AVR單片機原理及應用

前言

　　隨著電子技術的高速發(fā)展，單片機在軍事、工業(yè)、通信、儀器儀表等領域已廣泛應用，以其低成本、高性能、設計簡單、可靠性高等優(yōu)勢占據(jù)該領域主要市場份額?！　TMEL公司將Flash技術與MCS一51技術相結合推出精簡指令集（RISC）AVR、AT90、ATmega系列單片機，并迅速形成系列產(chǎn)品?！　Tmega8系列單片機屬于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。　　本書以ATmega8為主線，詳細介紹ATmega8單片機的硬件結構、工作原理、指令系統(tǒng)、典型與其硬件接口電路及C編程實例?！　Tmega8是采用CMOS工藝基于AVRRISC結構的8位單片機，其核心是算術邏輯單元（ALU）與32個工作寄存器直接相連，實現(xiàn)了在一個時鐘周期內執(zhí)行一條指令，可以同時訪問兩個獨立的工作寄存器，提高了代碼效率，速度可達1MIPS／MHz。ATmega8主要特點如下：（1）采用先進的RIS（2精簡指令集結構，具備豐富的指令功能，執(zhí)行速度快。（2）片內集成較大容量的非易失性程序、數(shù)據(jù)存儲器及工作存儲器。（3）豐富的外部接口性能，含通信、A／D、PWM、定時、模擬比較等功能。（4）多種工作方式，較少的外部原器件、頻率可選的內部晶振。（5）多種封裝形式。（6）寬電壓、低功耗。

