AVR單片機應用開發24例：基於Proteus模擬（簡體書）

大學教師，2005年曾獲全國大學生電子設計競賽全國一等獎，具備豐富的單片機開發和教學經驗，編寫的單片機案例類圖書貼近實戰，指導性強。

目 錄
第1章 呼吸燈 （1）
1．1 呼吸燈應用系統背景介紹 （1）
1．2 呼吸燈應用系統設計思路 （1）
1．2．1 系統的工作流程 （1）
1．2．2 系統的需求分析與設計 （2）
1．2．3 “呼吸”效果實現原理 （2）
1．2．4 ATmega128單片機簡介 （2）
1．2．5 RCL電路 （4）
1．2．6 PWM控制 （4）
1．2．7 ATmega128單片機的開發環境 （5）
1．3 呼吸燈應用系統的硬件設計 （10）
1．3．1 硬件系統的模塊劃分 （10）
1．3．2 硬件系統的電路圖 （10）
1．3．3 硬件模塊基礎――發光二極管（LED） （11）
1．3．4 硬件模塊基礎――三極管 （12）
1．3．5 硬件模塊基礎――電阻、電容和電感 （13）
1．3．6 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的I/O引腳 （13）
1．3．7 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的定時/計數器T/C0 （14）
1．3．8 Proteus硬件仿真環境的使用 （18）
1．4 呼吸燈應用系統軟件設計 （21）
1．4．1 軟件流程 （21）
1．4．2 軟件的應用代碼 （21）
1．5 應用系統仿真與總結 （24）
第2章 跑步機啟停/速度控制模塊 （32）
2．1 跑步機啟停/速度控制模塊背景介紹 （32）
2．2 跑步機啟停/速度控制模塊設計思路 （32）
2．2．1 跑步機啟停/速度控制模塊的工作流程 （32）
2．2．2 系統的需求分析與設計 （33）
2．2．3 “長按鍵”和“短按鍵”檢測原理 （33）
2．3 跑步機啟停/速度控制模塊的硬件設計 （33）
2．3．1 硬件系統模塊劃分 （33）
2．3．2 硬件系統的電路圖 （34）
2．3．3 硬件模塊基礎――獨立按鍵 （35）
2．3．4 硬件模塊基礎――數碼管 （36）
2．4 跑步機啟停/速度控制模塊的軟件設計 （37）
2．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （37）
2．4．2 啟停控制模塊設計 （38）
2．4．3 速度控制模塊設計 （40）
2．4．4 軟件綜合 （45）
2．5 應用系統仿真與總結 （47）
第3章 簡易電子琴 （49）
3．1 簡易電子琴應用系統背景介紹 （49）
3．2 簡易電子琴應用系統設計思路 （49）
3．2．1 系統的工作流程 （49）
3．2．2 系統的需求分析與設計 （51）
3．2．3 ATmega128單片機播放音樂 （51）
3．3 簡易電子琴應用系統的硬件設計 （51）
3．3．1 硬件系統模塊劃分 （52）
3．3．2 硬件系統的電路圖 （52）
3．3．3 硬件模塊基礎――蜂鳴器 （53）
