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第1章 AVR单片机应用系统基础1

1.1 AVR单片机应用系统设计基础1

1.1.1 AVR单片机应用系统的结构1

1.1.2 AVR单片机应用系统设计流程2

1.1.3 AVR单片机应用系统的硬件设计3

1.2 AVR单片机的类型和型号4

1.3 应用实例——一个最小AVR单片机应用系统9

1.3.1 复位电路9

1.3.2 振荡电路11

1.3.3 最小AVR单片机应用系统的电路11

第2章 AVR单片机的内部基础模块13

2.1 AVR单片机的I/O引脚13

2.1.1 I/O引脚基础13

2.1.2 I/O引脚的使用方法14

2.1.3 AVR单片机I/O引脚的应用14

2.1.4 AVR单片机I/O引脚的使用要点15

2.2 AVR单片机内部定时器/计数器16

2.2.1 AVR单片机内部定时器/计数器基础16

2.2.2 AVR单片机定时器/计数器的应用17

2.2.3 定时器/计数器的应用案例——简易频率计30

2.2.4 AVR单片机定时器/计数器的使用要点37

2.3 AVR单片机外部中断37

2.3.1 外部中断基础37

2.3.2 AVR单片机外部中断的应用39

2.3.3 AVR单片机外部中断的使用要点44

2.4 AVR单片机的WDT模块44

2.4.1 AVR单片机WDT模块基础44

2.4.2 AVR单片机WDT模块的库函数45

2.4.3 WDT模块的使用要点46

2.5 AVR单片机的内部E2PROM模块46

2.5.1 AVR单片机内部E2PROM模块基础46

2.5.2 AVR单片机E2PROM的库函数48

2.5.3 E2PROM的使用要点49

第3章 AVR单片机的内部通信模块50

3.1 AVR单片机的串口模块50

3.1.1 串口模块的控制寄存器50

3.1.2 串口模块的数据格式53

3.1.3 串口模块的波特率54

3.1.4 串口模块的应用55

3.1.5 AVR单片机串口模块的使用要点67

3.2 AVR单片机的TWI（I2C）总线接口模块67

3.2.1 TWI（I2C）总线接口基础67

3.2.2 AVR单片机的TWI（I2C）总线接口寄存器70

3.2.3 AVR单片机TWI（I2C）总线接口模块的使用方法72

3.2.4 AVR单片机TWI（I2C）总线接口模块的应用73

3.2.5 AVR单片机TWI（I2C）总线接口模块的使用要点80

3.3 AVR单片机的SPI总线接口模块80

3.3.1 AVR单片机的SPI总线接口模块基础81

3.3.2 AVR单片机SPI总线接口模块的寄存器82

3.3.3 AVR单片机SPI接口总线模块的工作模式84

3.3.4 AVR单片机SPI接口总线模块的应用84

3.3.5 AVR单片机SPI接口总线模块的使用要点90

第4章 AVR单片机的内部模拟信号采集模块91

4.1 AVR单片机的比较器模块91

4.1.1 内置比较器模块基础91

4.1.2 AVR单片机比较器模块的应用93

4.1.3 比较器模块的应用案例——水库水位监控系统99

4.1.4 AVR单片机比较器模块的使用要点102

4.2 AVR单片机的A/D模块103

4.2.1 内置A/D模块基础103

4.2.2 AVR单片机A/D模块的应用110

4.2.3 AVR单片机A/D模块的使用要点124

第5章 AVR单片机的电源和看门狗125

5.1 电源模块设计基础125

5.1.1 变压器126

5.1.2 整流桥126

5.1.3 直流电压调理方法127

5.2 直流电源稳压芯片127

5.2.1 直流电源稳压芯片的技术指标127

5.2.2 78/79系列电源调理芯片128

5.2.3 AS1117电源调理芯片130

5.3 电源保护和监控芯片132

5.3.1 MAX4838～MAX4842系列电源过压保护芯片132

5.3.2 AAT4610A电源过流保护芯片134

5.3.3 MAX8215电源监控芯片136

5.4 AVR单片机的看门狗应用基础139

5.5 看门狗MAX813L139

5.5.1 MAX813L的基础139

5.5.2 MAX813L的应用电路141

5.5.3 MAX813L的操作步骤142

5.5.4 MAX813L的喂狗代码142

5.5.5 MAX813L的使用要点144

5.6 看门狗CAT1161144

5.6.1 CAT1161的基础144

5.6.2 CAT1161的应用电路146

5.6.3 CAT1161的操作步骤146

