AVR单片机工程师是怎样炼成的——基于C语言+Proteus仿真pdf/txt下载_在线阅读全文

内容简介

　　本书以ATmega16为核心，结合ICC AVR、Proteus、AVR Studio、VC++ 6.0等诸多开发工具，软硬结合、由浅入深、全面系统地介绍了AVR单片机的原理和应用。本书内容丰富、使用性强，以按键为例：书中既介绍了按键的基本应用（扫描按键），同时也讲解了外部中断应用按键、按键的复用、按键消抖处理、矩阵键盘的扫描、借助译码器扩展键盘等在科研工作中常用的技术、技能。

目　　录

第1篇基础篇
第1章走近单片机
1.1 我们身边的单片机
1.2 认识单片机
1.3 了解AVR单片机
1.3.1 单片机的历史
1.3.2 AVR单片机的特点
1.3.3 AVR单片机的代表ATmega16
第2章修炼倚天剑：Proteus
2.1 Proteus介绍
2.2 安装Proteus
2.3 运行Proteus
2.4 学用Proteus
2.5 补充内容

第1篇 基 础 篇 
第1章 走近单片机 
1.1 我们身边的单片机 
1.2 认识单片机 
1.3 了解AVR单片机 
1.3.1 单片机的历史 
1.3.2 AVR单片机的特点 
1.3.3 AVR单片机的代表ATmega16 
第2章 修炼倚天剑：Proteus 
2.1 Proteus介绍 
2.2 安装Proteus 
2.3 运行Proteus 
2.4 学用Proteus 
2.5 补充内容 
2.5.1 汉化Proteus 
2.5.2 Proteus元件库 
第3章 宝刀屠龙：ICC AVR、AVR Studio 
3.1 编译工具介绍 
3.1.1 安装ICC AVR 
3.1.2 运行ICC AVR 
3.1.3 学用ICC AVR 
3.2 开发调试软件AVR Studio 
3.2.1 下载AVR Studio 
3.2.2 安装AVR Studio 
3.2.3 使用AVR Studio 
第2篇 入 门 篇 
第4章 让你的单片机“眨眨眼睛” 
4.1 我们的第一个单片机程序 
4.1.1 用ICC AVR新建一个工程 
4.1.2 画出我们要用的电路 
4.1.3 用Proteus仿真、调试 
4.1.4 用AVR Studio仿真调试 
4.1.5 AVR Studio与Proteus联合调试 
4.1.6 分析代码 
4.1.7 补充一点发光二极管的知识 
4.2 不仅仅是让它亮起来 
4.2.1 如何让发亮的灯闪烁呢 
4.2.2 代码分析 
4.2.3 调试分析 
4.3 做些程序的改动 
4.3.1 改动延时时间 
4.3.2 做个众人皆知的跑马灯 
4.3.3 复习LED示例工程 
4.4 能不能玩点花样呢 
4.4.1 想想你能画什么 
4.4.2 用代码显示数字 
第5章 让数字显示出来 
5.1 引入数码管的概念 
5.1.1 数码管介绍 
5.1.2 写段程序让它亮起来 
5.1.3 数码管的驱动方式 
5.2 多显示几个数字看看 
5.2.1 电路实现 
5.2.2 程序实现 
5.2.3 你的眼睛欺骗了你 
5.3 仿真万年历 
5.3.1 电路实现 
5.3.2 程序实现 
5.3.3 优化程序 
5.4 补充内容 
5.4.1 排阻 
5.4.2 数码管的应用 
5.4.3 比较PC口和PA口 
第6章 用按键告诉单片机你想做什么 
6.1 能不能让闪烁的灯停下来 
6.1.1 让跑马灯停下来 
6.1.2 认识我们用的按键 
6.2 如何实现软件消抖 
6.3 如何实现按键的复用 
6.4 补充内容 
6.4.1 有关程序流程图 
6.4.2 认识一下PB口和PD口 
第7章 如何实时控制单片机 
7.1 中断的引入 
7.1.1 写段程序实现按键的中断 
7.1.2 用代码生成器生成程序框架 
7.1.3 实现中断计数功能 
7.1.4 中断函数的写法 
7.1.5 汇编指令 
7.2 外部中断寄存器 
7.2.1 状态寄存器——SREG 
7.2.2 MCU控制寄存器——MCUCR 
7.2.3 MCU控制与状态寄存器——MCUCSR 
7.2.4 通用中断控制寄存器——GICR 
7.2.5 通用中断标志寄存器——GIFR 
7.2.6 T/C中断屏蔽寄存器——TIMSK 
7.2.7 外部中断操作要点 
7.2.8 外部中断操作流程 
7.3 不同的中断触发方式 
7.4 补充内容 