3．3．4 硬件模塊基礎――ATmega128的內部定時/計數器T/C1 （53）
3．4 簡易電子琴應用系統的軟件設計 （59）
3．4．1 軟件流程 （59）
3．4．2 軟件的應用代碼 （60）
3．5 應用系統仿真與總結 （64）
第4章 手機撥號模塊 （66）
4．1 手機撥號模塊背景介紹 （66）
4．2 手機撥號模塊設計思路 （66）
4．2．1 系統的工作流程 （66）
4．2．2 系統的需求分析與設計 （66）
4．2．3 手機撥號模塊的工作原理 （67）
4．3 手機撥號模塊的硬件設計 （67）
4．3．1 硬件系統模塊劃分 （67）
4．3．2 硬件系統的電路圖 （67）
4．3．3 硬件模塊基礎――行列掃描鍵盤 （68）
4．3．4 硬件模塊基礎――1602液晶模塊 （69）
4．4 手機撥號模塊的軟件設計 （71）
4．4．1 軟件模塊劃分和流程 （71）
4．4．2 行列掃描鍵盤軟件驅動模塊設計 （71）
4．4．3 1602液晶驅動模塊設計 （72）
4．4．4 軟件綜合 （75）
4．5 應用系統仿真與總結 （77）
第5章 單I/O引腳擴展多按鍵 （78）
5．1 單I/O引腳擴展多按鍵應用系統背景介紹 （78）
5．2 單I/O引腳擴展多按鍵應用系統設計思路 （78）
5．2．1 系統的工作流程 （78）
5．2．2 系統的需求分析與設計 （78）
5．2．3 單I/O引腳擴展多按鍵實現原理 （79）
5．3 單I/O引腳擴展多按鍵應用系統的硬件設計 （79）
5．3．1 硬件系統的模塊劃分 （79）
5．3．2 硬件系統的電路圖 （80）
5．3．3 硬件模塊基礎――ATmega128的內置ADC模塊 （81）
5．4 單I/O引腳擴展多按鍵應用系統軟件設計 （90）
5．4．1 軟件流程 （90）
5．4．2 軟件的應用代碼 （90）
5．5 應用系統仿真與總結 （93）
第6章 使用ADC模塊進行電阻測量 （95）
6．1 使用ADC模塊進行電阻測量應用系統背景介紹 （95）
6．2 使用ADC模塊進行電阻測量應用系統設計思路 （95）
6．2．1 系統的工作流程 （95）
6．2．2 系統的需求分析與設計 （96）
6．2．3 使用ADC模塊進行電阻測量實現原理 （96）
6．2．4 排序算法 （97）
6．3 使用ADC模塊進行電阻測量應用系統的硬件設計 （98）
6．3．1 硬件系統的模塊劃分 （98）
6．3．2 硬件系統的電路圖 （98）
6．3．3 硬件模塊基礎――多位數碼管 （99）
6．4 使用ADC模塊進行電阻測量應用系統軟件設計 （101）
6．4．1 軟件流程 （101）
6．4．2 軟件的應用代碼 （101）
6．5 應用系統仿真與總結 （105）
第7章 PC中控系統 （107）
7．1 PC中控系統背景介紹 （107）
7．2 PC中控系統設計思路 （107）
7．2．1 PC中控系統的工作流程 （107）
7．2．2 PC中控系統的需求分析與設計 （107）
7．2．3 PC和ATmega128單片機應用系統的通信方式 （108）

