基本信息
- 作者： 高显生
- 丛书名： 电子与嵌入式系统设计丛书
- 出版社：机械工业出版社
- ISBN：9787111461555
- 上架时间：2018-5-3
- 出版日期：2014 年5月
- 开本：16开
- 页码：306
- 版次：1-1
- 所属分类：计算机 > 计算机组织与体系结构 > 单片计算机
编辑推荐
全书以极具性价比的ATmega32单片机最小系统为主线，一章一实践。
使用了最新的Atmel Studio 6，不拘泥原理和概念，通过实践学以致用。
通过DIY最小系统，一个模块一套代码，在动手过程中掌握AVR单片机开发。
内容简介
书籍
计算机书籍
《AVR单片机入门与速成攻略》是介绍AVR单片机C语言开发的入门书。全书共三篇，计22章。所有章节都配有实践环节，每一个模块都给出了相应的实验电路和C语言代码。第一篇（第1～6章），主要介绍的是AVR单片机的片内资源配置及开发AVR单片机所需的软硬件环境；第二篇（第7～15章），从介绍AVR单片机的单元模块入手，详细介绍了AVR单片机的中断、定时器、ADC模块、模拟比较器及USART模块的内容，同时介绍了如何使用AVR单片机面向字节的高速硬件串行接口TWI、SPI实现与DS1307实时时钟和存储器93C46的通信；第三篇（第16～22章），主要介绍了AVR单片机的扩展应用，主要包括如何使用AVR单片机驱动步进电机、实现红外线的解码和发射、与单一总线的数字温度传感器DS18B20和湿度传感器DHT11的通信，以及如何使用AVR单片机驱动1602液晶显示器和基于COG技术的新型12864点阵型液晶显示器。
计算机书籍
《AVR单片机入门与速成攻略》是介绍AVR单片机C语言开发的入门书。全书共三篇，计22章。所有章节都配有实践环节，每一个模块都给出了相应的实验电路和C语言代码。第一篇（第1～6章），主要介绍的是AVR单片机的片内资源配置及开发AVR单片机所需的软硬件环境；第二篇（第7～15章），从介绍AVR单片机的单元模块入手，详细介绍了AVR单片机的中断、定时器、ADC模块、模拟比较器及USART模块的内容，同时介绍了如何使用AVR单片机面向字节的高速硬件串行接口TWI、SPI实现与DS1307实时时钟和存储器93C46的通信；第三篇（第16～22章），主要介绍了AVR单片机的扩展应用，主要包括如何使用AVR单片机驱动步进电机、实现红外线的解码和发射、与单一总线的数字温度传感器DS18B20和湿度传感器DHT11的通信，以及如何使用AVR单片机驱动1602液晶显示器和基于COG技术的新型12864点阵型液晶显示器。
作译者
高显生男，1972年出生，是一名骨灰级业余电子爱好者，长期热衷于单片机的公益培训和推广，倡导简捷易懂、立足实践的单片机学习方法。先后录制了《我和单片机的21天之旅》和《我的PIC日记》等多部视频教程，深受学生朋友及科研工作者的喜爱和好评。著有《我和PIC单片机：基于PIC18》一书。
目录
《AVR单片机入门与速成攻略》
前言
第一篇 片上功能和开发环境
第1章 认识AVR 2
1.1 AVR系列单片机 2
1.1.1 系出名门的AVR 2
1.1.2 AVR系列产品家族 3
1.1.3 AVR的特色功能 3
1.1.4 AVR的产品型号 5
1.2 ATmega32单片机简介 6
1.2.1 片内资源配置 6
1.2.2 ATmega32的内部结构 7
1.2.3 ATmega32的封装 8
1.2.4 I/O端口的构成 11
第2章 C语言入门 13
2.1 数据和运算 13
2.1.1 数的进制 13
2.1.2 码制 14
2.1.3 数据类型 14
2.1.4 常量 15
前言
第一篇 片上功能和开发环境
第1章 认识AVR 2
1.1 AVR系列单片机 2
1.1.1 系出名门的AVR 2
1.1.2 AVR系列产品家族 3
1.1.3 AVR的特色功能 3
1.1.4 AVR的产品型号 5
1.2 ATmega32单片机简介 6
1.2.1 片内资源配置 6
1.2.2 ATmega32的内部结构 7
1.2.3 ATmega32的封装 8
1.2.4 I/O端口的构成 11
