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第1章 AVR单片机系统1

1.1 概述1

1.1.1 低开发成本1

1.1.2 安全、高速、低功耗的性能1

1.1.3 A/D转换功能1

1.1.4 具有较强驱动能力的I/O口2

1.1.5 精简指令集2

1.1.6 其他功能2

1.2 AVR系列单片机的选型2

1.2.1 ATtiny系列单片机特点3

1.2.2 AT90S系列单片机特点5

1.2.3 ATmega系列单片机特点6

1.3 AVR系列单片机的开发步骤7

1.3.1 设计硬件电路7

1.3.2 用C语言编写程序8

1.3.3 程序调试11

1.3.4 搭建实验电路板13

1.3.5 程序下载13

第2章 AVR单片机系统结构14

2.1 AVR单片机结构14

2.2 AVR存储器18

2.2.1 系统内可编程的Flash程序存储器18

2.2.2 SRAM数据存储器18

2.2.3 E2PROM数据存储器20

2.2.4 I/O存储器21

2.2.5 外部存储器接口21

2.3 时钟管理29

2.3.1 时钟系统及其分布29

2.3.2 时钟源30

2.3.3 默认时钟源30

2.3.4 晶体振荡器30

2.3.5 外部RC振荡器32

2.3.7 外部时钟33

2.3.6 标定的片内RC振荡器33

2.4 电源管理及睡眠模式34

2.4.1 MCU控制寄存器（MCUCR）34

2.4.2 空闲模式35

2.4.3 ADC噪声抑制模式35

2.4.4 掉电模式35

2.4.6 Standby模式36

2.4.7 扩展Standby模式36

2.4.5 省电模式36

2.4.8 最小化功耗37

2.5 系统控制和复位37

2.5.1 复位AVR37

2.5.2 复位源38

2.5.3 上电复位39

2.5.4 外部复位40

2.5.5 掉电检测复位40

2.5.8 片内基准电压41

2.5.7 MCU控制和状态寄存器41

2.5.6 看门狗复位41

2.5.9 看门狗定时器42

2.5.10 改变看门狗定时器配置的时间序列44

第3章 AVR单片机指令系统46

3.1 指令格式46

3.1.1 汇编指令46

3.1.2 汇编器伪指令47

3.1.3 表达式50

3.2 寻址方式51

3.3 数据操作和指令类型57

3.3.1 数据操作57

3.3.2 指令类型57

3.3.3 指令集名词57

3.4 算术和逻辑指令58

3.4.1 加法指令58

3.4.2 减法指令61

3.4.4 取反码指令64

3.4.3 乘法指令64

3.4.5 取补指令65

3.4.6 比较指令65

3.4.7 逻辑与指令67

3.4.8 逻辑或指令69

3.4.9 逻辑异或指令71

3.5 转移指令72

3.5.1 无条件转移指令72

3.5.2 条件转移指令74

3.6 数据传送指令90

3.6.1 直接数据传送指令91

3.6.2 间接数据传送指令92

3.6.3 从程序存储器直接取数据指令97

3.6.4 I/O口数据传送97

3.6.5 堆栈操作指令98

3.7 位指令和位测试指令99

3.7.1 带进位逻辑操作指令99

3.7.2 位变量传送指令102

3.7.3 位变量修改指令103

3.7.4 其他指令111

3.8 新增指令112

3.8.1 EICALL——延长间接调用子程序112

3.8.2 EIJMP——扩展间接跳转113

3.8.3 ELPM——扩展装载程序存储器113

3.8.4 ESPM——扩展存储程序存储器114

3.8.5 FMUL——小数乘法115

3.8.6 FMULS——有符号数乘法115

3.8.7 FMULSU——有符号小数和无符号小数乘法116

3.8.8 MOVW——拷贝寄存器字117

3.8.9 MULS——有符号数乘法117

3.8.10 MULSU——有符号数与无符号数乘法118

3.8.11 SPM——存储程序存储器119

3.9 指令使用实例119

4.1.1 ICCAVR标识符的构成规则126

第4章 ICCAVR语法基础126

4.1 ICCAVR标识符126

4.1.2 ICCAVR的关键字127

4.2 数据类型129

4.2.1 变量与常量129

4.2.2 整型（int）数据130

4.2.3 浮点型（float）数据132

4.2.4 字符型（char）数据133

4.2.5 指针型（*）数据134

4.2.6 无值型（void）数据134

4.3 变量的作用域135

4.3.1 块结构135

4.3.2 自动型变量135

4.3.3 外部型变量136

4.3.4 静态型变量137

4.3.5 寄存器型变量137

4.4 const修饰符138

4.5 ICCAVR的分隔符139

4.6 运算符139

4.6.1 运算符的分类139

4.6.2 运算符的优先级147

4.7 表达式148

4.7.1 算术表达式148

4.7.2 赋值表达式148

4.7.3 逗号运算符与逗号表达式149

4.7.4 关系表达式149

4.7.5 逻辑表达式150

4.8 访问寄存器150

4.9 语句151

4.9.1 说明语句151

4.9.2 表达式语句151

4.9.3 复合语句152

4.9.4 条件语句152

4.9.5 开关与跳转语句155

4.9.6 循环语句159

4.9.7 函数调用语句162

4.9.8 空语句162

4.9.9 ICCAVR语句的流程与控制163

4.9.10 逐步求精的设计方法164

4.10 函数165

4.10.1 函数的调用和返回166

4.10.2 函数的作用域172

4.10.3 函数的变量作用域172

