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第1章 ATmega128单片机基础1

1.1 ATmega128单片机介绍1

1.2 ATmega128单片机的结构3

1.2.1 ATmega128单片机的内核4

1.2.2 ATmega128单片机的存储器体系8

1.2.3 ATmega128单片机的系统时钟9

1.2.4 ATmega128单片机的电源管理14

1.2.5 ATmega128单片机的复位16

1.2.6 ATmega128单片机的中断系统20

1.3 ATmega128单片机的指令系统和寻址22

第2章 ATmega128单片机的软件开发环境26

2.1 ICCAVR软件开发环境26

2.1.1 ICCAVR软件安装26

2.1.2 ICCAVR菜单29

2.1.3 ICCAVR的常用文件类型32

2.1.4 ICCAVR的扩展关键字33

2.1.5 ICCAVR的启动文件33

2.1.6 ICCAVR的库函数34

2.2 ICCAVR IDE的使用39

应用实例1——使用ICCAVR IDE39

第3章 ATmega128单片机的开发环境43

3.1 ATmega128单片机开发常用的工具43

3.1.1 ISP编程器43

3.1.2 数字万用表44

3.1.3 数字示波器44

3.2 Proteus仿真软件的使用44

应用实例2——使用Proteus仿真ATmega128单片机44

3.3 Proteus仿真软件的应用说明46

3.3.1 运行、单步运行、暂停和停止运行46

3.3.2 打开对应的观察窗口47

第4章 ATmega128单片机应用系统开发基础48

4.1 ATmega128单片机应用系统的构成48

4.2 ATmega128单片机应用系统开发流程49

4.3 ATmega128单片机应用系统的硬件设计50

4.4 3个微型ATmega128单片机应用系统50

应用实例3——点亮8位LED51

应用实例4——驱动7位数码管52

应用实例5——串口数据发送和接收55

第5章 ATmega128单片机C语言基础59

5.1 ATmega128单片机C语言的数据类型、运算符和表达式59

5.1.1 ATmega128单片机C语言的数据类型60

5.1 2 ATmega128单片机C语言的常量和变量60

应用实例6——使用常量61

应用实例7——使用变量61

5.1.3 ATmega128单片机C语言的算术运算、赋值运算、逻辑运算和关系运算62

应用实例8——使用算术表达式62

应用实例9——使用强制类型转换63

应用实例10——逻辑运算应用64

应用实例11——关系运算应用65

5.1.4 ATmega128单片机C语言的位操作65

应用实例12——位逻辑运算：位与和位或66

应用实例13——位逻辑运算：位异或和位取反66

应用实例14——移位运算应用66

应用实例15——自增减运算应用68

应用实例16——复合运算应用69

应用实例17——逗号运算应用69

5.1.5 运算符的优先级69

5.2 ATmega128单片机C语言的结构语句70

5.2.1 顺序结构70

应用实例18——顺序结构语句应用71

5.2.2 选择结构71

应用实例19——if语句的基本结构应用73

应用实例20——switch语句的应用75

5.2.3 循环结构75

应用实例21——while语句的应用76

应用实例22——do while语句应用77

应用实例23——for语句的应用78

应用实例24——循环语句的进阶用法79

5.2.4 break语句、continue语句和goto语句79

应用实例25——break语句的应用80

应用实例26——continue语句的应用81

应用实例27——goto语句的应用83

第6章 ATmega128单片机高阶C语言84

6.1 ATmega128单片机C语言的函数85

6.1.1 函数的分类85

6.1.2 函数的定义85

应用实例28——无参函数的应用87

应用实例29——有参函数的应用88

6.1.3 函数的调用88

应用实例30——函数的预先定义89

应用实例31——函数的后定义89

应用实例32——函数的递归调用91

应用实例33——函数的嵌套调用92

6.1.4 内部函数和外部函数92

6.1.5 变量类型93

应用实例34——静态局部变量应用94

应用实例35——全局变量应用95

6.2 ATmega128单片机C语言的数组和指针96

6.2.1 数组96

应用实例36——一维数组的应用97

应用实例37——二维数组的应用98

应用实例38——字符数组的应用99

6.2.2 指针101

应用实例39——指针的应用102

6.2.3 数组和指针103

应用实例40——数组下标引用输出103

应用实例41——数组名作为地址输出104

应用实例42——指针引用数组输出105

应用实例43——使用指针运算引用数组输出105

应用实例44——数组下标引用二维数组的输出106

应用实例45——指针引用二维数组的输出107

6.2.4 字符串和指针108

应用实例46——字符指针的字符数组输出109