7.4.1 了解更多中断的概念 
7.4.2 比较一下4个I/O口 
第8章 让定时更精确 
8.1 定时器/计数器概念 
8.1.1 代码生成器生成定时器函数 
8.1.2 了解ATmega16的T/C0 
8.1.3 T/C0相关的寄存器 
8.2 解读代码生成器生成的代码 
8.2.1 电路设计 
8.2.2 代码解读 
8.2.3 完整的代码实例 
8.3 T/C0的其他三种工作模式 
8.3.1 CTC模式 
8.3.2 快速PWM模式 
8.3.3 相位修正PWM模式 
8.3.4 重新认识T/C0 
8.4 定时器/计数器2 
8.4.1 了解定时器/计数器2 
8.4.2 T/C2相关的寄存器 
8.4.3 用T/C2的异步模式做电子钟 
8.5 定时器/计数器1 
8.5.1 了解T/C1 
8.5.2 T/C1的工作模式 
8.5.3 T/C1相关的寄存器 
8.5.4 应用T/C1 
8.6 本章使用的寄存器与I/O端口 
8.6.1 与定时器/计数器相关的寄存器 
8.6.2 与定时器/计数器相关的引脚 
第9章 单片机与外界的联系——串口通信 
9.1 串口通信的概念 
9.2 和USART相关的寄存器 
9.2.1 USART I/O数据寄存器——UDR 
9.2.2 USART控制和状态寄存器A——UCSRA 
9.2.3 USART控制和状态寄存器B——UCSRB 
9.2.4 USART控制和状态寄存器C——UCSRC 
9.2.5 USART波特率寄存器——UBRRL和UBRRH 
9.2.6 访问UBRRH/UCSRC寄存器 
9.3 先试试如何发送 
9.3.1 使用代码生成器 
9.3.2 系统设计 
9.3.3 编译和仿真 
9.3.4 补充一点AVR的串口知识 
9.4 实现收发通信 
9.4.1 将Proteus中的串口连接到硬件上 
9.4.2 实现串口收发通信 
9.4.3 用中断的方式实现串口收发 
第10章 让单片机“响”起来 
10.1 单片机还会说话呢 
10.1.1 了解一下蜂鸣器 
10.1.2 写段程序让它响起来 
10.2 用定时器模拟门铃 
10.3 用蜂鸣器演奏曲子 
10.4 重新认识ATmega16 
10.4.1 ATmega16的总体认识 
10.4.2 I/O口的第二功能 
10.4.3 ATmega16的中断向量 
10.4.4 有关ATmega16的寄存器 
10.4.5 有关AVR程序设计的学习 
第3篇 提 高 篇 
第11章 再说数码管 
11.1 使用扩展芯片驱动数码管 
11.1.1 认识扩展芯片74LS138 
11.1.2 74LS138的应用 
11.1.3 74HC154的应用 
11.1.4 有关译码器 
11.2 显示译码器 
11.2.1 显示译码器74LS48 
11.2.2 显示译码器的应用 
第12章 按键多了怎么办 
12.1 看一个密码键盘 
12.1.1 矩阵键盘的实现 
12.1.2 矩阵按键的扫描 
12.2 是否可以扩展呢 
12.2.1 了解编码器 
12.2.2 应用编码器74LS148 
第13章 深入串口通信 
13.1 通信协议的引入 
13.1.1 协议制定 
13.1.2 样例实现 
13.2 让单片机和PC真正通信 
13.2.1 新建一个VC工程 
13.2.2 添加VC控件 
13.2.3 添加控件到界面 
13.2.4 添加变量、完成代码编写 
13.2.5 运行、调试 
第14章 IIC（TWI）总线及其应用 
14.1 IIC总线介绍 
14.1.1 初步了解IIC总线 
14.1.2 IIC总线上的信号 
14.2 认识E2PROM AT24C02 
14.2.1 认识AT24C02 
14.2.2 AT24C02的操作地址 
14.2.3 AT24C02的读/写操作 
14.3 写一个IIC通信的例子 
14.4 AVR的TWI总线 
14.4.1 TWI模块综述 
14.4.2 TWI寄存器说明 
14.4.3 使用TWI 
14.5 应用TWI 
第15章 SPI总线及其应用 
15.1 SPI总线介绍 
15.2 一款SPI接口的E2PROM 
15.2.1 认识25AA040 
15.2.2 25AA040的工作原理 
15.3 应用25AA040 
15.4 AVR的SPI接口 
15.4.1 了解AVR的SPI接口 
15.4.2 SPI相关寄存器 
15.4.3 SPI示例程序