7．3 PC中控系統的硬件設計 （110）
7．3．1 硬件系統模塊劃分 （110）
7．3．2 硬件系統的電路圖 （110）
7．3．3 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的串口模塊 （111）
7．3．4 硬件模塊基礎――MAX232 （119）
7．3．5 硬件模塊基礎――光電隔離器 （120）
7．3．6 硬件模塊基礎――繼電器 （121）
7．4 PC中控系統的軟件設計 （121）
7．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （121）

7．4．2 軟件綜合 （121）
7．5 應用系統仿真與總結 （123）
第8章 天車控制系統 （127）
8．1 天車控制系統背景介紹 （127）
8．2 天車控制系統設計思路 （128）
8．2．1 天車控制系統的工作流程 （128）
8．2．2 天車控制系統的需求分析與設計 （128）
8．2．3 天車控制系統工作原理 （128）
8．3 天車控制系統的硬件設計 （129）
8．3．1 硬件系統模塊劃分 （129）
8．3．2 硬件系統的電路圖 （129）
8．3．3 硬件模塊基礎――直流電動機 （130）
8．3．4 硬件模塊基礎――H橋 （130）
8．3．5 硬件模塊基礎――步進電動機 （131）
8．3．6 硬件模塊基礎――ULN2803 （132）
8．4 天車控制系統的軟件設計 （132）
8．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （133）
8．4．2 按鍵掃描模塊設計 （133）
8．4．3 步進電動機驅動模塊設計 （134）
8．4．4 軟件綜合 （134）
8．5 應用系統仿真與總結 （137）
第9章 電子抽獎系統 （138）
9．1 電子抽獎系統背景介紹 （138）
9．2 電子抽獎系統設計思路 （138）
9．2．1 電子抽獎系統的工作流程 （138）
9．2．2 電子抽獎系統的需求分析與設計 （138）
9．2．3 單片機系統隨機數產生的原理 （139）
9．3 電子抽獎系統的硬件設計 （140）
9．3．1 硬件系統模塊劃分 （140）
9．3．2 硬件系統的電路圖 （140）
9．3．3 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的外部中斷 （141）
9．3．4 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的定時/計數器T/C3 （143）
9．3．5 硬件模塊基礎――74HC595 （144）
9．4 電子抽獎系統的軟件設計 （144）
9．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （144）
9．4．2 74HC595的驅動函數模塊設計 （145）
9．4．3 軟件綜合 （149）
9．5 應用系統仿真與總結 （152）
第10章 簡易頻率計 （154）
10．1 簡易頻率計背景介紹 （154）
10．2 簡易頻率計設計思路 （154）
10．2．1 系統的工作流程 （154）
10．2．2 系統的需求分析與設計 （155）
10．2．3 頻率測量原理 （155）
10．3 簡易頻率計的硬件設計 （155）
10．3．1 硬件系統模塊劃分 （155）
10．3．2 硬件系統的電路圖 （156）
10．3．3 硬件模塊基礎――MAX7219液晶驅動芯片 （157）
10．4 簡易頻率計的軟件設計 （160）
10．4．1 軟件模塊劃分和流程 （160）
10．4．2 頻率測量模塊設計 （161）
10．4．3 顯示驅動模塊設計 （162）
10．4．4 軟件綜合 （163）
10．5 應用系統仿真與總結 （166）
第11章 PWM控制電動機 （170）
11．1 PWM控制電動機應用系統背景介紹 （170）
11．2 PWM控制電動機應用系統設計思路 （170）
11．2．1 系統的工作流程 （170）
11．2．2 系統的需求分析與設計 （170）
11．2．3 PWM控制原理 （171）
11．3 PWM控制電動機應用系統的硬件設計 （172）
11．3．1 硬件系統的模塊劃分 （172）
11．3．2 硬件系統的電路圖 （172）
11．4 PWM控制電動機應用系統軟件設計 （173）
11．4．1 軟件流程 （174）
11．4．2 軟件的應用代碼 （174）
11．5 應用系統仿真與總結 （177）
第12章 貨車超重檢測系統 （178）
12．1 貨車超重檢測系統背景介紹 （178）
12．2 貨車超重檢測系統設計思路 （178）
12．2．1 貨車超重檢測系統的工作流程 （178）
12．2．2 貨車超重檢測系統的需求分析與設計 （179）
12．2．3 貨車超重檢測系統的工作原理 （179）
12．3 貨車超重檢測系統的硬件設計 （179）
12．3．1 硬件系統模塊劃分 （179）
12．3．2 硬件系統的電路圖 （179）

12．3．3 硬件模塊基礎――壓力傳感器MPX4115 （180）
12．4 貨車超重檢測系統的軟件設計 （181）
12．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （181）
12．4．2 顯示模塊函數設計 （181）