第2章 C语言入门 13
2.1 数据和运算 13
2.1.1 数的进制 13
2.1.2 码制 14
2.1.3 数据类型 14
2.1.4 常量 15
前言
AVR单片机是美国ATMEL公司推出的增强型8位单片机，相对于51内核的单片机，AVR系列做出了重大的改进，它取消了机器周期的概念，采用精简指令集（RISC），指令长度以字为单位，使大部分的指令代码可以单周期完成。其改进的I/O口结构使引脚具有强大的驱动能力，这些改进都使AVR单片机在运算速度、功耗以及适用性方面有非常出色的表现，一经推出便在市场上获得了巨大的成功，在国内单片机市场上有着很高的占有率。近年来，ATMEL公司不断丰富自己的产品线，推出了配备有USB接口、CAN总线等新的型号，并且融合了物联网的全新理念，使其AVR系列产品在市场上始终保持着很强的竞争力。
相对于芯片优异的性能，AVR系列单片机在开发环境上也有不俗的表现。ATMEL公司于近期推出了经全新设计的Atmel Studio 6集成开发环境，软件内部集成了AVR GCC编译器，使AVR单片机的开发可以只用一个软件完成C语言代码编写、编译、仿真调试及烧写的全过程，大大降低了AVR系列单片机的开发复杂度。
本书是一本介绍如何使用ATMEL公司的集成开发环境Atmel Studio 6软件，配合AVR硬件开发工具AVRISP MKII，完成AVR系列单片机开发的书籍。全书以ATmega32单片机为目标芯片，对AVR系列单片机的片内功能、开发环境、单元模块以及接口电路等方面作全面的介绍。本书同样也是一本零基础学习单片机和C语言的入门教程，附有专门章节对C语言的知识点进行归纳和整理，是学习C语言开发的实践指导书。本书不拘泥于概念和原理，内容力求简洁生动，立足实际，从DIY制作AVR系统板开始，一章一练习、一段一总结、一个模块一套代码，低成本地完成AVR芯片所有模块的代码开发和测试任务，带领你快速入门AVR的开发。学习本书没有学历、基础知识等方面的限制，只要快乐阅读、勤于动手，读者都可以在短时间内成为AVR单片机开发的行家里手。
本书相关的视频教程是《迷人的AVR单片机》，读者可登录优酷网观看。本书在原有视频教程的基础上，进行了归纳和整理，是视频教程的凝练和升华。由于作者本人水平所限，加之交稿时间仓促，书中难免有诸多错误和不足，在此恳请有识之士给予批评斧正，也欢迎大家通过互联网与我分享AVR的开发经验。作者QQ:710878209。本书配套开发板可以关注睿芯美微淘宝网店，网址：http://shop59521455.taobao.com。
本书得以出版，要特别感谢的是机械工业出版社华章公司的策划编辑张国强，对本书的选题、立意和编纂给予了大力的支持和指导。另外要感谢我的哥哥高显功，作为高级电气工程师的他，出于浓厚的亲情，在百忙的研发工作中，抽出了宝贵的时间，担任了本书初稿的审校工作，并对本书的编写提出了很多有价值的指导意见。最后要感谢的是我的家人，在我奋笔疾书的日日夜夜，照顾了我的生活起居，使我能更加专注于本书的创作。
通过本书的阅读和实践，相信可以把你头脑中萌发出的关于电子的新奇想法变为现实，这也许就是你走上研发道路的起点，慢慢地你会发现你的人生也会因此而变得更加精彩。
相对于芯片优异的性能，AVR系列单片机在开发环境上也有不俗的表现。ATMEL公司于近期推出了经全新设计的Atmel Studio 6集成开发环境，软件内部集成了AVR GCC编译器，使AVR单片机的开发可以只用一个软件完成C语言代码编写、编译、仿真调试及烧写的全过程，大大降低了AVR系列单片机的开发复杂度。
本书是一本介绍如何使用ATMEL公司的集成开发环境Atmel Studio 6软件，配合AVR硬件开发工具AVRISP MKII，完成AVR系列单片机开发的书籍。全书以ATmega32单片机为目标芯片，对AVR系列单片机的片内功能、开发环境、单元模块以及接口电路等方面作全面的介绍。本书同样也是一本零基础学习单片机和C语言的入门教程，附有专门章节对C语言的知识点进行归纳和整理，是学习C语言开发的实践指导书。本书不拘泥于概念和原理，内容力求简洁生动，立足实际，从DIY制作AVR系统板开始，一章一练习、一段一总结、一个模块一套代码，低成本地完成AVR芯片所有模块的代码开发和测试任务，带领你快速入门AVR的开发。学习本书没有学历、基础知识等方面的限制，只要快乐阅读、勤于动手，读者都可以在短时间内成为AVR单片机开发的行家里手。
