AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用

前言

　　隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)在軍事、工業(yè)、通信、儀器儀表等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，以其低成本、高性能、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)勢(shì)占據(jù)該領(lǐng)域主要市場(chǎng)份額?！　TMEL公司將Flash技術(shù)與MCS一51技術(shù)相結(jié)合推出精簡(jiǎn)指令集（RISC）AVR、AT90、ATmega系列單片機(jī)，并迅速形成系列產(chǎn)品。　　ATmega8系列單片機(jī)屬于AVR中高檔產(chǎn)品，它在功耗、接口功能、可靠性、抗干擾等方面優(yōu)于同系列其他產(chǎn)品?！　”緯訟Tmega8為主線，詳細(xì)介紹ATmega8單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、典型與其硬件接口電路及C編程實(shí)例?！　Tmega8是采用CMOS工藝基于AVRRISC結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)，其核心是算術(shù)邏輯單元（ALU）與32個(gè)工作寄存器直接相連，實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令，可以同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的工作寄存器，提高了代碼效率，速度可達(dá)1MIPS／MHz。ATmega8主要特點(diǎn)如下：（1）采用先進(jìn)的RIS（2精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)，具備豐富的指令功能，執(zhí)行速度快。（2）片內(nèi)集成較大容量的非易失性程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及工作存儲(chǔ)器。（3）豐富的外部接口性能，含通信、A／D、PWM、定時(shí)、模擬比較等功能。（4）多種工作方式，較少的外部原器件、頻率可選的內(nèi)部晶振。（5）多種封裝形式。（6）寬電壓、低功耗。