6.2.5 数组、指针和函数的联系110

应用实例47——数组作为函数参数的应用110

应用实例48——指针作为函数参数111

应用实例49——返回指针的函数112

6.2.6 指针数组和指向指针的指针113

应用实例50——指向指针的指针应用114

6.3 ATmega128单片机C语言中的自定义数据类型115

6.3.1 结构体115

应用实例51——结构体的应用117

应用实例52——结构体数组应用117

应用实例53——结构体变量指针118

应用实例54——结构体指针变量作为函数参数119

6.3.2 联合体（共用体）120

应用实例55——结构体的应用121

6.3.3 枚举122

应用实例56——枚举变量的应用122

6.4 ATmega128单片机C语言程序设计技巧123

6.4.1 养成好的编程习惯123

6.4.2 宏定义125

应用实例57——宏定义的应用125

应用实例58——参数宏定义的应用126

6.4.3 条件编译127

应用实例59——条件编译128

6.4.4 一些关键字的使用129

第7章 ATmega128单片机的I/O引脚应用实例131

7.1 ATmega128单片机的I/O引脚基础131

7.1.1 ATmega128单片机的I/O引脚配置132

7.1.2 ATmega128单片机读取引脚电平134

7.1.3 ATmega128单片机的I/O引脚低功耗处理135

7.1.4 ATmega128单片机的I/O引脚的第二功能135

7.2 ATmega128单片机扩展发光二极管（LED）141

7.2.1 发光二极管（LED）基础141

7.2.2 ATmega128单片机扩展发光二极管（LED）应用实例142

应用实例60——使用I/O引脚驱动LED闪烁142

应用实例61——使用I/O引脚驱动流水灯144

7.3 ATmega128单片机扩展数码管146

7.3.1 一位数码管基础146

7.3.2 ATmega128扩展一位数码管应用实例148

应用实例62——使用I/O引脚驱动数码管显示148

7.3.3 多位数码管基础150

7.3.4 ATmega128单片机扩展多位数码管应用实例151

应用实例63——使用I/O引脚驱动多位数码管动态显示151

7.4 ATmega128单片机扩展按键、键盘和拨码开关154

7.4.1 独立按键基础154

7.4.2 ATmega128单片机扩展独立按键应用实例155

应用实例64——使用I/O引脚扩展独立按键155

7.4.3 行列扫描键盘基础158

7.4.4 ATmega128单片机扩展行列扫描键盘应用实例159

应用实例65——使用I/O引脚扩展行列扫描键盘159

7.4.5 拨码开关基础161

7.4.6 ATmega128单片机扩展拨码开关应用实例162

应用实例66——使用I/O引脚扩展拨码开关162

7.5 ATmega128单片机扩展继电器164

7.5.1 继电器基础164

7.5.2 功率驱动器件基础165

7.5.3 ATmega128单片机扩展继电器应用实例168

应用实例67——使用I/O引脚扩展继电器168

7.6 ATmega128单片机扩展蜂鸣器170

7.6.1 蜂鸣器基础170

7.6.2 ATmega128单片机扩展蜂鸣器应用实例171

应用实例68——使用I/O引脚扩展蜂鸣器171

7.7 ATmega128单片机扩展电动机174

7.7.1 直流电动机基础174

7.7.2 ATmega128单片机扩展直流电动机的应用实例175

应用实例69——使用I/O引脚扩展直流电动机175

7.7.3 步进电动机基础177

7.7.4 ATmega128单片机扩展步进电动机的应用实例178

应用实例70——使用I/O引脚扩展步进电动机178

第8章 ATmega128单片机的外部中断应用实例182

8.1 ATmega128单片机的外部中断基础182

8.1.1 外部中断控制寄存器A（EICRA）182

8.1.2 外部中断控制寄存器B（EICRB）183

8.1.3 外部中断屏蔽寄存器（EIMSK）183

8.1.4 外部中断标志寄存器（EIFR）184

8.2 ATmega128单片机的外部中断应用实例184

应用实例71——外部中断7脉冲计数184

应用实例72——外部中断控制LED186

应用实例73——多个外部中断联合计数188

第9章 ATmega128单片机的内部E2PROM应用实例192

9.1 E2PROM基础192

9.1.1 地址寄存器EEARH和EEARL192

9.1.2 数据寄存器EEDR192

9.1.3 控制寄存器EECR193

9.1.4 E2PROM的操作时间193

9.1.5 E2PROM的写操作194

9.1.6 E2PROM的读操作195

9.1.7 E2PROM的掉电处理195

9.2 ATmega128单片机的E2PROM应用实例195

应用实例74——用E2PROM保存用户数据195

应用实例75——E2PROM的数据写入和读出198

第10章 ATmega128单片机的USART模块应用实例203

10.1 USART模块应用基础203

