單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

前言

在微控制應(yīng)用領(lǐng)域，8位單片機(jī)功能強(qiáng)大，性能／價(jià)格比非常高，已能滿足控制領(lǐng)域多數(shù)場(chǎng)合的要求，雖然近十幾年來(lái)也發(fā)展出16位和32位產(chǎn)品，但在目前乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍以8位機(jī)為主。本書以ATMEL公司的AVR系列8位單片機(jī)為背景芯片，對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輸入輸出接口、串行口通信、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、模擬量采集及處理、I2C總線、模擬1-Wire總線、I／O口的擴(kuò)展、看門狗定時(shí)器等內(nèi)容作了系統(tǒng)的介紹。參與本書編寫的均為工作在高職高專教學(xué)一線的教師，長(zhǎng)期從事單片機(jī)等課程的教學(xué)以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在本書編寫的過(guò)程中，編者在深入生產(chǎn)企業(yè)一線調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，遵循“以職業(yè)行為獲得知識(shí)”的認(rèn)知規(guī)律，充分考慮單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作任務(wù)的實(shí)用性、典型性、可操作性以及可拓展性等因素，緊密結(jié)合自動(dòng)化及電子工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，按照自動(dòng)化儀表等電子產(chǎn)品生產(chǎn)的典型工作任務(wù)來(lái)確定相關(guān)章節(jié)的具體內(nèi)容，注重科學(xué)性，充分考慮知識(shí)點(diǎn)的合理分配和學(xué)習(xí)能力的循序漸進(jìn)。本書具有以下特點(diǎn)：（1）本書介紹的內(nèi)容為AVR單片機(jī)。（2）直接介紹采用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)開(kāi)發(fā)的方法，避免了匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)的難度，使讀者更專注于單片機(jī)應(yīng)用的學(xué)習(xí)，可提高學(xué)習(xí)效果。（3）本書基于工作過(guò)程導(dǎo)向設(shè)計(jì)編寫，以智能數(shù)字調(diào)節(jié)器為主線，分為多個(gè)子項(xiàng)目教學(xué)。每個(gè)子項(xiàng)目中又設(shè)計(jì)多個(gè)任務(wù)，每個(gè)子項(xiàng)目都是一個(gè)完整的工作過(guò)程。項(xiàng)目從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單一到綜合，使讀者在學(xué)習(xí)中逐步掌握單片機(jī)開(kāi)發(fā)所具備的知識(shí)與技能。

內(nèi)容概要

本書為全國(guó)電力職業(yè)教育規(guī)劃教材。    本書以智能數(shù)字調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)制作項(xiàng)目為載體，詳細(xì)介紹了AVR單片機(jī)的程序開(kāi)發(fā)工具、I／O接口、外部中斷、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、模擬量輸入及處理、串行接口、EEPROM應(yīng)用、字符顯示、按鍵的處理、I2C總線、模擬1-Wire總線、I／O口的擴(kuò)展、看門狗定時(shí)器等內(nèi)容。    本書基于工作過(guò)程導(dǎo)向編寫，以智能數(shù)字調(diào)節(jié)器為主線，將AVR單片機(jī)的知識(shí)有機(jī)地融入到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中。教材內(nèi)容模塊化，各章及整書內(nèi)容均呈階梯形，由淺入深。讀者既可只做基本項(xiàng)目，也可做包括調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)的全部項(xiàng)目，可適應(yīng)不同高職高專院校AVR單片機(jī)的教學(xué)需求。    本書可為高職高專電力技術(shù)類、自動(dòng)化類專業(yè)教材，也可作為AVR單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的培訓(xùn)教材，還可作為工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

