單片機應(yīng)用技術(shù)

前言

在微控制應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)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(dāng)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(jié)構(gòu)、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(xué)一線的教師，長期從事單片機等課程的教學(xué)以及單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)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(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，遵循“以職業(yè)行為獲得知識”的認(rèn)知規(guī)律，充分考慮單片機應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)工作任務(wù)的實用性、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(wù)來確定相關(guān)章節(jié)的具體內(nèi)容，注重科學(xué)性，充分考慮知識點的合理分配和學(xué)習(xí)能力的循序漸進(jìn)。本書具有以下特點：（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(jìn)行單片機開發(fā)的方法，避免了匯編語言學(xué)習(xí)的難度，使讀者更專注于單片機應(yīng)用的學(xué)習(xí)，可提高學(xué)習(xí)效果。（3）本書基于工作過程導(dǎo)向設(shè)計編寫，以智能數(shù)字調(diào)節(jié)器為主線，分為多個子項目教學(xué)。每個子項目中又設(shè)計多個任務(wù)，每個子項目都是一個完整的工作過程。項目從簡單到復(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(diào)節(jié)器的設(shè)計制作項目為載體，詳細(xì)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(yīng)用、字符顯示、按鍵的處理、I2C總線、模擬1-Wire總線、I／O口的擴展、看門狗定時器等內(nèi)容。    本書基于工作過程導(dǎo)向編寫，以智能數(shù)字調(diào)節(jié)器為主線，將AVR單片機的知識有機地融入到項目設(shè)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(diào)節(jié)器設(shè)計的全部項目，可適應(yīng)不同高職高專院校AVR單片機的教學(xué)需求。    本書可為高職高專電力技術(shù)類、自動化類專業(yè)教材，也可作為AVR單片機應(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)識單片機  1.1  讓單片機動起來  1.2  數(shù)字調(diào)節(jié)器設(shè)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(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)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(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)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(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)節(jié)器的時鐘顯示模塊第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  項目設(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)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(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)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(zhuǎn)速控制  7.2  外部中斷的應(yīng)用  7.3  項目設(shè)計——設(shè)計數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出及手／自動切換模塊第8章  數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的綜合設(shè)計  8.1  設(shè)計數(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測量溫度(1-Wire總線)  9.2  用DS1307進(jìn)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(xué)裝置圖集附錄4  智能數(shù)字調(diào)節(jié)器項目教學(xué)裝置圖集附錄5  AVR單片機綜合實訓(xùn)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(xiàn)

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(diào)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(jìn)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(jìn)行譯碼，譯碼結(jié)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(jìn)行相應(yīng)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(fù)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(jié)果、最終結(jié)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(yīng)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(jié)構(gòu)為8k×16。程序存儲器可反復(fù)擦寫并可在線調(diào)試，修改程序至少10000次以上不損壞。（4）定時器／計數(shù)器。出于控制應(yīng)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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