及应用 308
第22章　ATmega16A应用实例3——红外线感应自动移门 309
22.1　红外线感应自动移门的组成及基本工作原理 309
22.2　系统方案设计 310
22.3　电路设计 311
22.4　程序设计详解 316
22.5　保养及维护 334
第23章　ATmega16A应用实例4——PID温度控制器 335
23.1　温度控制原理 335
23.2　PID控制原理 335
23.3　系统方案及电路设计 337
23.4　程序设计 340
23.5　调试及应用 348
第24章　ATmega16A应用实例5——液晶实时曲线显示监控系统 349
24.1　系统功能描述 349
24.2　系统方案及电路设计 349
24.3　数字温度传感器DS18B20简介 350
24.4　程序设计 355
24.5　调试及应用 377
第25章　ATmega16A应用实例6——图文混排指针型电子钟设计 378
25.1　系统方案设计 378
25.2　电路设计 378
25.3　程序设计详解 378
25.4　调试及应用 397
第26章　ATmega16A应用实例7——数显超声波测距仪 398
26.1　超声波测距原理 398
26.2　超声波测距专用模块HC-SR04介绍 398
26.3　系统方案设计 400
26.4　电路设计 400
26.5　程序详解 400
26.6　调试及应用 404
第27章　ATmega16A应用实例8——RS485远程网络控制系统设计 405
27.1　RS485分布式数据采集和控制网络原理 405
27.2　电路设计 405
27.3　程序详解 405
27.4　调试及应用 410
参考文献 411

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