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在线试读部分章节

　　提起本书的写作，还要从我以前写的一份学习心得《Proteus-ATmega8仿真》说起。上大学时我学的是应用数学专业，因而对硬件了解比较少，在学习单片机时走了很多的弯路。自己学习单片机入门后，就想写点东西，用来帮助和我一样想学单片机但又不知道如何入门的人，于是就有了《Proteus-ATmega8仿真》。也许是当时国内介绍Proteus的书还不多的原因吧，不长的时间里，该文档就被各技术论坛转载，也有不少读者来信索取后续文档，但由于我后来开始学习ARM-Linux系统，就再也没有时间把后面的章节补充完整。2011年年初，应电子工业出版社王敬栋编辑的邀请，我写了第一本书《51单片机工程师是怎样炼成的—基于C语言+Proteus仿真》。写完第一本书，有了书的框架，就有把AVR系列补充完整的冲动，因而在去年的下半年开始着手AVR部分的写作。不过由于我的懒惰，迟迟没有完稿。今年开春，王编辑传来喜讯：第一本书在3个多月的时间里发货3000多本，作为一本技术类书已经很不错，因而希望我尽快完成后面的部分。本书虽然是一本AVR单片机的自学教材，但是如果读者没有一点儿单片机基础，是从头学起的，我建议最好先读一下《51单片机工程师是怎样炼成的—基于C语言+Proteus仿真》或郭天祥老师的《新概念51单片机C语言教程—入门、提高、开发、拓展全攻略》，因为51单片机学起来比较简单、容易上手，不需要花费很多时间，并且有利于培养学习单片机的兴趣。其实从51单片机入门是很轻松的一件事情，如果在假期学习也许一周就能入门；边上课（或工作）边学习的话，我想1个月的时间就足够了。对51单片机有了基本的认识，再来学习AVR，我觉得会轻松很多。本书就是写给已经有C语言基础，但还没有接触过单片机理论的初学者，尤其适合于大二、大三的理工科学生（电信、计算机、自动化等专业）。如果读者没有C语言程序设计的基础，我还是建议读者先认真地学习一下C语言程序设计。在此推荐两本有关C语言的书（有了C语言的基础，您才有希望在嵌入式开发中走得更远）：谭浩强老师的《C语言程序设计》林锐老师的《高质量程序设计指南—C++/C语言》重点推荐林锐老师的《高质量程序设计指南—C++/C语言》，该书可以说是C语言程序设计的规范。即使您学过了C语言程序设计，我也建议您读读该书，因为它能指导您编写更规范的代码，会在以后的工作中给您更多的帮助！孔子曰：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。写本书的目的是想用另一种方式来讲述单片机，培养读者学习单片机的兴趣。在2011年“中国达人秀”的舞台上，有一位科学达人叫卢驭龙，16岁就能用特斯拉线圈来做表演，我想这就是他在科学研究中找到了自己的乐趣。由此，我们可以观察一下这届达人秀，凡是能走到最后的，大多都是对自己的表演有浓厚兴趣的人，如街舞达人卓君对街舞的热爱、菜花甜妈蔡洪平对歌唱的热爱、力量达人安东对体操的热爱等，这些人都不是为了获奖而表演的，而是这些表演活动已经成了他们生活的一部分，在这些表演中他们找到了自己的快乐。