实例讲解AVR单片机的开发与实践。

　　本书从实际应用入手，结合作者自身多年从事AVR单片机竞赛培训与课堂教学的经验基础，以具体应用实例为引导，由浅入深、循序渐进地讲述了AVR单片机的硬件结构，在CodeVision AVR环境下的编程方法及实例应用。本书以引导读者快速掌握对ATmega128单片机的编程开发为目的，详细介绍了ATmega128单片机内部结构和外围接口的特点、性能及其指令系统。在此基础上，介绍了CodeVision AVR集成开发环境编译器使用C语言的相关知识。书中加入了大量的C语言实例程序，且均在CodeVision AVR开发环境下编译通过。全书共分为13章，内容包括实用电子基础知识，数字电子电路基础，AVR单片机简介，CodeVision AVR C编译开发环境，基本程序命令与I/O引脚，显示器件原理及应用，AD与DA，基本中断，定时/计数器，串口通信，电机控制，应用实验，轮式智能移动平台的开发与应用。

　　闫磊，博士，北京林业大学副教授，多项大学生设计竞赛获奖项目指导教师，具有丰富的数字单片机、电工电子技术等课程教学实践经验。

版权信息
前言
第1章 实用电子基础知识
1.1 应用工具
1.1.1 万用表
1.1.2 示波器
1.1.3 焊接工具
1.1.4 线束
1.2 基本电子元器件
1.2.1 电阻
1.2.2 电容
1.2.3 电感
1.3 半导体元件
1.3.1 二极管与LED灯
1.3.2 三极管
1.3.3 稳压芯片
1.3.4 运算放大器
第2章 数字电子电路基础
2.1 数字集成电路
2.1.1 进制
2.1.2 数字集成电路的定义与种类
2.2 逻辑门电路集成芯片
2.2.1 与门、或门、非门
2.2.2 与非门、或非门、异或门
2.3 触发器
2.3.1 RS触发器
2.3.2 D触发器
2.3.3 JK触发器
2.4 晶振
第3章 AVR单片机简介
3.1 AVR介绍
3.2 ATmega128
3.2.1 ATmega128的特性
3.2.2 CPU内核
3.2.3 引脚配置
3.2.4 存储器
3.2.5 系统时钟与电源管理
3.2.6 系统控制与复位
第4章 CodeVision AVR C编译开发环境
4.1 CodeVision AVR C编译器特性
4.1.1 编译器特点
4.1.2 开发环境简介
4.2 CodeVision AVR C应用
4.2.1 C语言基础
4.2.2 CodeVision AVR C语言编程应用
第5章 基本程序命令与输入/输出引脚
5.1 基本程序命令及实验
5.2 I/O口
5.2.1 I/O口设定
5.2.2 I/O口附加功能
5.2.3 I/O口实验
第6章 显示器件原理及应用
6.1 数码管显示原理及应用
6.1.1 显示原理
6.1.2 显示实验
6.2 LCD显示原理及应用
6.2.1 液晶显示概述及显示原理
6.2.2 1602显示实验
6.2.3 12864显示实验
第7章 AD与DA
7.1 AD转换
7.2 ADC模块
7.3 ADC寄存器
7.4 AD转换实验
第8章 基本中断
8.1 中断的概念与种类
8.2 中断向量
8.3 外部中断
8.4 中断控制实验
8.4.1 外部开关中断次数计数显示实验
8.4.2 键盘输入信号检测实验
第9章 定时/计数器
9.1 定时/计数器概述
9.2 8位定时/计数器0，2
9.2.1 定时/计数器预分频
9.2.2 时钟源
9.2.3 计数单元
9.2.4 输出比较
9.2.5 比较匹配输出
9.2.6 工作模式
9.2.7 时序
9.2.8 寄存器（T/C0）
9.3 16位定时/计数器1，3
9.3.1 定时/计数器预分频
9.3.2 时钟源
9.3.3 计数单元
9.3.4 输入捕捉单元
9.3.5 输出比较单元
9.3.6 比较匹配输出
9.3.7 工作模式
9.3.8 时序
9.3.9 寄存器
9.4 定时/计数器实验
9.4.1 应用溢出中断实现0.5s LED灯的闪烁
9.4.2 应用定时计数器实现秒表
9.4.3 超声波距离传感器测距实验
第10章 串口通信
10.1 USART通信模式
10.2 USART寄存器
10.3 RS232通信硬件电路
10.4 与上位机串口通信实验
第11章 电机控制
11.1 步进电机控制
11.1.1 步进电机概述
11.1.2 步进电机的结构
11.1.3 步进电机的工作原理
11.1.4 步进电机的失步、振荡及解决方法
11.1.5 步进电机速度与位置控制实验
11.2 直流电机控制
11.2.1 直流电机概述
11.2.2 直流电机的控制原理
11.2.3 直流电机驱动
11.2.4 直流电机PWM控制实验
11.3 舵机控制
11.3.1 舵机概述
11.3.2 舵机的控制原理
11.3.3 舵机控制实验
第12章 应用实验
12.1 GP2D12红外距离传感器应用
12.1.1 GP2D12测距传感器概述
12.1.2 GP2D12的结构及引脚
12.1.3 红外测距的工作原理
12.1.4 GP2D12红外测距传感器的应用
12.2 MQ-2气体传感器应用
12.2.1 MQ-2气体传感器概述
12.2.2 MQ-2的结构及引脚
12.2.3 MQ-2气体传感器的工作原理
12.2.4 MQ-2气体传感器的应用
12.3 MMA7361加速度传感器应用
12.3.1 MMA7361加速度传感器概述
12.3.2 MMA7361加速度传感器的结构及引脚
12.3.3 MMA7361加速度传感器的应用
12.4 BH1750FVI光照传感器应用
12.4.1 BH1750FVI光照传感器概述
12.4.2 BH1750FVI的结构及引脚
12.4.3 BH1750FVI光照传感器的应用
第13章 轮式智能移动平台的开发与应用
13.1 整体介绍
13.2 硬件电路设计
13.3 软件编程
13.3.1 步进电机驱动方法
13.3.2 超声波测距传感器的应用
13.3.3 红外线测距传感器的应用
13.4 小结

