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本书内容新颖独特，涵盖了ATmega16单片机控制系统的诸多内容。通过大量实例，介绍ATmega16单片机的工作原理及设计方法，使读者对基于单片机的设计有了充分的认识。对于每个课题，首先进行硬件电路设计，再进行软件编程，注重对硬件电路设计和软件编程中可能遇到的问题进行详细解释，并提供问题的解决方法，后通过实验证明设计的正确性。
对于初学者可能遇到的困惑，作者深有体会，本书通过项目实例教学，起到解疑与启发的作用，并培养读者分析问题和解决问题的能力。
作者可为本书内容提供技术支持，并负责答疑解难。书中相关学习材料，包括ICCAVR编译软件、智峰下载软件、字模软件、串行助手软件、端口驱动软件以及书中所有程序，可在清华大学出版社网站下载。推荐阅读：《基于STC89C52单片机的控制系统设计》
【内容简介】
本书主要介绍ATmega16单片机设计方法，在适当阐述工作原理基础上，重点介绍硬件电路图和软件编程，对于重要程序解释编程方法并说明其工作原理。 全书共分9章： 第1章为单片机基础，着重AVR单片机工作原理以及ICCAVR编译软件的应用； 第2~9章为单片机设计，包括硬件系统设计和软件编程。全书提供了大量应用实例，具备完整的硬件电路图和软件清单，涵盖了AVR单片机设计的诸多内容。 本书可以作为高等院校电子信息、自动化等专业高年级本科生、研究生的教学指导书，也可以作为相关工程技术人员的参考书。
【作者简介】
陈中 盐城工学院教师，连续多年指导学生进行毕业设计及学科竞赛，拥有丰富的教学经验。发表过一批关于单片机的论文，反响良好。已出版著作四部。
顾春雷 盐城工学院副教授，长期从事电气工程专业的教学和科研工作，有着丰富的教学经验，先后主编四部教材。
沈翠凤 盐城工学院副教授，多年从事教学和科研工作。拥有多项专利，其中三项发明专利转化为产品。承担多项省部级项目，多次获科技进步奖，发表过多篇具有较高水平的论文。
【前言】
单片机又称为微机控制器（Microcontroller），国外普遍称为MCU（Micro Control Unit），其基本结构是将微型的基本功能部件： 中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O）、定时器/计数器、中断系统等全部集成在一个半导体芯片上。
就作者的经验来看，AVR单片机和非增强型51单片机相比，具有运行速度快，功能丰富等优点，而且寄存器的设置较多。实际上，中高档单片机的发展趋势也是寄存器的设置越来越多。非增强型51单片机有的端口是准双向端口，而AVR单片机所有端口都是双向的，必须设置端口数据的输出或输入方向。非增强型51单片机的C语言程序可以部分移植到AVR单片机，但两者有很多的不同。
国内单片机书籍多如牛毛，但大部分单片机书籍都是偏重于理论以及汇编语言。实际上，单片机技术是一门实践性很强的课程，要想学好单片机技术，比较好的方法就是多做实物，多做练习。从作者的实践来看，单片机学习有两个问题。首先是仿真软件，Proteus软件的确有其长处，但其Ｂｕｇ也不少，尤其在数码管动态显示方面，缺点很大。作者遇到过很多种情况，仿真能够成功，但实物做不出来； 或实物做出来了，但仿真不行。其次是汇编语言，汇编语言有其优点，但非常繁琐，作者建议采用C语言编程。
本书采用的是AVR单片机的ATmega16型号，书中所有的电路图都是完全按照管脚实物绘制。AVR单片机有很多类型，但基本上都是大同小异，只要把一种类型搞通了，就很容易掌握其他AVR类型的单片机设计方法。
本书采用的是AVR单片机的ATmega16型号，书中所有的电路图都是完全按照管脚实物绘制。AVR单片机有很多类型，但基本上都是大同小异，只要把一种类型搞通了，就很容易掌握其他AVR类型的单片机设计方法。
本书主要是在陈中和朱代忠编著的《基于STC89C52单片机的控制系统设计》基础上改写的，增加了ＡＶＲ单片机相关的内容。书中论述部分主要参考了《ATmega16单片机使用手册》，张华宇、谢凤芹、王立滨编著的《零点起步——AVR单片机开发入门与典型实例》，徐益民、范红刚、苏凤武编著的《零基础学AVR单片机——基于ATmega16、汇编及C语言》以及马潮编著的《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》，这些参考书使得作者受益颇多，书中部分资料来自互联网。在此向朱代忠、张华宇、谢凤芹、王立滨、徐益民、范红刚、苏凤武、马潮等表示衷心感谢。