12．4．3 軟件綜合 （182）
12．5 應用系統仿真與總結 （185）
第13章 水位監測系統 （186）
13．1 水位監測系統背景介紹 （186）
13．2 水位監測系統設計思路 （186）
13．2．1 水位監測系統的工作流程 （186）
13．2．2 水位監測系統的需求分析與設計 （186）
13．2．3 水位監測系統的工作原理 （187）
13．3 水位監測系統的硬件設計 （187）
13．3．1 硬件系統模塊劃分 （187）
13．3．2 硬件系統的電路圖 （187）
13．3．3 硬件模塊基礎――ATmega128單片機的比較器模塊 （188）
13．4 水位監測系統的軟件設計 （191）
13．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （191）
13．4．2 軟件的應用代碼 （191）
13．5 應用系統仿真與總結 （192）
第14章 負載平衡監控系統 （194）
14．1 負載平衡監控系統背景介紹 （194）
14．2 負載平衡監控系統設計思路 （194）
14．2．1 系統的工作流程 （194）
14．2．2 負載平衡監控系統的需求分析與設計 （194）
14．2．3 ATmega128單片機應用系統的通信模型和RS-422協議 （195）
14．3 負載平衡監控系統的硬件設計 （195）
14．3．1 硬件系統模塊劃分 （195）
14．3．2 硬件系統的電路圖 （196）
14．3．3 硬件模塊基礎――SN75179 （197）
14．3．4 硬件模塊基礎――撥碼開關 （197）
14．4 負載平衡監控系統的軟件設計 （198）
14．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （198）
14．4．2 軟件綜合 （198）
14．5 應用系統仿真與總結 （202）

第15章 簡易數字時鐘 （204）
15．1 簡易數字時鐘應用系統背景介紹 （204）
15．2 簡易數字時鐘應用系統設計思路 （204）
15．2．1 系統的工作流程 （204）
15．2．2 系統的需求分析與設計 （204）
15．2．3 獲取時鐘信息 （205）
15．3 簡易數字時鐘應用系統的硬件設計 （205）
15．3．1 硬件系統的模塊劃分 （205）
15．3．2 硬件系統的電路圖 （206）
15．4 簡易數字時鐘應用系統軟件設計 （207）
15．4．1 軟件流程 （207）
15．4．2 顯示模塊設計 （208）
15．4．3 用戶輸入掃描模塊設計 （208）
15．4．4 定時器驅動模塊設計 （210）
15．4．5 簡易數字時鐘的軟件綜合 （211）
15．5 應用系統仿真與總結 （214）
第16章 商場燈光節能控制系統 （215）
16．1 商場燈光節能控制系統背景介紹 （215）
16．2 商場燈光節能控制系統設計思路 （215）
16．2．1 商場燈光節能控制系統的工作流程 （215）
16．2．2 商場燈光節能控制系統的需求分析與設計 （215）
16．3 商場燈光節能控制系統的硬件設計 （216）
16．3．1 硬件系統模塊劃分 （216）
16．3．2 硬件系統的電路圖 （216）
16．3．3 硬件模塊基礎――ATmega128的SPI接口總線控制模塊 （217）
16．3．4 硬件模塊基礎――DS1302時鐘芯片 （220）
16．4 商場燈光節能控制系統的軟件設計 （222）
16．4．1 軟件模塊劃分和流程設計 （222）
16．4．2 DS1302驅動模塊設計 （222）
16．4．3 1602液晶驅動模塊設計 （225）
16．4．4 軟件綜合 （227）
16．5 應用系統仿真與總結 （230）
第17章 數字溫度計 （232）
17．1 數字溫度計應用系統背景介紹 （232）
17．2 數字溫度計應用系統設計思路 （232）
17．2．1 系統的工作流程 （232）
17．2．2 系統的需求分析與設計 （233）
17．2．3 單片機應用系統的溫度采集方法 （233）
17．2．4 1-wire總線的工作原理 （234）
17．3 數字溫度計應用系統的硬件設計 （236）
17．3．1 硬件系統的模塊劃分 （236）
17．3．2 硬件系統的電路圖 （236）
17．3．3 硬件模塊基礎――DS18B20 （237）
17．4 數字溫度計應用系統軟件設計 （239）
17．4．1 軟件流程 （239）
17．4．2 軟件的應用代碼 （240）
17．5 應用系統仿真與總結 （243）
第18章 倉庫自動通風控制系統 （245）
18．1 倉庫自動通風控制系統應用系統背景介紹 （245）