因而，我并不期望读者读过我的教材就能成为AVR方面的“专家”，但我希望读者能够通过学习找到单片机程序设计的乐趣，找到调试程序的那种成就感和刺激感。本书共分为4篇，可以说4篇内容是各自独立的。第1篇基础篇是对单片机概念的引入、工具的介绍。工欲善其事，必先利其器。要想学好AVR，还是要先了解一下我们要使用的开发工具；当然，如果读者对AVR的开发工具有所了解，也可以跳过本篇的学习。第2篇入门篇是单片机基础知识的讲解。学习完本篇内容你会对单片机有一个整体的认识，也会知道单片机编程是怎么一回事，如果要深入学习，可以看后面的章节，也可以直接选择别的教程做进一步研究。第3篇提高篇是在第2篇内容的基础上通过扩展外围器件进一步讲解单片机的应用，可以作为扩展内容学习。第4篇应用篇通过实例的形式来应用前两篇的学习内容，如果你有一定的单片机基础，也可以直接用来作参考样例。另外，本书除第20章外，所有的实例都没有提供电子版代码，因为本人一直认为学习程序设计，最重要的就是要自己动手。只有自己把代码一个字一个字地敲进去，自己去建立工程、编译、仿真，这样才能学到其中的精髓，如果仅仅是运行、仿真一下别人写好的程序，那是没有什么意义的。甚至我认为你不但要看懂、学会、调通书上的例程，而且还要学会将自己的想法融入到实例之中，学会修改、优化代码。正所谓传授者应授人以渔而非授人以鱼，而读者若能做到收人以渔而非收人以鱼，那将是完美的教与学的过程。书中的所有实例都是我一个一个输入计算机做过仿真之后才复制到文中的，如果因为我的描述不清楚或其他原因使您不能通过调试，希望您能给我发邮件，或者直接登录我的博客（young45.cublog.cn）提问，我会尽快给您答复并给出解决办法。我使用的开放环境是WindowsXP系统，使用的工具Proteus是7.8 SP2版、ICC AVR是7.22版、AVRStudio是4.19版，学习时最好能选择相近的版本。本书由杨百军、李鹏举编著。参与本书编写的还有蔡振华、陈锦泉、段富军、樊战胜、黄得建、聂运中、王盛、徐春雨、于维涛、张琦、张延杰、周乐平、周宏云等；另外，王路、康磊、李楠、刘远峰、刘增、赵景丽、赵铮等也为本书的编写提供了不少的帮助。“学然后知不足，教然后知困。”以前随手写点东西倒也没感觉有什么，现在真正要写成书了，才发现自己知识的匮乏。由于本人能力有限，写作过程中难免会出现一些错误，如果您发现错误，希望您能给我发邮件：young45@126.com。最后感谢我的家人，特别是我的父母，是他们用辛勤的汗水浇灌了我今天的成长；感谢我的读者，是他们热心的来信鼓励了我的写作，他们的建议更是完善了本书的编写，特别是读者郭凯、张锋等，他们那种认真的读书态度深深地激励着我，而且他们也为本书的编写提供了很好的建议；另外，也感谢我的朋友郝云鹏，在近几年的工作和生活中给我提供了很多的帮助。同时也感谢电子工业出版社的策划编辑王敬栋和本书的责任编辑徐萍，感谢这些年来在学习和工作中给我提供帮助的老师和朋友！杨百军 2012年8月古都洛阳

