本书以初学者为对象，从零开始，循序渐进地讲解当前最热门的AVR单片机C语言高级程序设计知识，在介绍AVR单片机各单元基本特性的同时，使用入门难度浅、程序长度短且又能立竿见影的初级实例，详细介绍了如何使用ATmega16(L)的片上资源，帮助初学者快速掌握AVR单片机的高效设计。本书最后3章详细介绍了3个以AVR单片机为核心的实际产品的软硬件设计实例。

随书所附的光盘中提供了本书的所有软件设计程序文件，读者朋友可参考使用。

本文以实践为主线，以生动短小的程序实例为灵魂，带领读者一步步地学习掌握AVR单片机的C语言高级程序设计。内容包括ICC AVR使用的C语言基础知识、ICCAVR6.31A C语言编译器的使用、AVR单片机的片上资源使用等，书中还详细介绍了AVR单片机开发工具（JTAG仿真器及并口下载器）的制作方法，最后3章则详细介绍了使用AVR单片机开发的3个产品实例。

本书的学习难度低、实例丰富，非常适合电子技术人员及单片机爱好者作为学习AVR单片机的入门用书，也可作为大中专院校电子技术、自动化、计算机科学及其他相关专业的培训教材。

前 言

第1章　概述 1

 1.1　采用C语言编程的意义 2

 1.2　C语言具有的突出优点 2

 1.3　AVR单片机的C编译器简介 4

第2章　AVR单片机的主要特性及开发工具 5

 2.1　AVR单片机简介及主要特性 5

 2.2　学习开发AVR单片机用到的实验工具及器材 6

第3章　AVR单片机开发软件的安装及初步使用 12

 3.1　ICCAVR6.31A C语言编译器安装 12

 3.2　AVR Studio集成开发环境安装 16

 3.3　PonyProg2000下载软件安装 17

 3.4　创建AVR入门程序 17

第4章　AVR DEMO单片机综合试验板原理介绍及使用 33

 4.1　AVR DEMO单片机综合试验板 33

 4.2　ATmega16(L)单片机的主要特点与内部组成 35

 4.3　使用JTAG ICE仿真器调试AVR DEMO单片机综合试验板 38

第5章　自制JTAG仿真器及并口下载器 41

 5.1　JTAG的由来及简介 41

 5.2　传统的在线仿真器与JTAG接口的片内调试系统的区别 42

 5.3　AVR JTAG ICE仿真时的一些注意事项 43

 5.4　AVR JTAG ICE的特点 44

 5.5　自制AVR JTAG ICE 44

 5.6　自制并口下载器 54

第6章　ICC AVR使用的C语言基础知识 56

 6.1　C语言的标识符与关键字 56

 6.2　数据类型 58

 6.3　AVR单片机的存储空间 59

 6.4　常量、变量及存储方式 59

 6.5　数组 59

 6.6　C语言的运算 63

 6.7　流程控制 67

 6.8　函数 72

 6.9　指针 75

 6.10　结构体 79

 6.11　共用体 84

 6.12　中断函数 86

第7章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)的IO端口特点及使用 88

 7.1　ATmega16(L)的IO端口 88

 7.2　ATmega16(L)的I/O端口使用注意事项 90

 7.3　ATmega16(L)的I/O端口编程实践 90

第8章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)的中断系统特点及使用 97

 8.1　ATmega16(L)的中断系统 97

 8.2　ATmega16(L)的外部中断编程实践 98

第9章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)的定时计数器 106

 9.1　ATmega16(L)的定时/计数器 106

 9.2　ATmega16(L)定时/计数器的时钟选择 106

 9.3　计数器的事件 107

 9.4　定时/计数器事件的处理 108

 9.5　ATmega16(L)的定时/计数器编程实践 108

第10章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)的模数转换器 114

 10.1　ATmega16(L)的模/数转换器 114

 10.2　模/数转换器相关寄存器 114

 10.3　模/数转换器的使用 116

 10.4　ATmega16(L)的模/数转换器编程实践 116

第11章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)的内部E2PROM读写 123

 11.1　ATmega16(L)的内部E2PROM 123

 11.2　与E2PROM相关的寄存器 123

 11.3　ATmega16(L)内部E2PROM编程实践 125

