AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践

章节摘录

版权页：   插图：   CPU指令的集合或全体称为指令系统。指令系统是CPU的重要性能指标之一，也是学习和使用单片机的重要内容。由于CPU结构的不同，每一种CPU的指令和功能也不同，因此学习AVR就必须要了解它的指令结构、功能和特点。只有在此基础上，才能更清楚地了解AVR的硬件使用，编写出好的系统程序。 AVR单片机指令系统是RISC结构的精简指令集，是一种简明、易掌握、效率高的指令系统。ATmega16单片机完全兼容AVR的指令系统，具有高性能的数据处理能力，能对位、半字节、字节和双字节数据进行各种操作，包括算术和逻辑运算、数据传送、布尔处理、控制转移和硬件乘法等操作。 ATmega16共有131条指令，按功能可分为5大类，它们是： 算术、逻辑运算和比较指令（31条）； 跳转指令（33条）； 数据传送指令（35条）； 位操作和位测试指令（28条）； MCU控制指令（4条，其中指令BREAK仅用于芯片内部测试）。 本章将对ATmega16的全部131条指令，包括字节数、功能、对标志位的影响以及执行周期数等进行简单描述。 3.1.1 指令格式及3种表示方式 指令格式是指指令码的结构形式。通常，指令可分为操作码和操作数两部分。其中操作码部分比较简单，操作数部分则比较复杂，而且随CPU类型和寻址方式的不同有较大的变化。 其中，操作码用于指示CPU执行何种操作，是加法操作还是减法操作，是数据传送还是数据移位等。第1操作数或操作数地址用于表示参与操作的第1个操作数，或该操作数在内存的地址，同时该地址也将作为操作结果存放的地址。第2操作数或操作数地址（如果有的话）用于表示参与操作的第2个操作数，或该操作数在内存的地址。 注意：在AVR的指令中，有相当一部分只有操作码，或只有操作码和第1操作数或操作数地址，前者在操作码中隐含了操作数或操作数的地址。 指令的表示方式是指采用何种形式描述指令，也是人们用于编写和阅读程序的基础。通常指令采用二进制、十六进制和助记符3种表示方式。 指令的二进制表示方式，是一种可以直接为CPU识别和执行的方式，故称为指令的机器码或汇编语言的目标代码。下载到AVR中的代码必须是可执行的目标代码。但二进制表示方式的代码具有难读、难写、难记忆和难修改等缺点，因此人们通常不用它来编写程序。 指令的十六进制表示方式是二进制表示方式的变型，只是将二进制代码4位一组用十六进制的形式描述。十六进制表示方式虽然比二进制表示方式读／写方便些，但还是不易被人们识别和修改，所以通常也不被用于编写程序，只是在某些场合，如调试环境中指令字的显示，或调试程序、修改调整个别指令代码时作为输入程序的辅助手段。 指令的助记符表示方式又称为指令的汇编形式或汇编语句，是一种用英文单词或缩写字母以及数字来表征指令功能的形式。这种方式不仅容易为人们识别和读／写，也方便记忆和交流，因此也是人们用于进行程序设计的一种常用的方式。 由于CPU可以直接识别和执行的指令形式必须是二进制表示方式的，因此不管使用十六进制表示方式还是汇编形式构成的程序，都需要通过人工或机器把它们翻译成二进制机器码的形式，才能下载到芯片中被CPU执行。 现在绝大多数单片机都提供相应的、能够在PC机上工作的开发平台，其最基本的功能就是提供用户编写汇编代码的源程序，并能将汇编源程序翻译成二进制的机器码，生成可下载的目标代码文件。

书籍目录

第1篇  基础与入门第1章  单片机嵌入式系统概述第2章  AVR单片机的基本结构第3章  AVR的指令与汇编系统第4章  AVR单片机的系统设计与开发工具第5章  实战练习（一）    第2篇  基本功能单元的应用第6章  通用I／O接口的基本结构与输出应用第7章  中断系统与基本应用第8章  定时／计数器的结构与应用第9章  键盘输入接口与状态机设计第10章  模拟比较器和ADC接口第11章  实战练习（二）    第3篇  串行接口与通信第12章  串行数据接口概述第13章  异步通信与USART接口基础第14章  USART实用设计基础第15章  串行SPI接口应用第16章  串行TWI（I2C）接口应用    第4篇  进入实战第17章  AVR片内资源应用补遗第18章  迎奥运倒计时时钟设计实例第19章  实用公交车语音报站器——WAVE播放器附录A  ATmega16熔丝位汇总附录B  AVR—51多功能实验开发板电原理图附录C  本书共享资料内容简介附录D  自制USBISP下载线参考文献

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　　《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践（第2版）》以ATMEL公司新一代AVR系列单片机中的ATmega16为蓝本，由浅入深，软硬结合，全面系统地介绍了以AVR为核心构成的单片机嵌入式系统的原理与结构，开发环境与工具，各种接口与功能单元应用的硬件设计思想和软件编写方法，以及系统调试与仿真等内容。本书在结构编排和内容选择方面与一般传统单片机教材有所不同。全书以夯实基础，面向应用，理论与实践、方法与实现紧密结合为主线展开，在充分发挥AVR的运行速度快，内部资源丰富，功能强大等显著特点的基础上，结合最新嵌入式系统开发和应用技术的发展，遵照单片机嵌入式系统研发的基本步骤和思路，采用从简单到复杂、循序渐进、螺旋式上升的方式进行编排。

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《普通高等教育"十一五"国家级规划教材:AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践(第2版)》以ATMEL公司AVR单片机ATmega16为蓝本，由浅入深，软硬结合，全面系统地介绍基于单片机的嵌入式系统的原理与结构，开发环境与工具，各种接口与功能单元应用的硬件设计思想和软件编写方法。《普通高等教育"十一五"国家级规划教材:AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践(第2版)》以夯实基础，面向应用，理论与实践、方法与实现紧密结合为主线展开，根据AVR的运行速度快、资源丰富、功能强大、以串行扩展为主等显著特点，采用C语言作为系统软件开发平台，以由简到繁、循序渐进、螺旋式上升的方式进行编排。在讲解原理和设计方法的同时，还穿插介绍相关的经验、技巧与注意事项，有很强的实用性和指导性。各章还配有问题思考、实践练习及相关参考文献和资料，供课后复习、实践、开拓知识面及进一步深入研究、提高用。



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