AVR单片机入门与速成攻略

本书通过对一个目标芯片的系统学习，DIY一个最小系统版，并结合一些常见模块开发一些扩展应用，把一个单片机零死角学通透是贯穿全书的核心理念。实践是任何工程技术学习的关键所在，对于初学者，通过DIY最小系统板既能节省成本，又能锻炼读者动手能力。在后续的实践中使用这个最小系统，既缩短了读者对于开发板的熟悉时间，还能让读者把更多的精力放在具体应用的实现上。这正是作者对于整个单片机开发学习过程和本书内容的精妙安排。

高显生，男，1972年出生，是一名骨灰级业余电子爱好者，长期热衷于单片机的公益培训和推广，倡导简捷易懂、立足实践的单片机学习方法。先后录制了《我和单片机的21天之旅》和《我的PIC日记》等多部视频教程，深受学生朋友及科研工作者的喜爱和好评。著有《我和PIC单片机：基于PICl8》一书。

前言
第一篇片上功能和开发环境
第1章认识AVR 2
1.1AVR系列单片机 2
1.1.1系出名门的AVR 2
1.1.2AVR系列产品家族 3
1.1.3AVR的特色功能 3
1.1.4AVR的产品型号 5
1.2ATmega32单片机简介 6
1.2.1片内资源配置 6
1.2.2ATmega32的内部结构 7
1.2.3ATmega32的封装 8
1.2.4I/O端口的构成 11
第2章C语言入门 13
2.1数据和运算 13
2.1.1数的进制 13
2.1.2码制 14
2.1.3数据类型 14
2.1.4常量 15
2.1.5变量 15
2.1.6运算符 16
2.1.7复合赋值运算符 18
2.2语句 19
2.2.1控制语句 19
2.2.2其他语句 24
2.3函数 24
2.3.1自定义函数 25
2.3.2函数的声明和调用 26
2.4程序 26
2.4.1程序的构成 26
2.4.2程序的注释 27
2.4.3局部变量和全局变量 28
2.4.4变量修饰关键词 29
2.5预处理命令 30
2.5.1宏定义 30
2.5.2文件包含 30
2.6构造类型数据 31
2.6.1数组 31
2.6.2结构体 32
2.6.3共用体 32
第3章AVR的开发环境 34
3.1AVR的硬件资源 34
3.1.1搭建AVR系统板 34
3.1.2AVR单片机的编程 35
3.1.3编程/仿真接口设计 37
3.2Atmel Studio 6集成开发环境 37
3.2.1Atmel Studio 6的功能 38
3.2.2Atmel Studio 6的安装 38
3.3第一个AVR程序 45
3.3.1新建AVR项目 45
3.3.2程序的编辑和编译 49
3.3.3连接编程器和系统板 51
3.3.4编程目标单片机 52
第4章AVR 的仿真 59
4.1AVR的位操作 59
4.1.1打开已有的项目 59
4.1.2位操作 61
4.2AVR CPU模拟器 65
4.2.1程序的调试 66
4.2.2设立观察窗口 69
4.2.3添加断点 71
4.2.4更改模拟CPU的时钟频率 72
第5章系统控制与复位 74
5.1熔丝位 74
5.1.1熔丝位的功能 74
5.1.2熔丝位的设定 76
5.1.3熔丝位的错误设置 78
5.2锁定位 80
5.2.1锁定位的功能 80
5.2.2锁定位的应用 81
5.3复位 83
5.3.1复位源 83
5.3.2复位的相关寄存器 86
5.4看门狗定时器 87
5.4.1看门狗定时器的结构 87
5.4.2看门狗定时器的控制 88
第6章时钟和电源管理 89
6.1时钟源 89
6.1.1时钟的来源 89
6.1.2时钟的分布 90
6.1.3时钟的设置 91
6.2睡眠模式 93
6.2.1睡眠模式的分类 93
6.2.2睡眠模式的应用 94
6.3片内存储器 95
6.3.1存储器的结构 95
6.3.2E2PROM数据存储器 96
6.3.3E2PROM的读写实例 98
第二篇单元模块
第7章外部中断 102
7.1中断系统 102
7.1.1中断的类型 102
7.1.2中断的控制 103
7.1.3中断的处理 103
7.2外部中断 104
7.2.1外部中断的控制寄存器 105