5.6.4 CAT1161的应用代码146

5.6.5 CAT1161的使用要点148

第6章 AVR单片机的外部存储器和读卡器149

6.1 AVR单片机的外部存储器扩展方法149

6.2 外部RAM 6264151

6.2.1 6264基础151

6.2.2 6264的应用电路152

6.2.3 6264的操作步骤152

6.2.4 6264的应用153

6.2.5 6264的使用要点153

6.3 非接触式智能卡扩展153

6.3.1 非接触式智能卡153

6.3.2 Mifarel射频卡读卡器156

6.3.3 非接触式智能卡读卡器H6152的应用电路161

6.3.4 非接触式智能卡读卡器H6152的操作步骤162

6.3.5 H6152读卡器的库函数162

6.3.6 H6152读卡器的应用案例——非接触门禁169

6.3.7 H6152读卡器的使用要点176

6.4 U盘读/写芯片CH376扩展176

6.4.1 CH376基础176

6.4.2 CH376的应用电路183

6.4.3 CH376的操作步骤185

6.4.4 CH376的库函数189

6.4.5 CH376的应用案例——扩展U盘存放TXT数据文件192

6.4.6 CH376的使用要点197

第7章 AVR单片机的I/O引脚扩展199

7.1 译码器74138应用199

7.1.1 74138基础199

7.1.2 74138的应用电路200

7.1.3 74138的操作步骤201

7.1.4 74138的应用案例——使用74138驱动LED轮流点亮201

7.1.5 74138的使用要点204

7.2 锁存器74273扩展204

7.2.1 74273基础204

7.2.2 74273的应用电路205

7.2.3 74273的操作步骤205

7.2.4 74273的应用案例——使用74273实现秒表显示206

7.2.5 74273的使用要点209

7.3 三态门74244扩展210

7.3.1 74244基础210

7.3.2 74244的应用电路210

7.3.3 74244的操作步骤211

7.3.4 74244的应用案例——使用74244扩展拨码开关地址输入211

7.3.5 74244的使用要点214

7.4 串行移位芯片74595扩展215

7.4.1 74595基础215

7.4.2 74595的应用电路216

7.4.3 74595的操作步骤216

7.4.4 74595的库函数216

7.4.5 74595的应用案例——用74595实现电子抽奖系统217

7.4.6 74595的使用要点225

7.5 串行输入芯片74165扩展226

7.5.1 74165基础226

7.5.2 74165的应用电路226

7.5.3 74165的操作步骤227

7.5.4 74165的库函数227

7.5.5 74165的应用案例——74165和74595的联合使用228

7.5.6 75165的使用要点231

7.6 可编程I/O扩展芯片Intel 8255扩展231

7.6.1 Intel 8255基础231

7.6.2 Intel 8255的应用电路234

7.6.3 Intel 8255的操作步骤234

7.6.4 Intel 8255的库函数235

7.6.5 Intel 8255的应用案例——数码管秒表显示236

7.6.6 Intel 8255的应用案例——扩展行列扫描键盘239

7.6.7 Intel 8255的应用案例——显示拨码开关状态242

7.6.8 Intel 8255的使用要点246

第8章 AVR单片机的用户输入通道247

8.1 用户输入通道设计基础247

8.2 独立按键247

8.2.1 独立按键基础247

8.2.2 独立按键的应用电路248

8.2.3 独立按键的操作步骤249

8.2.4 独立按键的应用案例——加减计数249

8.2.5 独立按键的应用案例——跑步机启停/速度控制模块253

8.2.6 独立按键的使用要点264

8.3 拨码开关265

8.3.1 拨码开关基础265

8.3.2 拨码开关的应用电路265

8.3.3 拨码开关的操作步骤266

8.3.4 拨码开关的应用案例——拨码开关指示灯266

8.3.5 拨码开关的使用要点269

8.4 行列扫描键盘269

8.4.1 行列扫描键盘基础269

8.4.2 行列扫描键盘的应用电路271

8.4.3 行列扫描键盘的操作步骤271

8.4.4 行列扫描键盘的库函数271

8.4.5 行列扫描键盘的应用案例——计算器键盘显示272

