本书共分为24章，基于C语言和Proteus介绍了24个AVR单片机的应用实例，每个实例都包含有背景介绍、设计思路、硬件设计、软件设计，以及应用系统仿真与总结等内容，并提供了所有实例的Proteus仿真电路图及C语言程序源代码，读者可登录华信教育资源网查找本书，免费下载所需资源。

目 录

第1章 呼吸灯（1）

1.1 呼吸灯应用系统背景介绍（1）

1.2 呼吸灯应用系统设计思路（1）

1.2.1 系统的工作流程（1）

1.2.2 系统的需求分析与设计（2）

1.2.3 “呼吸”效果实现原理（2）

1.2.4 ATmega128单片机简介（2）

1.2.5 RCL电路（4）

1.2.6 PWM控制（4）

1.2.7 ATmega128单片机的开发环境（5）

1.3 呼吸灯应用系统的硬件设计（10）

1.3.1 硬件系统的模块划分（10）

1.3.2 硬件系统的电路图（10）

1.3.3 硬件模块基础——发光二极管（LED）（11）

1.3.4 硬件模块基础——三极管（12）

1.3.5 硬件模块基础——电阻、电容和电感（13）

1.3.6 硬件模块基础——ATmega128单片机的I/O引脚（13）

1.3.7 硬件模块基础——ATmega128单片机的定时/计数器T/C0（14）

1.3.8 Proteus硬件仿真环境的使用（18）

1.4 呼吸灯应用系统软件设计（21）

1.4.1 软件流程（21）

1.4.2 软件的应用代码（21）

1.5 应用系统仿真与总结（24）

第2章 跑步机启停/速度控制模块（32）

2.1 跑步机启停/速度控制模块背景介绍（32）

2.2 跑步机启停/速度控制模块设计思路（32）

2.2.1 跑步机启停/速度控制模块的工作流程（32）

2.2.2 系统的需求分析与设计（33）

2.2.3 “长按键”和“短按键”检测原理（33）

2.3 跑步机启停/速度控制模块的硬件设计（33）

2.3.1 硬件系统模块划分（33）

2.3.2 硬件系统的电路图（34）

2.3.3 硬件模块基础——独立按键（35）

2.3.4 硬件模块基础——数码管（36）

2.4 跑步机启停/速度控制模块的软件设计（37）

2.4.1 软件模块划分和流程设计（37）

2.4.2 启停控制模块设计（38）

2.4.3 速度控制模块设计（40）

2.4.4 软件综合（45）

2.5 应用系统仿真与总结（47）

第3章 简易电子琴（49）

3.1 简易电子琴应用系统背景介绍（49）

3.2 简易电子琴应用系统设计思路（49）

3.2.1 系统的工作流程（49）

3.2.2 系统的需求分析与设计（51）

3.2.3 ATmega128单片机播放音乐（51）

3.3 简易电子琴应用系统的硬件设计（51）

3.3.1 硬件系统模块划分（52）

3.3.2 硬件系统的电路图（52）

3.3.3 硬件模块基础——蜂鸣器（53）

3.3.4 硬件模块基础——ATmega128的内部定时/计数器T/C1（53）

3.4 简易电子琴应用系统的软件设计（59）

3.4.1 软件流程（59）

3.4.2 软件的应用代码（60）

3.5 应用系统仿真与总结（64）

第4章 手机拨号模块（66）

4.1 手机拨号模块背景介绍（66）

4.2 手机拨号模块设计思路（66）

4.2.1 系统的工作流程（66）

4.2.2 系统的需求分析与设计（66）

4.2.3 手机拨号模块的工作原理（67）

4.3 手机拨号模块的硬件设计（67）

4.3.1 硬件系统模块划分（67）

4.3.2 硬件系统的电路图（67）

4.3.3 硬件模块基础——行列扫描键盘（68）

4.3.4 硬件模块基础——1602液晶模块（69）

4.4 手机拨号模块的软件设计（71）

4.4.1 软件模块划分和流程（71）

4.4.2 行列扫描键盘软件驱动模块设计（71）

4.4.3 1602液晶驱动模块设计（72）

4.4.4 软件综合（75）

4.5 应用系统仿真与总结（77）