7.2.2外部中断的编程应用 107
第8章定时/计数器0 112
8.1认识T/C0 112
8.1.1T/C0的内部结构 112
8.1.2认识PWM 113
8.1.3T/C0的工作模式 114
8.2T/C0的控制 117
8.2.1T/C0的相关寄存器 117
8.2.2T/C0的预分频器 119
8.3T/C0的编程应用 120
8.3.1基于T/C0的时钟 120
8.3.2基于T/C0的PWM调光灯 123
第9章定时/计数器1 127
9.1认识T/C1 127
9.1.1T/C1的内部结构 127
9.1.2T/C1的工作模式 129
9.1.3捕捉模式的应用 133
9.2T/C1的控制 134
9.2.1T/C1的16位读写方式 134
9.2.2T/C1的控制寄存器 134
9.3T/C1的编程应用 139
9.3.1基于T/C1的秒计时器 139
9.3.2基于T/C1的2路快速PWM调光 143
9.3.3基于T/C1的频率计 146
第10章定时/计数器2 150
10.1认识T/C2 150
10.1.1T/C2的内部结构 150
10.1.2T/C2的工作模式 151
10.2T/C2的控制 154
10.2.1T/C2的相关寄存器 154
10.2.2T/C2的预分频器 157
10.3T/C2的编程应用 158
第11章ADC 模块 161
11.1ADC 模块的功能 161
11.1.1逐次逼近型A/D转换器 161
11.1.2ADC模块的内部结构 162
11.1.3ADC模块的基准电压 163
11.1.4ADC模块的转换结果 164
11.1.5模拟通道的等效电路 165
11.1.6A/D转换的时钟 165
11.2ADC 模块的控制 167
11.2.1ADC模块的工作方式 167
11.2.2ADC模块的控制寄存器 167
11.3ADC模块的编程应用 170
第12章模拟比较器 174
12.1模拟比较器 174
12.1.1比较器的功能 174
12.1.2比较器模块的工作原理 174
12.1.3比较器模块的相关寄存器 175
12.1.4配置比较器输入引脚 176
12.2比较器模块的编程应用 177
第13章SPI模块 179
13.1SPI模块 179
13.1.1SPI总线接口 179
13.1.2SPI模块的功能 179
13.2SPI模块的设置 181
13.2.1SPI模块的引脚配置 181
13.2.2SPI模块的控制寄存器 181
13.2.3SPI的数据传输时序 183
13.2.4SPI模块设置向导 184
13.3存储器93C46 184
13.3.193C46的引脚功能 184
13.3.293C46的操作指令 185
13.3.393C46的数据传输时序 187
13.4SPI模块的编程应用 187
第14章TWI模块 191
14.1TWI模块介绍 191
14.1.1TWI总线 191
14.1.2TWI总线的数据传输格式 192
14.1.3TWI模块的内部结构 194
14.2TWI模块的应用 196
14.2.1TWI模块的控制寄存器 196
14.2.2TWI模块的编程向导 198
14.3DS1307实时时钟 200
14.3.1DS1307的功能 200
14.3.2DS1307的寄存器 201
14.3.3DS1307的数据格式 202
14.3.4TWI模块编程实例 203
第15章USART模块 209
15.1USART模块介绍 209
15.1.1串行通信方式 209
15.1.2USART模块的功能特点 210
15.1.3串行通信的数据帧格式 211
15.1.4接收器FIFO队列 211
15.2USART模块的控制 212
15.2.1波特率发生器 212
15.2.2USART模块的控制寄存器 213
15.3USART模块的应用 217
15.3.1USART模块的应用向导 217
15.3.2USART模块自收自发实验 218
15.3.3USART模块与PC的通信 221
第三篇扩展应用实例
第16章步进电机的驱动 228
16.1步进电机的特点 228