本书相关的视频教程是《迷人的AVR单片机》，读者可登录优酷网观看。本书在原有视频教程的基础上，进行了归纳和整理，是视频教程的凝练和升华。由于作者本人水平所限，加之交稿时间仓促，书中难免有诸多错误和不足，在此恳请有识之士给予批评斧正，也欢迎大家通过互联网与我分享AVR的开发经验。作者QQ:710878209。本书配套开发板可以关注睿芯美微淘宝网店，网址：http://shop59521455.taobao.com。
本书得以出版，要特别感谢的是机械工业出版社华章公司的策划编辑张国强，对本书的选题、立意和编纂给予了大力的支持和指导。另外要感谢我的哥哥高显功，作为高级电气工程师的他，出于浓厚的亲情，在百忙的研发工作中，抽出了宝贵的时间，担任了本书初稿的审校工作，并对本书的编写提出了很多有价值的指导意见。最后要感谢的是我的家人，在我奋笔疾书的日日夜夜，照顾了我的生活起居，使我能更加专注于本书的创作。
通过本书的阅读和实践，相信可以把你头脑中萌发出的关于电子的新奇想法变为现实，这也许就是你走上研发道路的起点，慢慢地你会发现你的人生也会因此而变得更加精彩。
书摘
第一篇
片上功能和开发环境
在目前这个物联网备受关注的时期，微控制器已无处不在，它已经从各个方面融入了我们的生活，并在悄悄地改变着我们的生活。美国ATMEL公司的微控制器因为融合了高效集成的设计、成熟可靠的技术和突破性的创新方案，成为现代智能互连产品领域的理想之选。如果你也想让你的产品更加智能、可靠、小巧、低碳而且经济实惠，选用ATMEL的处理器开发你的产品无疑是一个明智的决定。本书将以ATMEL公司的主流8位AVR系列单片机为例，配合全新推出的Atmel Studio 6.1集成开发环境，使你在充分了解AVR单片机强大功能的同时，在短时间内掌握AVR单片机的开发和使用。
全书共3篇22章，本篇主要讲述的是AVR单片机片内功能、使用C语言开发单片机程序的方法以及如何使用Atmel Studio 6.1集成开发环境，完成AVR单片机代码编写、编译、调试以及烧写全过程。
第1章
认识AVR
早在1997年，由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术，共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，并将其命名为AVR。相对于早期的51系列单片机，AVR单片机的推出，彻底打破了传统单片机设计的格局，它废除了机器周期的概念，抛弃了复杂指令集(CISC)，提高了指令执行速度，克服了数据处理的瓶颈现象，配以功能强大的I/O接口和丰富的片上资源，一经推出，便在市场上获得了巨大的成功。经过多年的发展，AVR系列单片机已经形成了完整的产品线，并广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通信设备、家用电器等各个领域。为了能让你感受到ATMEL的无穷魅力，我们就从认识AVR系列开始。
1.1AVR系列单片机
所谓单片机，就是在一个芯片上集成了构成一个计算机系统最基本的单元，如CPU、程序存储器、数据存储器、各种类型的功能模块和输入/输出接口等，使其具有一台计算机的基本属性。由于单片机主要用于逻辑运算和系统控制，因此也称其为微型控制单元，即MCU（Micro Control Unit）。
1.1.1系出名门的AVR
美国ATMEL（爱特梅尔）公司是全球领先的半导体产品设计、制造和行销企业，其产品线涵盖工业、消费、安全、通信、计算和汽车等多个应用领域。在微处理器产品中，ATMEL公司有基于8051内核、AVR内核和ARM内核的三大系列多款单片机产品。