10.1.1 USART的相关寄存器205

10.1.2 USART的时钟发生器208

10.1.3 USART的数据帧格式210

10.1.4 USART的使用方法211

10.2 ATmega128单片机的USART应用实例216

应用实例76——USART0的数据发送216

应用实例77——USART1的数据发送219

应用实例78——Proteus中的虚拟串口调试222

应用实例79——使用USART0和计算机进行双向数据通信224

应用实例80——综合使用USART0和USART1228

应用实例81——使用单片机A控制单片机B231

第11章 ATmega128单片机的定时／计数器模块应用实例236

11.1 定时／计数器T/C0基础236

11.1.1 定时／计数器T/C0的工作模式236

11.1.2 T/C0的相关寄存器240

11.2 定时／计数器T/C1和T/C3基础243

11.2.1 T/C1和T/C3的工作模式243

11.2.2 T/C1和T/C3的相关寄存器247

11.3 定时／计数器T/C2基础253

11.3.1 T/C2的工作模式253

11.3.2 T/C2的相关寄存器254

11.4 定时／计数器模块应用实例256

应用实例82——T/C0控制LED闪烁256

应用实例83——T/C1控制LED闪烁259

应用实例84——T/C2脉冲计数261

应用实例85——T/C1实现频率计265

应用实例86——T/C1实现占空比可调PWM输出268

应用实例87——T/C0的秒定时271

应用实例88——频率可调的PWM信号输出274

第12章 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块应用实例279

12.1 TWI（I2C）总线基础279

12.1.1 TWI（I2C）接口总线的一些术语280

12.1.2 TWI（I2C）接口总线的数据传输过程和帧格式280

12.1.3 TWI（I2C）总线器件的地址282

12.2 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块应用基础282

12.2.1 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块构成283

12.2.2 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块寄存器284

12.2.3 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块的工作模式287

12.2.4 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块的使用294

12.3 ATmega128单片机的TWI（I2C）接口总线模块应用实例296

应用实例89——使用TWI（I2C）总线进行双机通信296

第13章 ATmega128单片机的SPI接口总线模块应用实例303

13.1 SPI总线基础303

13.1.1 SPI总线的结构303

13.1.2 SPI总线的时序304

13.2 ATmega128单片机的SPI接口总线模块应用基础305

13.2.1 ATmega128单片机的SPI接口总线模块的寄存器305

13.2.2 ATmega128单片机的SPI接口总线模块的工作模式307

13.3 ATmega128单片机的SPI接口总线模块应用实例309

应用实例90——使用SPI总线接口进行双机通信309

第14章 ATmega128单片机的模拟比较器模块应用实例316

14.1 ATmega128单片机的模拟比较器模块应用基础316

14.1.1 ATmega128单片机模拟比较器模块的寄存器316

14.1.2 ATmega128单片机模拟比较器模块输入通道318

14.2 ATmega128单片机的模拟比较器模块应用实例318

应用实例91——使用比较器模块比较两个模拟信号318

应用实例92——使用比较器模块将正弦波信号转换为方波信号321

应用实例93——多通道模拟信号电压比较324

第15章 ATmega128单片机的ADC模块应用实例328

15.1 ADC基础知识328

15.2 ATmega128单片机的ADC模块应用基础330

15.2.1 ATmega128单片机的ADC模块的相关寄存器330

15.2.2 ATmega128单片机的ADC模块的使用334

15.3 ATmega128单片机的ADC模块应用实例339

应用实例94——单通道A/D采样339

应用实例95——多通道A/D采样342

应用实例96——差分输入A/D采样345

应用实例97——增益放大A/D采样349

应用实例98——定时器控制A/D采样352

应用实例99——多通道电压比较和A/D采样356

第16章 ATmega128单片机的看门狗模块应用实例360

16.1 ATmega128单片机看门狗模块应用基础360

16.2 ATmega128单片机看门狗模块应用实例361

应用实例100——ATmega128单片机看门狗模块工作状态测试361