8.4.6 行列扫描键盘的应用案例——手机拨号模块275

8.4.7 行列扫描键盘的使用要点284

8.5 PS/2键盘284

8.5.1 PS/2键盘基础284

8.5.2 PS/2键盘的应用电路287

8.5.3 PS/2键盘的操作步骤288

8.5.4 PS/2键盘的应用案例——串口扫描码输出288

8.5.5 PS/2键盘的使用要点296

第9章 AVR单片机的显示模块297

9.1 LED扩展297

9.1.1 LED基础297

9.1.2 LED的应用电路297

9.1.3 LED的操作步骤298

9.1.4 LED的应用案例——串口驱动LED298

9.1.5 LED的应用案例——呼吸灯301

9.1.6 LED的使用要点306

9.2 单位数码管扩展306

9.2.1 单位数码管基础307

9.2.2 单位数码管的应用电路309

9.2.3 单位数码管的操作步骤309

9.2.4 单位数码管的库函数310

9.2.5 单位数码管的应用案例——串口驱动单位数码管显示311

9.2.6 单位数码管的使用要点314

9.3 多位数码管扩展314

9.3.1 多位数码管基础314

9.3.2 多位数码管的应用电路315

9.3.3 多位数码管的操作步骤316

9.3.4 多位数码管的库函数316

9.3.5 多位数码管的应用案例——串口驱动多位数码管显示317

9.3.6 多位数码管的使用要点321

9.4 数码管驱动芯片MAX7219扩展321

9.4.1 MAX7219基础322

9.4.2 MAX7219的应用电路326

9.4.3 MAX7219的操作步骤326

9.4.4 MAX7219的库函数327

9.4.5 MAX7219的应用案例——秒表328

9.4.6 MAX7219的使用要点331

9.5 数码管和键盘驱动芯片CH452扩展331

9.5.1 CH452基础331

9..5.2 CH452的应用电路337

9.5.3 CH452的操作步骤339

9.5.4 CH452的库函数340

9.5.5 CH452的应用案例——串口数据显示和按键状态返回344

9.5.6 CH452的使用要点348

9.6 数字字符液晶1602扩展348

9.6.1 1602液晶基础348

9.6.2 1602液晶的应用电路351

9.6.3 1602液晶的操作步骤352

9.6.4 1602液晶的库函数352

9.6.5 1602的应用案例——数字和字符串显示355

9.6.6 1602的使用要点358

第10章 AVR单片机的A/D和D/A芯片359

10.1 AVR单片机的A/D芯片基础359

10.2 12位并行多通道A/D芯片MAX197应用361

10.2.1 MAX197基础361

10.2.2 MAX197的应用电路363

10.2.3 MAX197的操作步骤364

10.2.4 MAX197的库函数364

10.2.5 MAX197的应用案例——串口输出MAX197多通道数据采集364

10.2.6 MAX197的使用要点368

10.3 12位串行多通道A/D芯片TLC2543应用368

10.3.1 TLC2543基础369

10.3.2 TLC2543的应用电路371

10.3.3 TLC2543的操作步骤371

10.3.4 TLC2543的库函数372

10.3.5 TLC2543的应用案例——串口输出TLC2543的多通道数据采集374

10.3.6 TLC2543的使用要点378

10.4 AVR单片机的D/A通道基础378

10.5 8位并行D/A通道芯片DAC0832379

10.5.1 DAC0832基础379

10.5.2 DAC0832的应用电路380

10.5.3 DAC0832的操作步骤383

10.5.4 DAC0832的库函数384

10.5.5 DAC0832的应用案例——可控自校准数字电源384

10.5.6 DAC0832的使用要点392

10.6 串行D/A芯片MAX517392

10.6.1 MAX517基础392

10.6.2 MAX517的应用电路393

10.6.3 MAX517的操作步骤394

10.6.4 MAX517的库函数394

10.6.5 MAX517的应用案例——MAX517输出三角波398

10.6.6 MAX517的使用要点401

第11章 AVR单片机时钟日历芯片403

11.1 时钟日历芯片设计基础403

11.2 并行接口时钟日历模块DS12C887扩展403

11.2.1 DS12C887基础403

11.2.2 DS12C887的应用电路407