提起本书的写作，还要从我以前写的一份学习心得《Proteus-ATmega8仿真》说起。上大学时我学的是应用数学专业，因而对硬件了解比较少，在学习单片机时走了很多的弯路。自己学习单片机入门后，就想写点东西，用来帮助和我一样想学单片机但又不知道如何入门的人，于是就有了《Proteus-ATmega8仿真》。也许是当时国内介绍Proteus的书还不多的原因吧，不长的时间里，该文档就被各技术论坛转载，也有不少读者来信索取后续文档，但由于我后来开始学习ARM-Linux系统，就再也没有时间把后面的章节补充完整。
2011年年初，应电子工业出版社王敬栋编辑的邀请，我写了第一本书《51单片机工程师是怎样炼成的—基于C语言+Proteus仿真》。写完第一本书，有了书的框架，就有把AVR系列补充完整的冲动，因而在去年的下半年开始着手AVR部分的写作。不过由于我的懒惰，迟迟没有完稿。今年开春，王编辑传来喜讯：第一本书在3个多月的时间里发货3
000多本，作为一本技术类书已经很不错，因而希望我尽快完成后面的部分。本书虽然是一本AVR单片机的自学教材，但是如果读者没有一点儿单片机基础，是从头学起的，我建议最好先读一下《51单片机工程师是怎样炼成的—基于C语言+Proteus仿真》或郭天祥老师的《新概念51单片机C语言教程—入门、提高、开发、拓展全攻略》，因为51单片机学起来比较简单、容易上手，不需要花费很多时间，并且有利于培养学习单片机的兴趣。其实从51单片机入门是很轻松的一件事情，如果在假期学习也许一周就能入门；边上课（或工作）边学习的话，我想1个月的时间就足够了。对51单片机有了基本的认识，再来学习AVR，我觉得会轻松很多。本书就是写给已经有C语言基础，但还没有接触过单片机理论的初学者，尤其适合于大二、大三的理工科学生（电信、计算机、自动化等专业）。如果读者没有C语言程序设计的基础，我还是建议读者先认真地学习一下C语言程序设计。在此推荐两本有关C语言的书（有了C语言的基础，您才有希望在嵌入式开发中走得更远）：
谭浩强老师的《C语言程序设计》
林锐老师的《高质量程序设计指南—C++/C语言》重点推荐林锐老师的《高质量程序设计指南—C++/C语言》，该书可以说是C语言程序设计的规范。即使您学过了C语言程序设计，我也建议您读读该书，因为它能指导您编写更规范的代码，会在以后的工作中给您更多的帮助！孔子曰：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。写本书的目的是想用另一种方式来讲述单片机，培养读者学习单片机的兴趣。在2011年“中国达人秀”的舞台上，有一位科学达人叫卢驭龙，16岁就能用特斯拉线圈来做表演，我想这就是他在科学研究中找到了自己的乐趣。由此，我们可以观察一下这届达人秀，凡是能走到最后的，大多都是对自己的表演有浓厚兴趣的人，如街舞达人卓君对街舞的热爱、菜花甜妈蔡洪平对歌唱的热爱、力量达人安东对体操的热爱等，这些人都不是为了获奖而表演的，而是这些表演活动已经成了他们生活的一部分，在这些表演中他们找到了自己的快乐。因而，我并不期望读者读过我的教材就能成为AVR方面的“专家”，但我希望读者能够通过学习找到单片机程序设计的乐趣，找到调试程序的那种成就感和刺激感。本书共分为4篇，可以说4篇内容是各自独立的。第1篇基础篇是对单片机概念的引入、工具的介绍。工欲善其事，必先利其器。要想学好AVR，还是要先了解一下我们要使用的开发工具；当然，如果读者对AVR的开发工具有所了解，也可以跳过本篇的学习。第2篇入门篇是单片机基础知识的讲解。学习完本篇内容你会对单片机有一个整体的认识，也会知道单片机编程是怎么一回事，如果要深入学习，可以看后面的章节，也可以直接选择别的教程做进一步研究。第3篇提高篇是在第2篇内容的基础上通过扩展外围器件进一步讲解单片机的应用，可以作为扩展内容学习。第4篇应用篇通过实例的形式来应用前两篇的学习内容，如果你有一定的单片机基础，也可以直接用来作参考样例。另外，本书除第20章外，所有的实例都没有提供电子版代码，因为本人一直认为学习程序设计，最重要的就是要自己动手。只有自己把代码一个字一个字地敲进去，自己去建立工程、编译、仿真，这样才能学到其中的精髓，如果仅仅是运行、仿真一下别人写好的程序，那是没有什么意义的。甚至我认为你不但要看懂、学会、调通书上的例程，而且还要学会将自己的想法融入到实例之中，学会修改、优化代码。正所谓传授者应授人以渔而非授人以鱼，而读者若能做到收人以渔而非收人以鱼，那将是完美的教与学的过程。书中的所有实例都是我一个一个输入计算机做过仿真之后才复制到文中的，如果因为我的描述不清楚或其他原因使您不能通过调试，希望您能给我发邮件，或者直接登录我的博客（young45.cublog.cn）提问，我会尽快给您答复并给出解决办法。我使用的开放环境是Windows
XP系统，使用的工具Proteus是7.8 SP2版、ICC AVR是7.22版、AVR
Studio是4.19版，学习时最好能选择相近的版本。本书由杨百军、李鹏举编著。参与本书编写的还有蔡振华、陈锦泉、段富军、樊战胜、黄得建、聂运中、王盛、徐春雨、于维涛、张琦、张延杰、周乐平、周宏云等；另外，王路、康磊、李楠、刘远峰、刘增、赵景丽、赵铮等也为本书的编写提供了不少的帮助。
“学然后知不足，教然后知困。”以前随手写点东西倒也没感觉有什么，现在真正要写成书了，才发现自己知识的匮乏。由于本人能力有限，写作过程中难免会出现一些错误，如果您发现错误，希望您能给我发邮件：young45@126.com。最后感谢我的家人，特别是我的父母，是他们用辛勤的汗水浇灌了我今天的成长；感谢我的读者，是他们热心的来信鼓励了我的写作，他们的建议更是完善了本书的编写，特别是读者郭凯、张锋等，他们那种认真的读书态度深深地激励着我，而且他们也为本书的编写提供了很好的建议；另外，也感谢我的朋友郝云鹏，在近几年的工作和生活中给我提供了很多的帮助。同时也感谢电子工业出版社的策划编辑王敬栋和本书的责任编辑徐萍，感谢这些年来在学习和工作中给我提供帮助的老师和朋友！
杨百军 2012年8月 古都洛阳

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