第5章 单I/O引脚扩展多按键（78）

5.1 单I/O引脚扩展多按键应用系统背景介绍（78）

5.2 单I/O引脚扩展多按键应用系统设计思路（78）

5.2.1 系统的工作流程（78）

5.2.2 系统的需求分析与设计（78）

5.2.3 单I/O引脚扩展多按键实现原理（79）

5.3 单I/O引脚扩展多按键应用系统的硬件设计（79）

5.3.1 硬件系统的模块划分（79）

5.3.2 硬件系统的电路图（80）

5.3.3 硬件模块基础——ATmega128的内置ADC模块（81）

5.4 单I/O引脚扩展多按键应用系统软件设计（90）

5.4.1 软件流程（90）

5.4.2 软件的应用代码（90）

5.5 应用系统仿真与总结（93）

第6章 使用ADC模块进行电阻测量（95）

6.1 使用ADC模块进行电阻测量应用系统背景介绍（95）

6.2 使用ADC模块进行电阻测量应用系统设计思路（95）

6.2.1 系统的工作流程（95）

6.2.2 系统的需求分析与设计（96）

6.2.3 使用ADC模块进行电阻测量实现原理（96）

6.2.4 排序算法（97）

6.3 使用ADC模块进行电阻测量应用系统的硬件设计（98）

6.3.1 硬件系统的模块划分（98）

6.3.2 硬件系统的电路图（98）

6.3.3 硬件模块基础——多位数码管（99）

6.4 使用ADC模块进行电阻测量应用系统软件设计（101）

6.4.1 软件流程（101）

6.4.2 软件的应用代码（101）

6.5 应用系统仿真与总结（105）

第7章 PC中控系统（107）

7.1 PC中控系统背景介绍（107）

7.2 PC中控系统设计思路（107）

7.2.1 PC中控系统的工作流程（107）

7.2.2 PC中控系统的需求分析与设计（107）

7.2.3 PC和ATmega128单片机应用系统的通信方式（108）

7.3 PC中控系统的硬件设计（110）

7.3.1 硬件系统模块划分（110）

7.3.2 硬件系统的电路图（110）

7.3.3 硬件模块基础——ATmega128单片机的串口模块（111）

7.3.4 硬件模块基础——MAX232（119）

7.3.5 硬件模块基础——光电隔离器（120）

7.3.6 硬件模块基础——继电器（121）

7.4 PC中控系统的软件设计（121）

7.4.1 软件模块划分和流程设计（121）

7.4.2 软件综合（121）

7.5 应用系统仿真与总结（123）

第8章 天车控制系统（127）

8.1 天车控制系统背景介绍（127）

8.2 天车控制系统设计思路（128）

8.2.1 天车控制系统的工作流程（128）

8.2.2 天车控制系统的需求分析与设计（128）

8.2.3 天车控制系统工作原理（128）

8.3 天车控制系统的硬件设计（129）

8.3.1 硬件系统模块划分（129）

8.3.2 硬件系统的电路图（129）

8.3.3 硬件模块基础——直流电动机（130）

8.3.4 硬件模块基础——H桥（130）

8.3.5 硬件模块基础——步进电动机（131）

8.3.6 硬件模块基础——ULN2803（132）

8.4 天车控制系统的软件设计（132）

8.4.1 软件模块划分和流程设计（133）

8.4.2 按键扫描模块设计（133）

8.4.3 步进电动机驱动模块设计（134）

8.4.4 软件综合（134）

8.5 应用系统仿真与总结（137）

第9章 电子抽奖系统（138）

9.1 电子抽奖系统背景介绍（138）

9.2 电子抽奖系统设计思路（138）

9.2.1 电子抽奖系统的工作流程（138）

9.2.2 电子抽奖系统的需求分析与设计（138）

9.2.3 单片机系统随机数产生的原理（139）

9.3 电子抽奖系统的硬件设计（140）

9.3.1 硬件系统模块划分（140）

9.3.2 硬件系统的电路图（140）

9.3.3 硬件模块基础——ATmega128单片机的外部中断（141）