11.2.3 DS12C887的操作步骤407

11.2.4 DS12C887的库函数408

11.2.5 应用案例——DS12C887的时钟信息读取410

11.2.6 DS12C887的使用要点413

11.3 I2C接口时钟日历芯片PCF8563扩展413

11.3.1 PCF8563基础413

11.3.2 PCF8563的应用电路416

11.3.3 PCF8563的操作步骤417

11.3.4 PCF8563的库函数417

11.3.5 应用案例——PCF8563的时钟初始化和读取424

11.3.6 应用实例——使用PCF8563报警428

11.3.7 应用案例——PCF8563输出秒脉冲信号429

11.3.8 PCF8563的使用要点430

11.4 SPI接口时钟日历芯片DS1302扩展430

11.4.1 DS1302基础430

11.4.2 DS1302的应用电路432

11.4.3 DS1302的操作步骤433

11.4.4 DS1302的库函数433

11.4.5 应用案例——商场灯光节能控制系统436

11.4.6 DS1302的使用要点441

第12章 AVR单片机的温度/湿度和压力传感器442

12.1 温度传感器DS18B20扩展442

12.1.1 DS18B20基础442

12.1.2 DS18B20的应用电路447

12.1.3 DS18B20的操作步骤448

12.1.4 DS18B20的库函数448

12.1.5 DS18B20的应用案例——数字温度计451

12.1.6 DS18B20的使用要点455

12.2 温度传感器DS1621扩展455

12.2.1 DS1621基础455

12.2.2 DS1621的应用电路457

12.2.3 DS1621的操作步骤457

12.2.4 DS1621的库函数458

12.2.5 DS1621的应用案例——DS1621温度测量463

12.2.6 DS1621的使用要点467

12.3 温度/湿度传感器SHT75扩展467

12.3.1 SHT75基础467

12.3.2 SHT75的应用电路469

12.3.3 SHT75的操作步骤470

12.3.4 SHT75的库函数470

12.3.5 SHT75的应用案例——温度/湿度测量476

12.3.6 SHT75的使用要点483

12.4 压力传感器MPX4115扩展483

12.4.1 MPX4115基础483

12.4.2 MPX4115的应用电路483

12.4.3 MPX4115的操作步骤484

12.4.4 MPX4115的应用案例——压力监测报警484

12.4.5 MPX4115的使用要点488

第13章 AVR单片机的定位模块489

13.1 定位模块设计基础489

13.1.1 GPS模块基础489

13.1.2 数字罗盘基础489

13.1.3 NMEA-1083规范490

13.2 GPS模块GARMIN 25LP493

13.2.1 GPS模块GARMIN 25LP基础493

13.2.2 GPS模块GARMIN25LP的应用电路496

13.2.3 GPS模块GARMIN 25LP的操作步骤496

13.2.4 GARMIN 25LP模块的应用案例——GPS信息读取497

13.2.5 GARMIN 25LP的使用要点501

13.3 数字罗盘HMR3000501

13.3.1 数字罗盘HMR3000基础501

13.3.2 数字罗盘HMR3000的应用电路504

13.3.3 数字罗盘HMR3000的操作步骤504

13.3.4 HMR3000模块的应用案例——罗盘信息读取504

13.3.5 HMR3000的使用要点508

第14章 AVR单片机的语音和打印模块509

14.1 AVR单片机的语音和打印模块设计概述509

14.2 蜂鸣器509

14.2.1 蜂鸣器基础509

14.2.2 蜂鸣器的应用电路510

14.2.3 蜂鸣器的操作步骤510

14.2.4 蜂鸣器的库函数511

14.2.5 蜂鸣器的应用案例——按键提示音512

14.2.6 蜂鸣器的应用案例——简易电子琴515

14.2.7 蜂鸣器的使用要点523

14.3 语音芯片ISD2560扩展523

14.3.1 语音芯片ISD2560基础523

14.3.2 语音芯片ISD2560的应用电路526

14.3.3 语音芯片ISD2560的操作步骤526

14.3.4 ISD2560的应用案例——ISD2560的录放操作528

14.3.5 ISD2560的使用要点531

14.4 TTS语音芯片OSY6618扩展531