16.1.1步进电机的分类 228
16.1.2步进电机的工作原理 229
16.1.3步距角的计算方法 229
16.228BYJ48型步进电机 230
16.2.128BYJ48电机性能指标 230
16.2.228BYJ48电机绕组结构 230
16.3步进电机的驱动 231
16.3.1步进电机的励磁方式 231
16.3.2步进电机的驱动电路 231
16.3.3步进电机编程实例 232
第17章DS1302实时时钟 235
17.1DS1302的功能 235
17.1.1DS1302的引脚 235
17.1.2BCD码 236
17.1.3DS1302的内部结构 237
17.1.4DS1302的寄存器 238
17.1.5DS1302的控制指令 239
17.1.6DS1302数据传输格式 240
17.2DS1302的应用实例 240
17.2.1DS1302初始化 240
17.2.2DS1302数显时钟 241
第18章红外线解码及发射 246
18.1红外线遥控的编码方式 246
18.1.1编码的帧结构 246
18.1.2编码的方式 246
18.1.3编码的调制与解调 247
18.2红外线解码与发射 248
18.2.1红外线解码的方法 248
18.2.2红外线发射的方法 249
18.3红外线遥控编程实例 249
18.3.1红外线解码器 249
18.3.2红外线发射器 253
第19章DS18B20数字温度传感器 257
19.1DS18B20的功能介绍 257
19.1.1DS18B20的特点 257
19.1.2DS18B20的引脚定义 258
19.1.3DS18B20的内部结构 258
19.1.4温度值的存储方式 260
19.2DS18B20的读写方式 260
19.2.1DS18B20的初始化时序 260
19.2.2DS18B20的写时序 261
19.2.3DS18B20的读时序 262
19.3DS18B20的通信协议 262
19.3.1ROM指令 262
19.3.2RAM指令 263
19.4DS18B20的应用 263
19.4.1DS18B20的供电方式 263
19.4.2DS18B20的编程向导 265
19.4.3DS18B20的使用要点 265
19.4.4DS18B20编程实例 266
第20章 DHT11数字温湿度传感器 271
20.1DHT11数字温湿度传感器的功能 271
20.1.1DHT11的性能指标 271
20.1.2DHT11的典型应用 272
20.1.3DHT11的通信时序 272
20.2DHT11的编程应用 273
第21章1602字符型液晶显示器 277
21.11602液晶概述 277
21.1.11602液晶的特点 277
21.1.21602液晶的引脚功能 277
21.1.31602液晶与单片机的接口 278
21.21602液晶的功能 278
21.2.11602液晶的显示数据RAM 278
21.2.21602液晶的字符发生器 278
21.2.31602液晶的操作时序 280
21.2.41602液晶的操作指令 281
21.2.51602液晶的初始化 283
21.31602液晶编程实例 283
第22章12864点阵型液晶显示器 287
22.112864点阵型液晶介绍 287
22.1.1JLX12864G-086液晶的特点 287
22.1.2JLX12864G-086液晶的引脚功能 288
22.212864点阵型液晶显示方式 289
22.2.1显示屏与显存的对应关系 289
22.2.2显存的组织结构 289
22.2.3读写时序 290
22.2.4UC1701X指令集 291
22.312864点阵型液晶应用实例 292
22.3.1液晶显示器的接口电路 292
22.3.2汉字的取模方法 292
22.3.3图像的取模方法 293
22.3.4汉字和图形显示 294
附录AATmega32单片机系统板原理图 303
附录B搭建系统板所需材料清单 304
附录C时钟源及启动时间选择 305
附录DAVR_bronco实验板 307