本书是由盐城工学院陈中、顾春雷和沈翠凤共同编写，陈中统筹了全稿。全书共分为９章，第１章单片机原理概述和C编程语言，内容包括单片机的结构和组成，单片机小系统，以及不同数据类型和ICCAVR软件调试方法等； 第２章单片机输出电路设计，介绍数码管、液晶1602、液晶12864、点阵等显示的设计； 第３章单片机输入电路设计，包括计算器、密码锁、电子秤等设计方法； 第４章定时/计数器以及中断系统设计，着重说明不同方式PWM波的原理及设计方法； 第５章串行通信设计，着重介绍串行助手软件进行串行通信设计； 第６章TWI接口的应用，着重介绍断电保护电子密码锁的设计； 第７章同步串行SPI接口的设计，着重介绍无线模块通信设计； 第８章AD转换系统设计； 第９章单片机综合系统设计,内容包括两路温度检测系统、门禁控制系统以及闭环直流调速系统设计等。
本书在编写过程中，由丁圣均、黄波两位同学完成了大部分设计，本书的顺利完成得益于他们的帮助。本书还得到安徽徽电科技股份有限公司朱代忠工程师的大力帮助和技术指导。盐城工学院电气学院各位领导以及同事也对本书的写作给予了大力支持和帮助，在此向他们表示衷心感谢。本书的相关学习材料，包括ICCAVR编译软件、智峰下载软件、字模软件、串行助手软件、端口驱动软件以及书中所有程序，可在清华大学出版社网站http://www.tup.com.cn/下载。
由于作者水平有限，书中肯定有许多不足之处，欢迎读者批评指正，作者可以为本书的内容提供技术支持。此外，本书还有配套开发板。欢迎各位读者发邮件与作者联系，谢谢。
本书在编写过程中，由丁圣均、黄波两位同学完成了大部分设计，本书的顺利完成得益于他们的帮助。本书还得到安徽徽电科技股份有限公司朱代忠工程师的大力帮助和技术指导。盐城工学院电气学院各位领导以及同事也对本书的写作给予了大力支持和帮助，在此向他们表示衷心感谢。本书的相关学习材料，包括ICCAVR编译软件、智峰下载软件、字模软件、串行助手软件、端口驱动软件以及书中所有程序，可在清华大学出版社网站http://www.tup.com.cn/下载。
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陈中 顾春雷 沈翠凤
盐城工学院
2015年12月
盐城工学院
2015年12月
【目录】
第1章单片机原理概述及C编程语言
1.1AVR单片机概述
1.2初步认识AVR单片机
1.3ATmega16单片机小系统
1.4原理图和实物图
1.5C语言概述
1.5.1常量与变量
1.5.2数据类型
1.5.3C语言的数组、指针与结构
1.5.4对地址进行访问
1.6C的运算符和表达式
1.7常用的I/O相关寄存器及操作
1.7.1常用的I/O相关寄存器
1.7.2I/O端口常用操作
1.8C语言的程序结构
1.8.1顺序结构
1.8.2选择结构
1.8.3循环结构
1.9C语言的函数
1.9.1中断服务函数
1.9.2AVR头文件与库函数
1.9.3使用ICCAVR编译器的注意事项
1.10AVR单片机常用C语句解析
1.11把51单片机C语言转换成AVR的C语言
1.12ICCAVR编译软件使用
1.13自制头文件方法
1.14AVR单片机熔丝位简介
第2章单片机输出电路设计
2.1单片机控制系统设计概述
2.2数码管设计
2.3液晶1602的显示
2.4液晶12864的显示
2.4.1液晶12864并行显示
2.4.2液晶12864串行设计
2.5LED点阵的显示
第3章单片机输入电路设计
3.1键盘的输入电路
3.2基于单片机的简易计算器设计
3.3带函数和小数点的计算器设计
3.4基于单片机的电子密码锁设计
3.5基于单片机的步进电机控制系统设计
3.6基于单片机的温度检测控制系统设计
3.7基于单片机的电子秤设计
第4章定时/计数器和中断系统设计
4.1定时/计数器概述
4.2定时器计数器0的工作模式
4.3外部中断的概述
4.4基于单片机的秒表设计
4.5基于单片机的红外遥控设计
4.6超声波测距系统设计
4.7定时器/计数器1
4.8定时器计数器1的工作模式
4.9基于单片机的直流电机控制系统设计
第5章串行通信
5.1串行通信概述
5.2USART相关寄存器
5.3串行通信协议
5.4基于单片机的串行通信系统设计
第6章TWI接口的应用
6.1TWI通信协议概述
6.2TWI模块综述
6.3TWI寄存器说明
6.4基于单片机的TWI控制——断电密码锁设计
6.4.1AT24C02芯片简介
6.4.2具有断电保护的电子密码锁设计
第7章同步串行SPI接口
7.1同步串行SPI接口概述
7.2SPI相关寄存器
7.3SPI通信设计举例——无线模块通信设计
第8章AD转换器
8.1概述
8.2ADC相关寄存器设置
8.3应用实例
第9章单片机综合系统设计
9.1两路温度检测系统设计
9.2基于单片机的红外遥控直流电机调速系统设计
9.3用VB语言编写串行助手进行电压监测及报警系统设计
9.4基于单片机的门禁控制系统设计
9.5基于单片机的闭环直流电机控制系统设计
参考文献