18．2 倉庫自動通風控制系統設計思路 （245）
18．2．1 系統的工作流程 （245）
18．2．2 系統的需求分析與設計 （246）
18．3 倉庫自動通風控制系統應用系統的硬件設計 （246）
18．3．1 硬件系統的模塊劃分 （246）
18．3．2 硬件系統的電路圖 （247）
18．4 倉庫自動通風控制系統應用系統軟件設計 （248）
18．4．1 軟件流程 （248）
18．4．2 顯示模塊設計 （249）
18．4．3 用戶輸入模塊設計 （250）
18．4．4 溫度采集模塊設計 （250）
18．4．5 電動機驅動模塊設計 （252）
18．4．6 聲音報警模塊設計 （253）
18．4．7 倉庫自動通風控制系統軟件綜合 （253）
18．5 應用系統仿真與總結 （255）
第19章 溫度曲線實時顯示模塊 （257）
19．1 溫度曲線實時顯示模塊應用系統背景介紹 （257）
19．2 溫度曲線實時顯示模塊應用系統設計思路 （257）
19．2．1 系統的工作流程 （257）
19．2．2 系統的需求分析與設計 （257）
19．3 溫度曲線實時顯示模塊應用系統的硬件設計 （257）
19．3．1 硬件系統的模塊劃分 （257）
19．3．2 硬件系統的電路圖 （258）
19．3．3 硬件模塊基礎――12864液晶模塊 （259）
19．4 溫度曲線實時顯示模塊應用系統軟件設計 （260）
19．4．1 軟件流程 （260）
19．4．2 12864液晶驅動模塊設計 （260）
19．4．3 溫度采集模塊設計 （266）
19．4．4 溫度曲線實時顯示模塊軟件綜合 （268）
19．5 應用系統仿真與總結 （270）















第20章 可控自校準數字電源 （271）
20．1 可控自校準數字電源應用系統背景介紹 （271）
20．2 可控自校準數字電源應用系統設計思路 （272）
20．2．1 系統的工作流程 （272）
20．2．2 系統的需求分析與設計 （272）
20．3 可控自校準數字電源應用系統的硬件設計 （272）
20．3．1 硬件系統模塊劃分 （272）
20．3．2 硬件系統的電路圖 （273）
20．3．3 硬件模塊基礎――DAC0832 （275）
20．3．4 硬件模塊基礎――A741 （276）

