本书讲述浅显、内容丰富、编排合理、实例详尽。首先介绍了如何阅读器件资料的方法, 然后熟悉ICCAVR 集成开发环境并搭建实验开发装置, 接着从实际应用出发启发式地介绍AVR 单片机的常用资源和对应软件方法，最后较为全面地补充了从事嵌入式系统开发要扩展的软件知识。

本书既可作为单片机爱好者的自学用书，也可作为大中专院校中电子、自动化和计算机等相关专业单片机的教学参考书，亦可作为电子应用技术的培训教材。

本书思路清晰，以AVR 单片机为载体，介绍了初学单片机所必须掌握的专业知识。书中语言严谨但不乏幽默风趣，配以大量的照片、 图示和实例程序，使读者在愉悦中完成专业知识的学习，并培养了学习嵌入式系统的兴趣。本书在讲述AVR 单片机的同时，更注重于对读者学习和设计能力的启发、培养，帮助他们养成“从实践中来，到实践中去”的科学方法论, 为进一步的学习创造了基础。

本书讲述浅显、内容丰富、编排合理、实例详尽。首先介绍了如何阅读器件资料的方法, 然后熟悉ICCAVR 集成开发环境并搭建实验开发装置, 接着从实际应用出发启发式地介绍AVR 单片机的常用资源和对应软件方法，最后较为全面地补充了从事嵌入式系统开发要扩展的软件知识。

本书既可作为单片机爱好者的自学用书，也可作为大中专院校中电子、自动化和计算机等相关专业单片机的教学参考书，亦可作为电子应用技术的培训教材。

前 言

写在前面的话 如何阅读本书

第1篇 Are you ready?

第1章 学会阅读Datasheet 2

 1.1 如何阅读PDF文件，如何获得Datasheet文件 3

 1.2 Datasheet告诉我们些什么 4

 1.3 如何看懂AVR的Datasheet 8

 1.4 如何得到帮助 9

 1.5 汇编语言执行时间的计算方法 9

 1.6 ATmega48/88/168常用熔丝的作用及其配置方法 11

 1.7 对误烧写为外部时钟模式的解锁方法 13

 实例1 阅读74HC595 Datasheet 13

第2章 深入开发环境 16

 2.1 认识ICC编译环境 17

 2.2 事半功倍的代码生成器 20

 2.3 ICC之不得不说的故事 21

 2.4 AVR最小系统和下载线DIY 30

 实例2 AVR最小系统DIY 31

第2篇 Let’s go!