內(nèi)容概要

　　本書詳細(xì)介紹了ATMEL公司開發(fā)的ATmega8系列高速嵌入式單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)、接口電路、C編程實(shí)例，以及一些特殊功能的應(yīng)用和設(shè)計(jì)，對(duì)讀者掌握和使用其他ATmega8系列的單片機(jī)具有極高的參考價(jià)值?！　械膽?yīng)用程序均由長春理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院（微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室）師生在廣州天河雙龍電子有限公司的SLmega8開發(fā)編程器上驗(yàn)證通過，附在書中。本書具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和實(shí)用性，可作為有關(guān)工程技術(shù)人員和硬件工程師的應(yīng)用手冊(cè)，亦可作為高等院校自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、儀器儀表、電子等專業(yè)的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 AVR單片機(jī)的主要特性1.2 主流單片機(jī)系列產(chǎn)品比較1.2.1 ATMEL公司的單片機(jī)1.2.2 Mkcochip公司的單片機(jī)1.2.3 Cygnal公司的單片機(jī)第2章 AVR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概況2.1 AVR單片機(jī)ATmega8的總體結(jié)構(gòu)2.1.1 ATmega8特點(diǎn)2.1.2 結(jié)構(gòu)框圖2.1.3 ATmega8單片機(jī)封裝與引腳2.2 中央處理器2.2.1 算術(shù)邏輯單元2.2.2 指令執(zhí)行時(shí)序2.2.3 復(fù)位和中斷處理2.3 ATmega8存儲(chǔ)器2.3.1 Flash程序存儲(chǔ)器2.3.2 SRAM2.3.3 E2pROM2.3.4 I／O寄存器2.3.5 ATmega8的鎖定位、熔絲位、標(biāo)識(shí)位和校正位2.4 系統(tǒng)時(shí)鐘及其分配2.4.1 時(shí)鐘源2.4.2 外部晶振2.4.3 外部低頻石英晶振2.4.4 外部：RC振蕩器2.4.5 可校準(zhǔn)內(nèi)部.RC振蕩器2.4.6 外部時(shí)鐘源2.4.7 異步定時(shí)器／計(jì)數(shù)器振蕩器2.5 系統(tǒng)電源管理和休眠模式2.5.1 MCU控制寄存器2.5.2 空閑模式2.5.3 ADC降噪模式2.5.4 掉電模式2.5.5 省電模式2.5.6 等待模式2.5.7 最小功耗2.6 系統(tǒng)復(fù)位2.6.1 復(fù)位源2.6.2 MCU控制狀態(tài)寄存器——MCUCSR2.6.3 內(nèi)部參考電壓源2.7 I／O端口2.7.1 通用數(shù)字I／O端口2.7.2 數(shù)字輸入使能和休眠模式2.7.3 端口的第二功能第3章 ATmega8指令系統(tǒng)3.1 ATmega8匯編指令格式3.1.1 匯編語言源文件3.1.2 指令系統(tǒng)中使用的符號(hào)3.1.3 ATmega8指令3.1.4 匯編器偽指令3.1.5 表達(dá)式3.1.6 文件“M8def.inc”3.2 尋址方式和尋址空間3.3 算術(shù)和邏輯指令3.3.1 加法指令3.3.2 減法指令3.3.3 取反碼指令3.3.4 取補(bǔ)碼指令3.3.5 比較指令3.3.6 邏輯與指令3.3.7 邏輯或指令3.3.8 邏輯異或3.3.9 乘法指令3.4 轉(zhuǎn)移指令3.4.1 無條件轉(zhuǎn)移指令3.4.2 條件轉(zhuǎn)移指令3.4.3 子程序調(diào)用和返回指令3.5 數(shù)據(jù)傳送指令3.5.1 直接尋址數(shù)據(jù)傳送指令3.5.2 間接尋址數(shù)據(jù)傳送指令3.5.3 從程序存儲(chǔ)器中取數(shù)裝入寄存器指令3.5.4 寫程序存儲(chǔ)器指令3.5.5 I／0端口數(shù)據(jù)傳送3.5.6 堆棧操作指令3.6 位操作和位測(cè)試指令3.6.1 帶進(jìn)位邏輯操作指令3.6.2 位變量傳送指令3.6.3 位變量修改指令3.7 MCU控制指令3.8 指令的應(yīng)用第4章 中斷系統(tǒng)4.1 外部向量4.2 外部中斷4.3 中斷寄存器第5章 自編程功能5.1 引導(dǎo)加載技術(shù)5.2 相關(guān)I／O寄存器5.3 Flash程序存儲(chǔ)器的自編程5.4 Flash自編程應(yīng)用第6章 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器6.1 定時(shí)器／計(jì)數(shù)器預(yù)定比例分頻器6.2 8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器O(T／CO)6.3 16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器1(T／C1)6.3.1 T／C1的結(jié)構(gòu)6.3.2 T／C1的操作模式6.3.3 T／121的計(jì)數(shù)時(shí)序6.3.4 T／C1的寄存器6.4 8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器2(T／C2)6.4.1 T／C2的組成結(jié)構(gòu)6.4.2 T／C2的操作模式6.4.3 T／C2的計(jì)數(shù)時(shí)序6.4.4 T／02的寄存器6.4.5 T／C2的異步操作6.5 看門狗定時(shí)器第7章 AVR單片機(jī)通信接口7.1 AVR單片機(jī)串行接口7.1.1 同步串行接口7.1.2 通用串行接口7.2 兩線串行TWT總線接口7.2.1 TWT模塊概述7.2.2 TWT寄存器描述7.2.3 TWT總線的使用7.2.4 多主機(jī)系統(tǒng)和仲裁第8章 AVR單片機(jī)A／D轉(zhuǎn)換及模擬比較器8.1 A／D轉(zhuǎn)換8.1.1 A／D轉(zhuǎn)換概述8.1.2 ADC噪聲抑制器8.1.3 ADC有關(guān)的寄存器8.2 AvR單片機(jī)模擬比較器第9章 系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù)9.1 串行接口8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器MAX72199.1.1 概述9.1.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.1.3 操作說明9.1.4 應(yīng)用9.1.5 軟件設(shè)計(jì)9.2 AT24C系列兩線串行總線E2PPOM9.2.1 概述9.2.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.2.3 操作說明9.2.4 軟件設(shè)計(jì)9.3 AT93C46——三線串行總線E2PPOM接口芯片9.3.1 概述9.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能9.3.3 操作說明9.3.4 軟件設(shè)計(jì)9.4 串行12位的ADCTL5439.4.1 概述9.4.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能9.4.3 操作說明9.4.4 AD620放大器介紹9.4.5 軟件設(shè)計(jì)9.5 串行輸出16位ADCMAXl959.5.1 概述9.5.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.5.3 操作說明9.5.4 應(yīng)用9.5.5 軟件設(shè)計(jì)9.6 串行輸入DACTLC56159.6.1 概述9.6.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.6.3 操作說明9.6.4 軟件設(shè)計(jì)9.7 串行12位的DACTLC56189.7.1 概述9.7.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能9.7.3 操作說明9.7.4 軟件設(shè)計(jì)9.8 串行非易失性靜態(tài)RAMX24C449.8.1 概述9.8.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.8.3 操作說明9.8.4 軟件設(shè)計(jì)9.9 數(shù)據(jù)閃速存儲(chǔ)器AT45DB041B9.9.1 概述9.9.2 引腳功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.9.3 操作說明9.9.4 軟件設(shè)計(jì)9.10 GM8164串行I／0擴(kuò)展芯片9.10.1 概述9.10.2 引腳功能說明9.10.3 操作說明9.10.4 軟件設(shè)計(jì)9.11 接口綜合實(shí)例附錄1 ICCACR簡(jiǎn)介附錄2 ATmega8指令表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　AVR單片機(jī)的主要特性　　AVR（ADVANCED．Risc）單片機(jī)是1997年由美國愛特梅爾（ATMEL）公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置：Flash的RISC（Reduced Instruction Set cpu）精簡(jiǎn)指令集高速8位單片機(jī)。AVR的單片機(jī)可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通信設(shè)備和家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。　　高可靠性、功能強(qiáng)、高速度、低功耗和低價(jià)位，一直是衡量單片機(jī)性能的重要指標(biāo)，也是單片機(jī)占領(lǐng)市場(chǎng)、賴以生存的必要條件?！　≡缙趩纹瑱C(jī)主要由于工藝及設(shè)計(jì)水平不高、功耗高和抗干擾性能差等原因，所以采取穩(wěn)妥方案，即采用較高的分頻系數(shù)對(duì)時(shí)鐘分頻，使得指令周期長，執(zhí)行速度慢。以后的CMOS單片機(jī)雖然采用提高時(shí)鐘頻率和縮小分頻系數(shù)等措施，但這種狀態(tài)并未被徹底改觀（51系列及其兼容）。此間雖有某些精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)（RISC）問世，但依然沿襲對(duì)時(shí)鐘分頻的做法?！　VR單片機(jī)的推出，徹底打破這種舊設(shè)計(jì)格局，廢除了機(jī)器周期，拋棄復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)（CISC）追求指令完備的做法。采用精簡(jiǎn)指令集，以字作為指令長度單位，將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中（指令集中占大多數(shù)的單周期指令都是如此），取指周期短，又可預(yù)取指令，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，故可高速執(zhí)行指令。當(dāng)然這種速度上的升躍，是以高可靠性為其后盾的。

編輯推薦

　　《AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用》具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和實(shí)用性，可作為有關(guān)工程技術(shù)人員和硬件工程師的應(yīng)用手冊(cè)，亦可作為高等院校自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、儀器儀表、電子等專業(yè)的教學(xué)參考書。

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