20．4 可控自校準數字電源應用系統的軟件設計 （278）
20．4．1 軟件流程 （278）
20．4．2 顯示驅動模塊軟件設計 （278）
20．4．3 輸入驅動模塊軟件設計 （279）
20．4．4 D/A驅動模塊軟件設計 （280）
20．4．5 A/D驅動模塊軟件設計 （281）
20．4．6 可控自校準數字電源的軟件綜合 （281）
20．5 應用系統仿真與總結 （284）
第21章 電子秤 （285）
21．1 電子秤應用系統背景介紹 （285）
21．2 電子秤應用系統設計思路 （286）
21．2．1 系統的工作流程 （286）
21．2．2 系統的需求分析與設計 （286）
21．3 電子秤應用系統的硬件設計 （286）
21．3．1 硬件系統模塊劃分 （286）
21．3．2 硬件系統的電路圖 （287）
21．3．3 硬件模塊基礎――MPX4115壓力傳感器 （288）
21．4 電子秤應用系統的軟件設計 （289）
21．4．1 軟件流程 （289）
21．4．2 時鐘芯片驅動模塊設計 （289）
21．4．3 顯示驅動模塊設計 （291）
21．4．4 鍵盤處理模塊設計 （296）
21．4．5 電子秤應用系統的軟件綜合 （299）
21．5 應用系統仿真與總結 （302）
第22章 戶外流水廣告牌 （304）
22．1 戶外流水廣告牌應用系統背景介紹 （304）
22．2 戶外流水廣告牌應用系統設計思路 （305）
22．2．1 系統的工作流程 （305）
22．2．2 系統的需求分析與設計 （305）
22．3 戶外流水廣告牌應用系統的硬件設計 （305）
22．3．1 硬件系統模塊劃分 （305）
22．3．2 硬件系統的電路圖 （306）
22．3．3 硬件模塊基礎――74LS138 （307）
22．3．4 硬件模塊基礎――74LS373 （307）
22．4 戶外流水廣告牌應用系統的軟件設計 （308）
22．4．1 軟件流程 （308）
22．4．2 時鐘驅動模塊軟件設計 （309）
22．4．3 溫度驅動模塊軟件設計 （310）
22．4．4 顯示驅動模塊軟件設計 （312）
22．4．5 戶外流水廣告牌的軟件綜合 （317）
22．5 應用系統仿真與總結 （317）
第23章 國際象棋人機對戰系統 （319）
23．1 國際象棋人機對戰系統應用系統背景介紹 （319）
23．2 國際象棋人機對戰系統設計思路 （321）
23．2．1 系統的工作流程 （321）
23．2．2 系統的需求分析與設計 （321）
23．3 國際象棋人機對戰系統的硬件設計 （321）
23．3．1 硬件系統模塊劃分 （321）
23．3．2 硬件系統的電路圖 （322）
23．4 國際象棋人機對戰系統應用系統的軟件設計 （323）
23．4．1 軟件流程 （323）
23．4．2 觸摸屏和液晶顯示模塊軟件設計 （324）
23．4．3 國際象棋規則算法模塊軟件設計 （330）
23．4．4 國際象棋人機對戰系統的軟件綜合 （339）
23．5 應用系統仿真與總結 （349）
第24章 COS-Ⅱ實時操作系統 （351）
24．1 COS-Ⅱ實時操作系統應用系統背景介紹 （351）
24．2 COS-Ⅱ實時操作系統設計思路 （352）
24．2．1 系統的工作流程 （352）
24．2．2 系統的需求分析與設計 （352）
24．3 實時操作系統基礎 （353）
24．3．1 典型的AVR單片機應用代碼結構 （353）
24．3．2 AVR單片機中的任務、多任務和任務切換 （354）
24．3．3 AVR單片機中的資源 （355）
24．3．4 實時操作系統的內核 （355）
24．3．5 內核的調度和任務優先級 （356）
24．3．6 任務的同步 （357）
24．3．7 任務間的通信（Intertask Communication） （359）
24．3．8 實時操作系統的中斷 （360）
24．3．9 實時操作系統對AVR單片機存儲器的要求 （362）

24．4 COS-Ⅱ實時操作系統的硬件設計 （363）
24．4．1 硬件系統模塊劃分 （363）
24．4．2 硬件系統的電路圖 （363）
24．5 COS-Ⅱ實時操作系統基礎 （364）
24．5．1 內核結構 （364）
24．2．2 任務管理 （368）
24．5．3 時間管理 （371）
24．5．4 任務之間的通信和同步 （371）
24．5．5 內存管理 （373）
24．6 COS-Ⅱ實時操作系統的移植 （375）

24．6．1 COS-Ⅱ的系統結構介紹 （376）
24．6．2 ATmega128單片機的移植基礎 （376）
24．6．3 ATmega128的移植過程 （377）
24．7 在COS-Ⅱ實時操作系統上編寫應用代碼 （383）
24．7．1 底層驅動文件bsp．c （383）
24．7．2 任務配置文件app．c （387）
24．8 應用系統仿真與總結 （389）