第12章　AVR单片机内部资源的C编程——利用ATmega16(L)的PWM功能实现数模输出 134

 12.1　ATmega16(L)的定时/计数器的特性及数/模输出实现 134

 12.2　ATmega16(L)的PWM编程实践 134

第13章　AVR单片机内部资源的C编程——ATmega16(L)与PC机的串行通信 139

 13.1　通用串行接口USART的主要特征 139

 13.2　USART的主要寄存器及设置 139

 13.3　ATmega16(L)与PC机的串行通信编程实践 143

第14章　ATmega16(L)驱动16×2点阵字符液晶模块 151

 14.1　16×2点阵字符液晶显示器概述 151

 14.2　液晶显示器的突出优点 152

 14.3　16×2字符型液晶显示模块（LCM）特性 152

 14.4　16×2字符型液晶显示模块（LCM）引脚及功能 152

 14.5　16×2字符型液晶显示模块（LCM）的内部结构 153

 14.6　液晶显示控制驱动集成电路HD44780特点 153

 14.7　HD44780工作原理 155

 14.8　LCD控制器的指令 159

 14.9　LCM工作时序 161

 14.10　ATmega16(L)驱动16×2点阵字符液晶模块的子程序 162

 14.11　在AVR单片机综合试验板上实现16×2LCM演示程序1 164

 14.12　在AVR单片机综合试验板上实现16×2LCM演示程序2 168

第15章　ATmega16(L)驱动I2C串行接口器件24C01的编程 172

 15.1　E2PROM AT24CXX的性能特点 172

 15.2　AT24CXX引脚定义 172

 15.3　AT24CXX系列存储器特点 173

 15.4　AT24CXX系列E2PROM的内部结构 173

 15.5　AT24CXX系列E2PROM 芯片的寻址 174

 15.6　写操作方式 176

 15.7　读操作方式 177

 15.8　读写AT24C01的相关功能子程序 178

 15.9　在AVR单片机综合试验板上完成AT24C01A的读写实验 181

第16章　ATmega16(L)驱动128×64点阵图形液晶模块 214

 16.1　128×64点阵图形液晶模块特性 214

 16.2　128×64点阵图形液晶模块引脚及功能 215

 16.3　128×64点阵图形液晶模块的内部结构 216

 16.4　HD61203特点 218

 16.5　HD61202特点 218

 16.6　HD61202工作原理 219

 16.7　HD61202的工作过程 223

 16.8　点阵图形液晶模块的控制器指令 224

 16.9　HD61202的操作时序图 225

 16.10　ATmega16(L)驱动128×64点阵图形液晶模块的子程序 227

 16.11　在AVR单片机综合试验板上实现128×64LCM演示程序 230

第17章　ATmega16(L)的系统控制、复位和看门狗定时器使用 239

 17.1　ATmega16(L)的系统控制和复位 239

 17.2　ATmega16(L)的复位源 240

 17.3　看门狗定时器的使用 242

 17.4　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验1（看门狗启动后在程序中定时清除它）：D1～D8的8个LED（发光管）

  依次流水点亮，形成“流水灯”实验 242

 17.5　在AVR DEMO单片机综合试验板上，进行看门狗实验2（看门狗启动后在程序中不再清除它，模拟程序失控的情况）：D1～D8的

 8个LED（发光管）依次流水点亮，形成“流水灯”实验 244

第18章　ATmega16(L)应用实例1——风机测试仪 247

 18.1　系统功能描述 247

 18.2　系统方案及电路设计 247

 18.3　测试类型、参数范围及测试过程 250

 18.4　程序设计 251

 18.5　调试及应用 266

第19章　ATmega16(L)应用实例2——红外线转速仪 267

 19.1　转速仪表的分类 267

 19.2　转速传感器 268

 19.3　转速测量的方法 268

 19.4　红外线转速仪系统功能描述 268

 19.5　系统方案及电路设计 269

 19.6　程序设计 271

 19.7　调试及应用 278

第20章　ATmega16(L)应用实例3——红外线感应自动移门 279

 20.1　红外线感应自动移门的组成及基本工作原理 279

 20.2　系统方案设计 280

 20.3　电路设计 280

 20.4　程序设计详解 286

 20.5　保养及维护 308

参考文献 309