零基础学AVR单片机 基于ATmega16、汇编及C语言2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第一篇 开发基础1

第1章 单片机概述1

1.1 什么是单片机1

1.2 单片机的应用2

1.3 ATMEL的AVR单片机2

1.4 AVR单片机的家族成员2

1.4.1 AVR单片机的型号3

1.4.2 AVR单片机的选型4

1.5 ATmega16单片机概述5

1.5.1 ATmega16单片机的主要性能5

1.5.2 ATmega16单片机的引脚说明7

1.6 实践拓展7

1.7 思考与练习8

第2章 AVR单片机的开发工具9

2.1 AVR单片机程序开发环境9

2.1.1 GCCAVR开发环境的安装9

2.1.2 智峰下载软件11

2.2 AVR单片机的开发语言11

2.3 实验设备12

2.3.1 本书所用的实验开发板12

2.3.2 下载线12

2.4 LED小灯闪烁实验过程演示13

2.5 实践拓展20

2.6 思考与练习21

第二篇 结构与编程22

第3章 AVR单片机C语言22

3.1 C语言的结构22

3.2 C语言的基本字符、标识符和关键字23

3.3 C语言的基本数据类型24

3.4 函数25

3.4.1 系统库函数25

3.4.2 用户自定义函数25

3.5 数组27

3.5.1 一维数组27

3.5.2 二维数组28

3.6 指针28

3.7 结构体30

3.7.1 结构体类型的声明和变量的定义30

3.7.2 结构体变量的初始化32

3.7.3 对结构体各成员的访问与使用32

3.8 共用体33

3.9 实践拓展33

3.10 思考与练习35

第4章 ATmega16单片机基本结构36

4.1 ATmega16的内部结构36

4.2 ATmega16的存储器结构37

4.2.1 ATmega16的程序存储器37

4.2.2 ATmega16的数据存储器37

4.3 状态寄存器——SREG40

4.4 ATmega16的封装和引脚功能41

4.5 ATmega16的电源电路和复位电路43

4.6 ATmega16的时钟电路43

4.7 实践拓展——最小系统设计44

4.8 思考与练习44

第5章 AVR的指令系统与汇编系统45

5.1 ATmega16指令概述45

5.1.1 指令格式45

5.1.2 指令的表示形式45

5.1.3 指令的分类46

5.1.4 AVR指令系统中的名词46

5.1.5 AVR汇编语言系统47

5.2 AVR指令系统的寻址方式48

5.3 数据传送指令52

5.3.1 直接寻址数据传送指令52

5.3.2 间接寻址数据传送指令53

5.3.3 从程序存储器中取数装入寄存器指令55

5.3.4 写程序存储器指令56

5.3.5 I/O口数据传送56

5.3.6 堆栈操作指令57

5.4 算术和逻辑指令57

5.4.1 加法指令57

5.4.2 减法指令58

5.4.3 取反码指令59

5.4.4 取补码指令59

5.4.5 比较指令59

5.4.6 逻辑“与”指令60

5.4.7 逻辑“或”指令61

5.4.8 逻辑“异或”指令61

5.4.9 乘法指令62

5.5 转移指令63

5.5.1 无条件转移指令63

5.5.2 条件转移指令64

5.5.3 子程序调用和返回指令69

5.6 位操作和位测试指令70

5.6.1 带进位逻辑操作指令70

5.6.2 位变量传送指令71

5.6.3 位变量修改指令71

5.7 MCU控制指令74

5.8 汇编伪指令及表达式75

5.8.1 伪指令75

5.8.2 表达式79

5.8.3 器件定义头文件m16def.inc80

5.9 编程实例80

5.10 实践拓展82

5.11 思考与练习84

第6章 ATmega16的I/O端口85

6.1 I/O端口的结构和功能85

6.1.1 I/O端口的内部结构85

6.1.2 I/O端口的相关寄存器86

6.2 I/O端口的应用举例87

6.2.1 LED流水灯设计87

6.2.2 独立式按键设计89

6.2.3 单片机与液晶显示模块的接口设计93

6.3 实践拓展98

6.4 思考与练习99

第7章 ATmega16的中断系统100

7.1 概述100

7.2 中断源和中断向量101

7.2.1 中断源101

7.2.2 中断向量102

7.3 相关寄存器103

7.3.1 状态寄存器103

7.3.2 通用中断控制寄存器103

7.4 外部中断104

7.4.1 外部中断相关寄存器104

7.4.2 实例：一位LED数码管显示系统设计107

7.4.3 实例：药片装瓶监控系统设计110

7.5 实践拓展115

7.6 思考与练习115

第8章 复位系统及睡眠模式的设置116

8.1 ATmega16的复位系统116

8.1.1 几种复位方式116

8.1.2 复位系统硬件电路116

8.1.3 复位的操作处理116