內容概要

　　本書詳細介紹了ATMEL公司開發(fā)的ATmega8系列高速嵌入式單片機的硬件結構、工作原理、指令系統(tǒng)、接口電路、C編程實例，以及一些特殊功能的應用和設計，對讀者掌握和使用其他ATmega8系列的單片機具有極高的參考價值?！　械膽贸绦蚓砷L春理工大學機電學院（微型計算機原理與接口技術實驗室）師生在廣州天河雙龍電子有限公司的SLmega8開發(fā)編程器上驗證通過，附在書中。本書具有較強的系統(tǒng)性和實用性，可作為有關工程技術人員和硬件工程師的應用手冊，亦可作為高等院校自動化、計算機、儀器儀表、電子等專業(yè)的教學參考書。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 AVR單片機的主要特性1.2 主流單片機系列產(chǎn)品比較1.2.1 ATMEL公司的單片機1.2.2 Mkcochip公司的單片機1.2.3 Cygnal公司的單片機第2章 AVR系統(tǒng)結構概況2.1 AVR單片機ATmega8的總體結構2.1.1 ATmega8特點2.1.2 結構框圖2.1.3 ATmega8單片機封裝與引腳2.2 中央處理器2.2.1 算術邏輯單元2.2.2 指令執(zhí)行時序2.2.3 復位和中斷處理2.3 ATmega8存儲器2.3.1 Flash程序存儲器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、標識位和校正位2.4 系統(tǒng)時鐘及其分配2.4.1 時鐘源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 可校準內部.RC振蕩器2.4.6 外部時鐘源2.4.7 異步定時器／計數(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)復位2.6.1 復位源2.6.2 MCU控制狀態(tài)寄存器——MCUCSR2.6.3 內部參考電壓源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3.1.3 ATmega8指令3.1.4 匯編器偽指令3.1.5 表達式3.1.6 文件“M8def.inc”3.2 尋址方式和尋址空間3.3 算術和邏輯指令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 轉移指令3.4.1 無條件轉移指令3.4.2 條件轉移指令3.4.3 子程序調用和返回指令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 從程序存儲器中取數(shù)裝入寄存器指令3.5.4 寫程序存儲器指令3.5.5 I／0端口數(shù)據(jù)傳送3.5.6 堆棧操作指令3.6 位操作和位測試指令3.6.1 帶進位邏輯操作指令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 引導加載技術5.2 相關I／O寄存器5.3 Flash程序存儲器的自編程5.4 Flash自編程應用第6章 定時器／計數(shù)器6.1 定時器／計數(shù)器預定比例分頻器6.2 8位定時器／計數(shù)器O(T／CO)6.3 16位定時器／計數(shù)器1(T／C1)6.3.1 T／C1的結構6.3.2 T／C1的操作模式6.3.3 T／121的計數(shù)時序6.3.4 T／C1的寄存器6.4 8位定時器／計數(shù)器2(T／C2)6.4.1 T／C2的組成結構6.4.2 T／C2的操作模式6.4.3 T／C2的計數(shù)時序6.4.4 T／02的寄存器6.4.5 T／C2的異步操作6.5 看門狗定時器第7章 AVR單片機通信接口7.1 AVR單片機串行接口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 多主機系統(tǒng)和仲裁第8章 AVR單片機A／D轉換及模擬比較器8.1 A／D轉換8.1.1 A／D轉換概述8.1.2 ADC噪聲抑制器8.1.3 ADC有關的寄存器8.2 AvR單片機模擬比較器第9章 系統(tǒng)擴展技術9.1 串行接口8位LED顯示驅動器MAX72199.1.1 概述9.1.2 引腳功能及內部結構9.1.3 操作說明9.1.4 應用9.1.5 軟件設計9.2 AT24C系列兩線串行總線E2PPOM9.2.1 概述9.2.2 引腳功能及內部結構9.2.3 操作說明9.2.4 軟件設計9.3 AT93C46——三線串行總線E2PPOM接口芯片9.3.1 概述9.3.2 內部結構及引腳功能9.3.3 操作說明9.3.4 軟件設計9.4 串行12位的ADCTL5439.4.1 概述9.4.2 內部結構及引腳功能9.4.3 操作說明9.4.4 AD620放大器介紹9.4.5 軟件設計9.5 串行輸出16位ADCMAXl959.5.1 概述9.5.2 引腳功能及內部結構9.5.3 操作說明9.5.4 應用9.5.5 軟件設計9.6 串行輸入DACTLC56159.6.1 概述9.6.2 引腳功能及內部結構9.6.3 操作說明9.6.4 軟件設計9.7 串行12位的DACTLC56189.7.1 概述9.7.2 內部結構及引腳功能9.7.3 操作說明9.7.4 軟件設計9.8 串行非易失性靜態(tài)RAMX24C449.8.1 概述9.8.2 引腳功能及內部結構9.8.3 操作說明9.8.4 軟件設計9.9 數(shù)據(jù)閃速存儲器AT45DB041B9.9.1 概述9.9.2 引腳功能及內部結構9.9.3 操作說明9.9.4 軟件設計9.10 GM8164串行I／0擴展芯片9.10.1 概述9.10.2 引腳功能說明9.10.3 操作說明9.10.4 軟件設計9.11 接口綜合實例附錄1 ICCACR簡介附錄2 ATmega8指令表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　AVR單片機的主要特性　　AVR（ADVANCED．Risc）單片機是1997年由美國愛特梅爾（ATMEL）公司研發(fā)出的增強型內置：Flash的RISC（Reduced Instruction Set cpu）精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應用于計算機外部設備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通信設備和家用電器等各個領域?！　「呖煽啃?、功能強、高速度、低功耗和低價位，一直是衡量單片機性能的重要指標，也是單片機占領市場、賴以生存的必要條件?！　≡缙趩纹瑱C主要由于工藝及設計水平不高、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)對時鐘分頻，使得指令周期長，執(zhí)行速度慢。以后的CMOS單片機雖然采用提高時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）。此間雖有某些精簡指令集單片機（RISC）問世，但依然沿襲對時鐘分頻的做法?！　VR單片機的推出，徹底打破這種舊設計格局，廢除了機器周期，拋棄復雜指令計算機（CISC）追求指令完備的做法。采用精簡指令集，以字作為指令長度單位，將內容豐富的操作數(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，又可預取指令，實現(xiàn)流水作業(yè)，故可高速執(zhí)行指令。當然這種速度上的升躍，是以高可靠性為其后盾的。

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　　《AVR單片機原理及應用》具有較強的系統(tǒng)性和實用性，可作為有關工程技術人員和硬件工程師的應用手冊，亦可作為高等院校自動化、計算機、儀器儀表、電子等專業(yè)的教學參考書。

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