14.4.1 TTS语音芯片OSY6618基础532

14.4.2 TTS语音芯片OSY6618的应用电路536

14.4.3 TTS语音芯片OSY661 8的操作步骤539

14.4.4 OSY6618的应用案例——OSY6618的语音播放539

14.4.5 TTS语音芯片OSY6618的使用要点542

14.5 GP16微型打印机扩展542

14.5.1 GP16微型打印机基础542

14.5.2 GP16微型打印机的应用电路545

14.5.3 GP16微型打印机的操作步骤545

14.5.4 GP16的应用案例——GP16打印温度数据546

14.5.5 GP16微型打印机的使用要点549

第15章 AVR单片机的有线通信模块550

15.1 AVR单片机的有线通信模块设计概述550

15.2 MAX232扩展550

15.2.1 MAX232基础550

15.2.2 MAX232的应用电路552

15.2.3 MAX232的操作步骤553

15.2.4 MAX232的应用案例——AVR单片机和PC通信553

15.2.5 MAX232的使用要点556

15.3 MAX485扩展556

15.3.1 MAX485基础557

15.3.2 MAX485的应用电路558

15.3.3 MAX485的操作步骤558

15.3.4 MAX485的应用案例——AVR单片机和PC进行远程数据交换558

15.3.5 MAX485的使用要点561

15.4 MAX491扩展562

15.4.1 MAX491基础562

15.4.2 MAX491的应用电路563

15.4.3 MAX491的操作步骤564

15.4.4 MAX491的应用案例564

15.4.5 MAX491的使用要点564

15.5 6N137高速光电隔离芯片扩展565

15.5 1 6N137基础565

15.5.2 6N137的应用电路567

15.5.3 6N137的操作步骤567

15.5.4 6N137的应用案例567

15.5.5 6N137的使用要点567

15.6 CAN总线通信芯片SJA1000扩展568

15.6.1 SJA1000基础568

15.6.2 SJA1000的应用电路571

15.6.3 SJA1000的操作步骤571

15.6.4 SJA1000的应用案例——串口CAN总线桥573

15.6.5 SJA1000的使用要点577

15.7 USB通信桥芯片CP2101扩展578

15.7.1 CP2101基础578

15.7.2 CP2101的应用电路582

15.7.3 CP2101的操作步骤583

15.7.4 CP2101的应用案例583

15.7.5 CP2101的使用要点584

第16章 AVR单片机的无线通信模块585

16.1 AVR单片机的无线通信概述585

16.2 红外收发芯片585

16.2.1 红外收发芯片基础585

16.2.2 红外收发芯片的应用电路590

16.2.3 红外收发芯片的操作步骤591

16.2.4 红外收发芯片的应用案例——按键信息发送591

16.2.5 红外收发芯片的使用要点596

16.3 PTR8000无线模块596

16.3.1 PTR8000无线模块基础596

16.3.2 PTR8000无线模块的应用电路600

16.3.3 PTR8000的操作步骤601

16.3.4 PTR8000的库函数602

16.3.5 PTR8000的应用案例——无线串口通信桥605

16.3.6 PTR8000的使用要点610

第17章 AVR单片机的执行机构612

17.1 AVR单片机执行机构的设计基础612

17.2 直流电动机612

17.2.1 直流电动机基础612

17.2.2 直流电动机的应用电路613

17.2.3 直流电动机的操作步骤615

17.2.4 直流电动机的应用案例——串口直流电动机控制615

17.2.5 直流电动机的使用要点619

17.3 步进电动机扩展619

17.3.1 步进电动机基础619

17.3.2 步进电动机的应用电路622

17.3.3 步进电动机的操作步骤624

17.3.4 步进电动机的应用案例——串口步进电动机控制624

17.3.5 步进电动机的应用案例——键盘控制步进电动机629

17.3.6 步进电动机的使用要点634

17.4 继电器扩展634

17.4.1 继电器基础635

17.4.2 继电器的应用电路635

17.4.3 继电器的操作步骤636

17.4.4 继电器的应用案例——串口控制继电器的闭合和断开636

17.4.5 继电器的使用要点640