4.10.4 main函数173

4.10.5 ICCAVR中断函数175

4.11 ICCAVR库函数179

第5章 复位系统及睡眠模式181

5.1 系统控制和复位181

5.1.1 复位AVR181

5.1.3 上电复位182

5.1.2 复位源182

5.1.4 外部复位183

5.1.5 掉电检测复位184

5.1.6 看门狗复位184

5.1.7 MCU控制和状态寄存器MCUCSR185

5.1.8 片内基准电压185

5.1.9 看门狗定时器186

5.2 睡眠模式188

5.1.10 改变看门狗定时器配置的时间序列188

5.2.1 MCU控制寄存器包含了电源管理的控制位189

5.2.2 空闲模式189

5.2.3 ADC噪声抑制模式189

5.2.4 掉电模式190

5.2.5 省电模式190

5.2.6 Standby模式190

5.2.7 扩展Standby模式190

5.2.8 最小化功耗191

6.1.1 中断类型193

第6章 AVR中断系统193

6.1 复位与中断处理193

6.1.2 中断处理194

6.1.3 中断响应时间197

6.2 中断向量197

6.3 外部中断202

6.3.1 外部中断控制寄存器A（EICRA）202

6.3.2 外部中断控制寄存器B（EICRB）203

6.3.3 外部中断屏蔽寄存器（EIMSK）204

6.3.4 外部中断标志寄存器（EIFR）204

第7章 调试工具205

7.1 AVR单片机的编译205

7.1.1 AVR Assembler编译文件的安装与打开205

7.1.2 AVR单片机汇编语言源程序实例206

7.1.3 源文件说明206

7.1.4 AVR汇编器207

7.2.1 安装AVR Studio调试工具211

7.2 模拟调试窗口211

7.2.2 设置器件配置文件212

7.2.3 AVR Studio调试窗口下拉菜单213

7.2.4 AVR Studio窗口214

7.2.5 AVR Studio命令219

第8章 接口技术224

8.1 JTAG接口和片上调试系统OCD224

8.1.1 测试访问端口TAP224

8.1.2 TAP控制器225

8.1.3 使用片上调试系统226

8.1.4 片上调试专用的JTAG指令228

8.1.5 I/O存储器里与片上调试相关的寄存器228

8.1.6 利用JTAG的可编程能力228

8.2 使用边界扫描链229

8.2.1 数据寄存器229

8.2.2 用于边界扫描的JTAG指令231

8.3.1 同步串行接口SPI233

8.3 AVR单片机串行接口233

8.3.2 通用串行接口UART236

8.4 串行外设接口SPI242

8.5 ？引脚功能245

8.5.1 从机模式245

8.5.2 主机模式246

8.5.3 SPI控制寄存器SPCR246

8.5.4 SPI状态寄存器SPSR247

8.5.5 SPI数据寄存器SPDR248

8.5.6 数据模式248

8.6 两线串行接口TWI249

8.6.1 特点249

8.6.2 两线串行接口总线定义249

第9章 A/D转换251

9.1 模拟比较器251

9.1.1 特殊功能I/O寄存器SFIOR251

9.1.2 模拟比较器控制和状态寄存器ACSR252

9.1.3 模拟比较器负极输入253

9.2 模数转换器253

9.2.1 启动一次转换255

9.2.2 预分频及ADC转换时序255

9.3 改变通道或基准源257

9.3.1 ADC输入通道257

9.3.2 ADC基准电压源257

9.4 ADC噪声抑制器258

9.4.1 模拟输入电路258

9.4.2 模拟噪声抑制技术259

9.4.3 ADC精度定义259

9.5 ADC转换结果261

9.5.1 ADC多工选择寄存器ADMUX261

9.5.2 ADC控制和状态寄存器A（ADCSRA）263

9.5.3 ADC数据寄存器——ADCL及ADCH264

10.1.1 软件开发平台和硬件系统265

10.1 BASCOM-AVR的应用265

第10章 AVR单片机的应用265

10.1.2 BASCOM-AVR软件平台的安装与使用266

10.1.3 AVR输入／输出口的应用269

10.1.4 LCD显示器273

10.2 AVRC语言的应用276

10.2.1 AVR支持C和高级语言编程的结构276

10.2.2 高效的C编译器277

10.3 通用延时子程序283

10.4.1 测试验证DIP20 AVR单片机B口、D口引脚输出289

10.4 简单I/O口输出实验289

10.4.2 测试AVRDIP40引脚输出和SL-AVR开发下载实验器功能290

10.4.3 测试验证AVRDIP40引脚输出和SL-AVR开发下载实验器功能291

10.4.4 AVR的I/O口发出音符声293

10.4.5 利用延时程序I/O口输出报警声294

10.4.6 PA 口使用建表方式的LED广告灯演示程序295

10.4.7 LED发光二极管加1计数程序296

11.1 在LED上实现字符8的循环移位显示程序298

第11章 综合实例298

11.2 电脑放音机299

11.3 键盘扫描程序说明306

11.4 十进制计数显示308

11.5 简单的A/D转换器310

11.6 高精度A/D转换器315

11.7 按钮猜数程序317

11.8 输入汉字323

11.9 10位AD/转换325

11.10 步进电机控制程序327

11.11 测脉冲宽度330

11.12 LCD显示8字循环336

11.13 LED电脑时钟342

11.14 测频率349

11.15 测转速354

11.16 AT90S8535的A/D转换359