前言緒論第1章  認(rèn)識(shí)單片機(jī)  1.1  讓單片機(jī)動(dòng)起來(lái)  1.2  數(shù)字調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)綜述第2章  點(diǎn)亮狀態(tài)指示燈  2.1  讓發(fā)光管亮起來(lái)  2.2  彩燈控制  2.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器狀態(tài)顯示及報(bào)警輸出模塊第3章  顯示測(cè)量參數(shù)  3.1  數(shù)碼管顯示  3.2  液晶顯示  3.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的參數(shù)顯示模塊第4章  計(jì)數(shù)及定時(shí)  4.1  智能電子里程表  4.2  電子時(shí)鐘  4.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的時(shí)鐘顯示模塊第5章  鍵盤的應(yīng)用及參數(shù)的設(shè)置  5.1  儀表的鍵盤接口  5.2  矩陣式鍵盤的使用  5.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)置模塊第6章  輸入信號(hào)的采集與處理  6.1  簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表  6.2  用PT100組成的測(cè)溫系統(tǒng)  6.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)采集與處理模塊第7章  PWM輸出及外部中斷  7.1  直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制  7.2  外部中斷的應(yīng)用  7.3  項(xiàng)目設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出及手／自動(dòng)切換模塊第8章  數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的綜合設(shè)計(jì)  8.1  設(shè)計(jì)數(shù)字調(diào)節(jié)器的PID調(diào)節(jié)模塊  8.2  數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的綜合設(shè)計(jì)與調(diào)試第9章  拓展學(xué)習(xí)——智能采暖爐控制器  9.1  用DS18B20測(cè)量溫度(1-Wire總線)  9.2  用DS1307進(jìn)行時(shí)鐘走時(shí)(I2C總線)  9.3  單片機(jī)I／O的擴(kuò)展(三總線)  9.4  程序監(jiān)視電路(看門狗定時(shí)器)  9.5  LCD4X8漢字液晶顯示器  9.6  智能采暖爐溫度控制器附錄1  CodeVisionAVR C編譯器及庫(kù)函數(shù)介紹附錄2  AVR Studio開(kāi)發(fā)軟件介紹附錄3  單片機(jī)情境教學(xué)裝置圖集附錄4  智能數(shù)字調(diào)節(jié)器項(xiàng)目教學(xué)裝置圖集附錄5  AVR單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)裝置圖集附錄6  AVR系列單片機(jī)選型表附錄7  PT100熱電阻分度表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2）控制器電路?？刂齐娐肥菃纹瑱C(jī)的指揮控制部件，保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作。它主要由程序計(jì)數(shù)器、命令寄存器、命令譯碼器等組成。單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制電路的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲(chǔ)器中讀出指令，送命令寄存器保存，然后送命令譯碼器進(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)控制邏輯電路，由定時(shí)控制邏輯產(chǎn)生各種定時(shí)信號(hào)和控制信號(hào)，再送到系統(tǒng)的各個(gè)部件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過(guò)程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過(guò)程。（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。RAM和EEPROM為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。RAM是Random Access Memoiv的縮寫，其意思是隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器，是一種在正常工作時(shí)既能讀又能寫的存儲(chǔ)器，通常用來(lái)存放計(jì)算過(guò)程中的原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、最終結(jié)果和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。mM中存入的信息不能長(zhǎng)久保存，斷電后其內(nèi)容立即消失，故又稱它為易失性存儲(chǔ)器。EEPROM，其意思是電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。由于EEPROM的特點(diǎn)是掉電后存入的數(shù)據(jù)仍能保存，為了彌補(bǔ)RAM的不足，避免因掉電而丟失重要數(shù)據(jù)，可在掉電前，將需保存的數(shù)據(jù)寫入EEPROM中。EEPROM是RAM的一種補(bǔ)充，但因EEPROM。存儲(chǔ)速度慢，所以不能代替RAM。（3）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。ATmegal6具有16K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器Flash，用于存放應(yīng)用程序和原始數(shù)據(jù)，因此稱之為程序存儲(chǔ)器。因?yàn)樗械闹噶顬?6位或32位寬，故Flash的結(jié)構(gòu)為8k×16。程序存儲(chǔ)器可反復(fù)擦寫并可在線調(diào)試，修改程序至少10000次以上不損壞。（4）定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。出于控制應(yīng)用的需要，AFmegal6單片機(jī)有2個(gè)8位、1個(gè)16位的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、定時(shí)、PWM以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC等功能。

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