ATMEL公司把8051内核与其擅长的Flash存储器技术相结合，最早推出了片内集成可重复擦写1000次以上Flash程序存储器、采用低功耗CMOS工艺的8051兼容单片机。例如，家喻户晓的AT89C51、AT89C52、AT89C2051都是ATMEL公司基于8051内核的典型产品。在此基础上，ATMEL公司又推出了基于ISP在线编程技术的AT89SXX系列产品和低功耗、单周期的AT89LPXX系列产品。ATMEL基于8051内核的系列产品，对我国的单片机市场影响巨大，并且在市场上占有相当的份额。
由于8051内核结构的单片机采用的是复杂指令系统CISC(Complex Instruction Set Computer)体系，基于CISC结构的单片机存在着指令系统不等长、指令数多、CPU工作效率低、代码执行速度慢等诸多缺点，随着时代的发展，它已经不能满足高档消费类电子产品和嵌入式系统的应用需求。为此，ATMEL公司又创新地推出了全新配置的采用精简指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)结构的单片机，简称AVR系列单片机。
AVR系列单片机对C语言和汇编语言代码进行了优化，大大提高了代码的执行效率，使其在执行指令和数据吞吐能力方面比传统CISC结构的单片机要快很多倍。此外，AVR系列单片机还具有丰富的片内模拟和数字外设，具备系统内可编程的E2PROM和FLASH存储器，从而大大提高了其灵活性和适用性。
1.1.2AVR系列产品家族
AVR系列的8位单片机产品结构如图1-1所示。
从图中我们不难看出AVR单片机可以分为三个系列：
1）tinyAVR 系列。此系列单片机产品定位于小型化低成本应用，芯片内部资源配置相对少一些，引脚数目也较少，适用于小型家用电器、简单的逻辑控制等低成本方面的应用。
2）megaAVR系列。megaAVR系列是目前ATMEL公司8位机的主打产品，也是备受市场青睐的一类单片机。该系列单片机产品线丰富，用户可根据实际需要在存储器、管脚数和外设方面选择不同型号的产品。megaAVR系列不仅具有强大的运算和处理能力，而且片上配置了如闪存、E2PROM、SPI、TWI 、USART、USB、CAN、看门狗定时器以及片内振荡器等诸多资源。所有的megaAVR系列产品都具有自我编程能力，可以实现快速、安全的在线升级功能。使用megaAVR系列单片机开发产品，既可以简化设计，又可有效地降低成本，是性价比很高的一类产品。
3）XMEGA系列。XMEGA系列单片机是ATMEL近年来发布的又一种新型单片机，其特点是高实时性、高集成度和超低功耗。它采用了ATMEL的第二代picoPower技术，使其真正可以在1.6V的低电压下运行。XMEGA系列具有快速12位A/D和D/A转换器、DMA控制器、创新的事件系统以及加密引擎，而且所有XMEGA单片机均兼容16位架构，是ATMEL公司8位单片机产品的领先之作，使用XMEGA系列开发产品能够大幅降低功耗并提高系统性能，是高端应用的首选。
片上功能和开发环境
在目前这个物联网备受关注的时期，微控制器已无处不在，它已经从各个方面融入了我们的生活，并在悄悄地改变着我们的生活。美国ATMEL公司的微控制器因为融合了高效集成的设计、成熟可靠的技术和突破性的创新方案，成为现代智能互连产品领域的理想之选。如果你也想让你的产品更加智能、可靠、小巧、低碳而且经济实惠，选用ATMEL的处理器开发你的产品无疑是一个明智的决定。本书将以ATMEL公司的主流8位AVR系列单片机为例，配合全新推出的Atmel Studio 6.1集成开发环境，使你在充分了解AVR单片机强大功能的同时，在短时间内掌握AVR单片机的开发和使用。
全书共3篇22章，本篇主要讲述的是AVR单片机片内功能、使用C语言开发单片机程序的方法以及如何使用Atmel Studio 6.1集成开发环境，完成AVR单片机代码编写、编译、调试以及烧写全过程。
第1章
认识AVR
早在1997年，由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术，共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，并将其命名为AVR。相对于早期的51系列单片机，AVR单片机的推出，彻底打破了传统单片机设计的格局，它废除了机器周期的概念，抛弃了复杂指令集(CISC)，提高了指令执行速度，克服了数据处理的瓶颈现象，配以功能强大的I/O接口和丰富的片上资源，一经推出，便在市场上获得了巨大的成功。经过多年的发展，AVR系列单片机已经形成了完整的产品线，并广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通信设备、家用电器等各个领域。为了能让你感受到ATMEL的无穷魅力，我们就从认识AVR系列开始。