　　前言
　　AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精简指令集高速8位单片机，简称AVR。AVR单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通信设备、家用电器等各个领域。ATmega128是ATMEL公司8位系列单片机的最高配置的一款单片机，稳定性极高，应用极其广泛。本书选择了ATmega128为蓝本，软件开发工具选择了CodeVision AVR，从实际应用入手，以实验过程和实验现象为主导，循序渐进地讲述了AVR单片机在CodeVision AVR环境下的编程方法及硬件结构和功能应用，内容可以扩展到其他型号的AVR单片机。
　　本书区别于传统单片机类书籍，为了使读者迅速掌握使用AVR单片机在CodeVision AVR环境下的编程要点与难点，书中所有的例程均以实际硬件实验电路现象为根据，由C语言程序来分析单片机工作原理，使读者知其然，又能知其所以然，实用性强。
　　全书分为三大部分共13章，各章具体内容如下。
　　第1章：详细介绍了在电子测试领域中经常用到的工具万用表、示波器等。同时对常见电子元器件如电阻、电容和电感，以及半导体元器件如二极管、三极管、稳压芯片、运算放大器等做出相关介绍与说明。
　　第2章：主要介绍了数字电路基础，包括数字集成电路基本知识、常用逻辑门电路集成芯片、触发器及晶振等。
　　第3章：主要介绍了AVR ATmega128单片机的特性，包括CPU内核、引脚配置、存储器、时钟系统与电源管理、系统控制与复位功能等。
　　第4章：重点介绍了CodeVision AVR C编译开发环境，包括编译器特点、开发环境简介、C语言编程基础、CodeVision AVR C语言编程应用等。
　　第5章：主要介绍了ATmega128单片机的基本程序命令与输入/输出引脚，包括常用的C语言语句命令、I/O口基本与附加功能、LED闪烁实验及流水灯控制实验。
　　第6章：主要介绍了显示器件原理及应用，包括数码管、LCD和点阵发光二极管的显示原理及具体实例应用。
　　第7章：主要介绍了ATmega128单片机的AD与DA的应用，包括AD与DA的基本原理、相关的寄存器和转换实验。
　　第8章：主要介绍了ATmega128单片机的基本中断，包括中断的概念与种类、中断向量、外部中断，以及两个常用中断控制实验：外部开关中断次数计数显示实验和键盘输入信号检测实验。
　　第9章：重点介绍了ATmega128单片机的定时/计数器，包括定时/计数器的预分频、时钟源、计数单元、工作模式、时序、寄存器及定时/计数器的实验等。
　　第10章：主要介绍了ATmega128单片机的串口通信，包括USART 通信模式、USART寄存器、RS232通信硬件电路及与上位机串口通信实验。
　　第11章：主要介绍了基于ATmega128单片机的电机控制，包括步进电机、直流电机、舵机的结构、原理及控制实验。
　　第12章：重点介绍了ATmega128单片机常用传感器的应用，包括GP2D12红外距离传感器、MQ-2气体传感器、MMA7361加速度传感器、BH1750FVI光照传感器的结构、引脚、工作原理及具体应用实验。
　　第13章：通过轮式智能移动平台的开发与应用综合实例，使读者全面掌握ATmega128单片机的原理及开发步骤。
　　本书在编写过程中参考了大量同行业的图书和有关数据资料，吸收了较多国内外学者的先进思想和研究成果，以使书中数据具有广泛性、权威性、实用性、操作性。在此，谨向各位专家、学者致以诚挚的谢意。由于参考量大而广，无法一一标注与列出，对此特向这些文献的作者表示歉意。在本书的编写过程中还得到了各单位领导、同事和家人、朋友的大力支持与帮助，衷心感谢他们。
　　本书由北京林业大学工学院闫磊副教授主编，王明枝、钱桦教授任副主编，参加本书编写的还有吴健、李雁北、李娜、伍宏芳和门森。
　　由于作者水平有限，错误和疏漏之处在所难免，敬请广大技术专家和读者批评指正。
　　编 者