8.2 看门狗定时器120

8.2.1 看门狗电路的结构120

8.2.2 看门狗电路的工作原理120

8.2.3 看门狗电路的相关寄存器120

8.2.4 看门狗的应用121

8.3 睡眠模式的设置124

8.3.1 MCUCR125

8.3.2 睡眠模式125

8.3.3 系统功耗最小化方法126

8.3.4 睡眠功能应用实例127

8.4 实践拓展131

8.5 思考与练习133

第三篇 模块功能134

第9章 定时器／计数器0134

9.1 定时器／计数器的基本功能134

9.2 定时器／计数器0的特点及内部结构134

9.3 预分频器136

9.4 输出比较单元和比较匹配输出单元137

9.4.1 输出比较单元137

9.4.2 比较匹配输出单元138

9.5 定时器／计数器0的相关寄存器138

9.6 定时器／计数器0的工作模式141

9.6.1 普通模式142

9.6.2 快速PWM模式142

9.6.3 相位修正PWM模式143

9.6.4 CTC模式144

9.7 定时器／计数器0应用举例145

9.7.1 定时器控制LED闪烁145

9.7.2 定时器控制PWM输出147

9.8 实践拓展149

9.9 思考与练习150

第10章 定时器／计数器1151

10.1 定时器／计数器1的内部结构151

10.2 计数器单元152

10.3 输入捕捉单元153

10.4 输出比较单元154

10.5 比较匹配输出单元155

10.6 访问16位寄存器156

10.7 定时器／计数器1的相关寄存器156

10.8 定时器／计数器1的工作模式161

10.8.1 普通模式161

10.8.2 CTC模式162

10.8.3 快速PWM模式162

10.8.4 相位修正PWM模式164

10.8.5 相位与频率修正PWM模式165

10.9 定时器／计数器1应用举例167

10.9.1 PWM控制电机转速167

10.9.2 用计数器制作频率检测仪169

10.10 实践拓展172

10.11 思考与练习174

第11章 A/D转换器175

11.1 A/D转换单元结构175

11.1.1 A/D转换器内部结构175

11.1.2 ADC预分频器175

11.2 相关寄存器设置177

11.2.1 特殊功能I/O寄存器（SFIOR）177

11.2.2 A/D控制和状态寄存器A（ADCSRA）177

11.2.3 A/D数据寄存器（ADCH及ADCL）178

11.2.4 A/D多工选择寄存器（ADMUX）179

11.3 ADC工作原理180

11.4 ADC转换时序181

11.5 A/D转换应用实例183

11.5.1 实例：对输入的电压进行A/D转换183

11.5.2 实例：对输入的两路模拟电压进行A/D转换185

11.6 实践拓展190

11.7 思考与练习191

第12章 同步串行SPI接口192

12.1 同步串行通信基础192

12.2 主机和从机的连接193

12.3 相关寄存器设置194

12.3.1 SPI控制寄存器（SPCR）194

12.3.2 SPI状态寄存器（SPSR）195

12.3.3 SPI数据寄存器（SPDR）196

12.4 数据模式196

12.5 同步串行口应用举例197

12.6 实践拓展200

12.7 思考与练习204

第13章 USART串行口的应用205

13.1 串行口工作原理205

13.2 相关寄存器设置209

13.2.1 USART数据寄存器（UDR）209

13.2.2 USART控制和状态寄存器A（UCSRA）209

13.2.3 USART控制和状态寄存器B（UCSRB）210

13.2.4 USART控制和状态寄存器C（UCSRC）211

13.2.5 USART波特率寄存器（UBRRL和UBRRH）212

13.3 USART串行口应用举例212

13.3.1 两片单片机之间串行通信213

13.3.2 单片机给PC机上传数据216

13.4 实践拓展218

13.5 思考与练习219

第14章 TWI接口的应用220

14.1 TWI通信原理220

14.2 相关寄存器设置222

14.2.1 TWI比特率寄存器TWBR222

14.2.2 TWI控制寄存器TWCR222

14.2.3 TWI状态寄存器TWSR223

14.2.4 TWI数据寄存器TWDR223

14.2.5 TWI（从机）地址寄存器TWAR224

14.3 TWI接口应用举例224

14.4 实践拓展228

14.5 思考与练习229

第四篇 综合设计230

第15章 综合设计实例230

15.1 调光灯的设计230

15.1.1 任务要求与方案设计230

15.1.2 硬件电路设计231

15.1.3 软件设计232

15.2 电能质量检测系统设计239

15.2.1 任务分析240

15.2.2 硬件电路设计240

15.2.3 软件设计243

15.3 实践拓展249

15.4 思考与练习251

参考文献252