1.1AVR系列单片机
所谓单片机，就是在一个芯片上集成了构成一个计算机系统最基本的单元，如CPU、程序存储器、数据存储器、各种类型的功能模块和输入/输出接口等，使其具有一台计算机的基本属性。由于单片机主要用于逻辑运算和系统控制，因此也称其为微型控制单元，即MCU（Micro Control Unit）。
1.1.1系出名门的AVR
美国ATMEL（爱特梅尔）公司是全球领先的半导体产品设计、制造和行销企业，其产品线涵盖工业、消费、安全、通信、计算和汽车等多个应用领域。在微处理器产品中，ATMEL公司有基于8051内核、AVR内核和ARM内核的三大系列多款单片机产品。
ATMEL公司把8051内核与其擅长的Flash存储器技术相结合，最早推出了片内集成可重复擦写1000次以上Flash程序存储器、采用低功耗CMOS工艺的8051兼容单片机。例如，家喻户晓的AT89C51、AT89C52、AT89C2051都是ATMEL公司基于8051内核的典型产品。在此基础上，ATMEL公司又推出了基于ISP在线编程技术的AT89SXX系列产品和低功耗、单周期的AT89LPXX系列产品。ATMEL基于8051内核的系列产品，对我国的单片机市场影响巨大，并且在市场上占有相当的份额。
由于8051内核结构的单片机采用的是复杂指令系统CISC(Complex Instruction Set Computer)体系，基于CISC结构的单片机存在着指令系统不等长、指令数多、CPU工作效率低、代码执行速度慢等诸多缺点，随着时代的发展，它已经不能满足高档消费类电子产品和嵌入式系统的应用需求。为此，ATMEL公司又创新地推出了全新配置的采用精简指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)结构的单片机，简称AVR系列单片机。
AVR系列单片机对C语言和汇编语言代码进行了优化，大大提高了代码的执行效率，使其在执行指令和数据吞吐能力方面比传统CISC结构的单片机要快很多倍。此外，AVR系列单片机还具有丰富的片内模拟和数字外设，具备系统内可编程的E2PROM和FLASH存储器，从而大大提高了其灵活性和适用性。
1.1.2AVR系列产品家族
AVR系列的8位单片机产品结构如图1-1所示。
从图中我们不难看出AVR单片机可以分为三个系列：
1）tinyAVR 系列。此系列单片机产品定位于小型化低成本应用，芯片内部资源配置相对少一些，引脚数目也较少，适用于小型家用电器、简单的逻辑控制等低成本方面的应用。
2）megaAVR系列。megaAVR系列是目前ATMEL公司8位机的主打产品，也是备受市场青睐的一类单片机。该系列单片机产品线丰富，用户可根据实际需要在存储器、管脚数和外设方面选择不同型号的产品。megaAVR系列不仅具有强大的运算和处理能力，而且片上配置了如闪存、E2PROM、SPI、TWI 、USART、USB、CAN、看门狗定时器以及片内振荡器等诸多资源。所有的megaAVR系列产品都具有自我编程能力，可以实现快速、安全的在线升级功能。使用megaAVR系列单片机开发产品，既可以简化设计，又可有效地降低成本，是性价比很高的一类产品。
3）XMEGA系列。XMEGA系列单片机是ATMEL近年来发布的又一种新型单片机，其特点是高实时性、高集成度和超低功耗。它采用了ATMEL的第二代picoPower技术，使其真正可以在1.6V的低电压下运行。XMEGA系列具有快速12位A/D和D/A转换器、DMA控制器、创新的事件系统以及加密引擎，而且所有XMEGA单片机均兼容16位架构，是ATMEL公司8位单片机产品的领先之作，使用XMEGA系列开发产品能够大幅降低功耗并提高系统性能，是高端应用的首选。