第3章 从跑马灯开始 52

 3.1　输入/输出界面 53

3.1.1　单片机的输入/输出设备——引脚 53

3.1.2　“芯”里有数——数码管显示 54

3.1.3 单片机的输入/输出设备——从按键到键盘 58

 3.2　用ATmega48/88/168单片机端口驱动数码管 60

 3.3 操纵ATmega48/88/168单片机端口 60

 3.4　端口内建上拉电阻的使用 62

 3.5　端口位操作 62

 实例3 跑马灯 65

 实例4 数码管的显示（上） 69

 实例5 数码管的显示（下） 74

 实例6 矩阵键盘 78

第4章 对不起 接个电话 84

 4.1　十万火急——中断 85

 4.2 中断的特性 85

 4.3 使用中断时的注意事项 90

 4.4 ATmega48/88/168单片机有哪些中断源 90

 4.5 如何编写一个中断的服务程序代码 91

 4.6 ATmega48/88/168单片机中断的开关控制 93

 4.7 ATmega48/88/168中断标志位 93

 4.8 ATmega48/88/168中断优先级 94

 4.9 ATmega48/88/168单片机中断向量 94

 4.10 中断与查询之争 95

 4.11 用查询方式响应外设中断 97

 4.12 中断误触发 97

 4.13 前后台与原子操作 100

 实例7 中断唤醒的键盘扫描 103

 实例8 旋转编码器 109

第5章 一秒究竟有多长 119

 5.1 单片机与时间 120

 5.2 软件延时 124

 5.3 不需要加载的“自由计时器” 125

 5.4 通过重加载控制定时中断周期 126

 5.5 使用代码生成器生成定时器1初始化代码 127

 5.6 定时器的其他工作模式 130

 5.7 PWM波及其应用简介 130

 5.8 人类能看懂的电子时钟——实时时钟简介 131

 实例9 闪烁的灯 132

 实例10 渐明渐暗的灯 137

 实例11 复杂闪烁控制 145

第6章 电量低 156

 6.1 从猜数游戏到A/D转换器 157

 6.2 ATmega48/88/168的A/D转换器 158

 6.3 ATmega48/88/168单片机中与A/D相关的引脚 161

 6.4 ATmega48/88/168单片机中与A/D相关的寄存器 161

 6.5 使用A/D时需要注意些什么 161

 6.6 怎样知道A/D转换完成 163

 6.7 读取A/D的转换结果 164

 6.8 使用代码生成器生成ADC初始化代码 165

 6.9 书写具有工程结构的初始化代码 167

 6.10 电量计原理概述 169

 6.11 转换结果读取方式的比较 170

 6.12 ADC噪声抑制模式 173

 6.13 A/D的软件滤波技术 174

 6.14 软件实现的施密特触发器 186

 实例12 电量计 187

第7章 正在过收费站 192

 7.1 从并行通信到串行通信 193

 7.2 这个世界上我们都被“缓冲”着 194

 7.3 将串行进行到底 194

 7.4 串行外设接口SPI 195

 7.5 都是环形队列惹的祸 196

 7.6 使用代码生成器生成SPI初始化代码 197

 7.7 SPI通信缓冲的C语言实现 201

 7.8 缓冲区的刷新算法 203

 7.9 中断的同步 204

 7.10 建立SPI总线 205

 7.11 SPI环路总线的优化 210

 实例13 端口扩展 212

 实例14 键盘显示模块 221

第8章 包装的学问 232

 8.1 从邮递员的包裹说起 233

 8.2 心有灵犀的异步通信 234

 8.3 数据的包裹——帧 235

 8.4 应用的包裹——数据包 237

 8.5 解剖串口模块 238

 8.6 使用代码生成器生成USART初始化代码 239

 8.7 9位数据帧的发送和接收 240

 8.8 建立串行通信缓冲区 241

 8.9 9数据位模式下的多机通信 247

 8.10 多机通信的C语言实现 248

 8.11 初识状态机 250

 8.12 单字节一应一答式通信 253

 8.13 多字节通信协议 258

 8.14 简单定长数据包通信协议 259

 8.15 变长数据包通信协议 263

 实例15 数字电压表 265

第9章 傻孩子求职记 273

 9.1 TWI：一根时钟线、一根信号线 274

 9.2 半双工通信 275

 9.3 求职者模型 276

 9.4 TWI的总线仲裁 277

 9.5 贼老大的计划 279

 9.6 TWI总线协议状态机 281

 9.7 TWI通信状态机带来的麻烦 282

 9.8 Datasheet寄存器查阅导读 283

 9.9 使用代码生成器生成TWI初始化代码 284

 9.10 书写具有工程结构的C语言代码 286

 9.11 TWI通信状态机的建立 289

 9.12 轻松设计TWI通信状态机 298

 实例16 存储器24C01的读写 299

 实例17 I2C抢答器 309

第10章 MISSION UPDATE 316

 10.1 展望UPDATE 317

 10.2 ISP和IAP 318

 10.3　IAP的要点、难点与风险 319

 10.4　ATmega48/88/168的FLASH分区 323

 10.5　程序锁定熔丝的设置 325

 10.6　操纵程序存储器 327

 10.7　把IAP程序放进BOOT区 329

 10.8　小试牛刀 330

 10.9　C语言与汇编语言之争 331

 10.10 用汇编语言操作FLASH存储器 332

 实例18 ATmega48在线程序更新 333

第3篇 Code Name C

第11章 朝花夕拾 346

 11.1 一个位运算的例子 347

 11.2 文如其形的移位运算 347

 11.3　颠倒黑白的“取反”运算 351

 11.4　一票否决的“与”运算 351

 11.5 一票通过的“或”操作 353

 11.6 求同存异的“异或”运算 353

 11.7 位运算和逻辑运算的区别 354

 11.8 为什么要使用宏定义 355

 11.9 宏定义的基本形式 356

 11.10 “参数宏”由便利带来的麻烦 358

 11.11 方便的条件编译 360

 11.12 从结构体到位段 362

 11.13 “别动我的奶酪！” 365

 11.14 居安思危的volatile 369

 11.15 “你不知道我知道” 372

 实例19 编写我们的第一个头文件 375

第12章　指针都是纸老虎 378

 12.1 存储器是一个大数组 379

 12.2　“指鹿为马”说指针 379

 12.3 空指针(void *) 381

 12.4 变量、指针变量、指针常量与“不应该被修改的指针变量” 382

 12.5 数组、指针数组、数组指针 384

 12.6 多维数组 386

 12.7 指向指针的指针 389

 12.8 地址绑定与“偷天换日” 390

 12.9 大端对齐与小端对齐 391

 12.10 内存入侵 392

 12.11 extern：“在想你的三百六十五天……” 397

 12.12 人去楼空的“野指针” 399

 12.13 分支程序 400

 12.14 消息地图与函数指针 400

 12.15 态内存分配ABC 404

 实例20 端口位操作的实现 407

第13章 来自身边的启示 413

 13.1　超市储藏箱模型 414

 13.2　由数数引起的思考 417

 13.3 学习数据结构的本质障碍 418

 13.4 空间映射 419

 13.5 先来后到说队列 422

 13.6 队列的简单空间映射 423

 13.7 环形队列 425

 13.8 滑动窗口 430

 13.9 从爬楼梯想到后入先出 431

 13.10 栈的简单空间映射 432

 13.11 软件堆栈和硬件堆栈 434

 13.12 内存垃圾 439

 13.13 被遗忘的奶酪 440

 13.14 垃圾的预防 441

 实例21 贪食蛇 442

第14章 初识嵌入式系统 450

 14.1 初学者眼中的嵌入式 451

 14.2 从黑盒子谈起 452

 14.3 理想黑盒子 452

 14.4 使用黑盒子的好处、必然性和代价 453

 14.5 从黑盒子到模块化 454

 14.6 什么是黑盒子哲学 455

 14.7 源文件和头文件的分工 458

 14.8 为什么不能在头文件中放置函数和变量的实体 461

 14.9 循环包含的麻烦 462

 14.10 模块分层结构下的头文件包含 466

 14.11 硬件无关性与硬件抽象层 468

 14.12 从编码习惯到编码规范 472

 14.13 网文《请不要做浮躁的嵌入式工程师》 474

 14.14 “足够好原则”与“即时上市” 475

附录A ATmega48/88/168简介 477

附录B ICC环境下的汇编 479

附录C ICC环境下的存储器结构 484

附录D ASCII码表 489

附录E ATmega48/88/168指令集概述 490

附录F ATmega48/88/168寄存器概述 494

附录G 常见的错误代码及其解释 497

附录H ATmega48/88/168端口封装图 501

附录I ATmega48/88/168开发实验工具 503

附录J AT JTAGICE mkII AVR仿真器介绍 507

参考文献和相关网站 509