單片機應用技術

前言

在微控制應用領域，8位單片機功能強大，性能／價格比非常高，已能滿足控制領域多數(shù)場合的要求，雖然近十幾年來也發(fā)展出16位和32位產(chǎn)品，但在目前乃至今后相當長的時間內(nèi)，仍以8位機為主。本書以ATMEL公司的AVR系列8位單片機為背景芯片，對單片機的內(nèi)部結構、輸入輸出接口、串行口通信、中斷系統(tǒng)、定時器、模擬量采集及處理、I2C總線、模擬1-Wire總線、I／O口的擴展、看門狗定時器等內(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一線的教師，長期從事單片機等課程的教學以及單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)與設計，積累了豐富的經(jīng)驗。在本書編寫的過程中，編者在深入生產(chǎn)企業(yè)一線調研的基礎上，結合自身教學經(jīng)驗，遵循“以職業(yè)行為獲得知識”的認知規(guī)律，充分考慮單片機應用產(chǎn)品開發(fā)工作任務的實用性、典型性、可操作性以及可拓展性等因素，緊密結合自動化及電子工業(yè)的發(fā)展趨勢，按照自動化儀表等電子產(chǎn)品生產(chǎn)的典型工作任務來確定相關章節(jié)的具體內(nèi)容，注重科學性，充分考慮知識點的合理分配和學習能力的循序漸進。本書具有以下特點：（1）本書介紹的內(nèi)容為AVR單片機。（2）直接介紹采用C語言進行單片機開發(fā)的方法，避免了匯編語言學習的難度，使讀者更專注于單片機應用的學習，可提高學習效果。（3）本書基于工作過程導向設計編寫，以智能數(shù)字調節(jié)器為主線，分為多個子項目教學。每個子項目中又設計多個任務，每個子項目都是一個完整的工作過程。項目從簡單到復雜，從單一到綜合，使讀者在學習中逐步掌握單片機開發(fā)所具備的知識與技能。

內(nèi)容概要

本書為全國電力職業(yè)教育規(guī)劃教材。    本書以智能數(shù)字調節(jié)器的設計制作項目為載體，詳細介紹了AVR單片機的程序開發(fā)工具、I／O接口、外部中斷、定時／計數(shù)器、模擬量輸入及處理、串行接口、EEPROM應用、字符顯示、按鍵的處理、I2C總線、模擬1-Wire總線、I／O口的擴展、看門狗定時器等內(nèi)容。    本書基于工作過程導向編寫，以智能數(shù)字調節(jié)器為主線，將AVR單片機的知識有機地融入到項目設計中。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目，也可做包括調節(jié)器設計的全部項目，可適應不同高職高專院校AVR單片機的教學需求。    本書可為高職高專電力技術類、自動化類專業(yè)教材，也可作為AVR單片機應用技術的培訓教材，還可作為工程技術人員的參考用書。

書籍目錄

前言緒論第1章  認識單片機  1.1  讓單片機動起來  1.2  數(shù)字調節(jié)器設計綜述第2章  點亮狀態(tài)指示燈  2.1  讓發(fā)光管亮起來  2.2  彩燈控制  2.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器狀態(tài)顯示及報警輸出模塊第3章  顯示測量參數(shù)  3.1  數(shù)碼管顯示  3.2  液晶顯示  3.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器的參數(shù)顯示模塊第4章  計數(shù)及定時  4.1  智能電子里程表  4.2  電子時鐘  4.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器的時鐘顯示模塊第5章  鍵盤的應用及參數(shù)的設置  5.1  儀表的鍵盤接口  5.2  矩陣式鍵盤的使用  5.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器的參數(shù)設置模塊第6章  輸入信號的采集與處理  6.1  簡易數(shù)字電壓表  6.2  用PT100組成的測溫系統(tǒng)  6.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器的輸入信號采集與處理模塊第7章  PWM輸出及外部中斷  7.1  直流電機的轉速控制  7.2  外部中斷的應用  7.3  項目設計——設計數(shù)字調節(jié)器的輸出及手／自動切換模塊第8章  數(shù)字PID調節(jié)器的綜合設計  8.1  設計數(shù)字調節(jié)器的PID調節(jié)模塊  8.2  數(shù)字PID調節(jié)器的綜合設計與調試第9章  拓展學習——智能采暖爐控制器  9.1  用DS18B20測量溫度(1-Wire總線)  9.2  用DS1307進行時鐘走時(I2C總線)  9.3  單片機I／O的擴展(三總線)  9.4  程序監(jiān)視電路(看門狗定時器)  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編譯器及庫函數(shù)介紹附錄2  AVR Studio開發(fā)軟件介紹附錄3  單片機情境教學裝置圖集附錄4  智能數(shù)字調節(jié)器項目教學裝置圖集附錄5  AVR單片機綜合實訓裝置圖集附錄6  AVR系列單片機選型表附錄7  PT100熱電阻分度表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2）控制器電路?？刂齐娐肥菃纹瑱C的指揮控制部件，保證單片機各部分能自動協(xié)調地工作。它主要由程序計數(shù)器、命令寄存器、命令譯碼器等組成。單片機執(zhí)行指令是在控制電路的控制下進行的。首先從程序存儲器中讀出指令，送命令寄存器保存，然后送命令譯碼器進行譯碼，譯碼結果送定時控制邏輯電路，由定時控制邏輯產(chǎn)生各種定時信號和控制信號，再送到系統(tǒng)的各個部件去進行相應的操作。這就是執(zhí)行一條指令的全過程，執(zhí)行程序就是不斷重復這一過程。（2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器。RAM和EEPROM為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器。RAM是Random Access Memoiv的縮寫，其意思是隨機讀寫存儲器，是一種在正常工作時既能讀又能寫的存儲器，通常用來存放計算過程中的原始數(shù)據(jù)、中間結果、最終結果和實時數(shù)據(jù)等。mM中存入的信息不能長久保存，斷電后其內(nèi)容立即消失，故又稱它為易失性存儲器。EEPROM，其意思是電可擦除可編程只讀存儲器。由于EEPROM的特點是掉電后存入的數(shù)據(jù)仍能保存，為了彌補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的一種補充，但因EEPROM。存儲速度慢，所以不能代替RAM。（3）內(nèi)部程序存儲器。ATmegal6具有16K字節(jié)的程序存儲器Flash，用于存放應用程序和原始數(shù)據(jù)，因此稱之為程序存儲器。因為所有的指令為16位或32位寬，故Flash的結構為8k×16。程序存儲器可反復擦寫并可在線調試，修改程序至少10000次以上不損壞。（4）定時器／計數(shù)器。出于控制應用的需要，AFmegal6單片機有2個8位、1個16位的定時器／計數(shù)器，能實現(xiàn)計數(shù)、定時、PWM以及實時時鐘RTC等功能。

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