9.3.4 硬件模块基础——ATmega128单片机的定时/计数器T/C3（143）

9.3.5 硬件模块基础——74HC595（144）

9.4 电子抽奖系统的软件设计（144）

9.4.1 软件模块划分和流程设计（144）

9.4.2 74HC595的驱动函数模块设计（145）

9.4.3 软件综合（149）

9.5 应用系统仿真与总结（152）

第10章 简易频率计（154）

10.1 简易频率计背景介绍（154）

10.2 简易频率计设计思路（154）

10.2.1 系统的工作流程（154）

10.2.2 系统的需求分析与设计（155）

10.2.3 频率测量原理（155）

10.3 简易频率计的硬件设计（155）

10.3.1 硬件系统模块划分（155）

10.3.2 硬件系统的电路图（156）

10.3.3 硬件模块基础——MAX7219液晶驱动芯片（157）

10.4 简易频率计的软件设计（160）

10.4.1 软件模块划分和流程（160）

10.4.2 频率测量模块设计（161）

10.4.3 显示驱动模块设计（162）

10.4.4 软件综合（163）

10.5 应用系统仿真与总结（166）

第11章 PWM控制电动机（170）

11.1 PWM控制电动机应用系统背景介绍（170）

11.2 PWM控制电动机应用系统设计思路（170）

11.2.1 系统的工作流程（170）

11.2.2 系统的需求分析与设计（170）

11.2.3 PWM控制原理（171）

11.3 PWM控制电动机应用系统的硬件设计（172）

11.3.1 硬件系统的模块划分（172）

11.3.2 硬件系统的电路图（172）

11.4 PWM控制电动机应用系统软件设计（173）

11.4.1 软件流程（174）

11.4.2 软件的应用代码（174）

11.5 应用系统仿真与总结（177）

第12章 货车超重检测系统（178）

12.1 货车超重检测系统背景介绍（178）

12.2 货车超重检测系统设计思路（178）

12.2.1 货车超重检测系统的工作流程（178）

12.2.2 货车超重检测系统的需求分析与设计（179）

12.2.3 货车超重检测系统的工作原理（179）

12.3 货车超重检测系统的硬件设计（179）

12.3.1 硬件系统模块划分（179）

12.3.2 硬件系统的电路图（179）

12.3.3 硬件模块基础——压力传感器MPX4115（180）

12.4 货车超重检测系统的软件设计（181）

12.4.1 软件模块划分和流程设计（181）

12.4.2 显示模块函数设计（181）

12.4.3 软件综合（182）

12.5 应用系统仿真与总结（185）

第13章 水位监测系统（186）

13.1 水位监测系统背景介绍（186）

13.2 水位监测系统设计思路（186）

13.2.1 水位监测系统的工作流程（186）

13.2.2 水位监测系统的需求分析与设计（186）

13.2.3 水位监测系统的工作原理（187）

13.3 水位监测系统的硬件设计（187）

13.3.1 硬件系统模块划分（187）

13.3.2 硬件系统的电路图（187）

13.3.3 硬件模块基础——ATmega128单片机的比较器模块（188）

13.4 水位监测系统的软件设计（191）...

MPLAB是目前应用最广泛的PIC单片机软件开发环境，Proteus是应用最广泛的硬件仿真环境。本书基于MPLAB和Proteus介绍了24个PIC单片机应用实例，每个实例都包含背景介绍、设计思路以及该实例涉及的基础原理、硬件设计、软件设计和仿真与总结等内容，并提供了所有实例的Proteus仿真电路图及基于MPLAB的程序源代码，读者可登录华信教育资源网查找本书免费下载。

目 录

第1章 呼吸灯（1）

1.1 呼吸灯的背景介绍（1）

1.2 呼吸灯的设计思路（1）

1.2.1 呼吸灯的工作流程（1）

1.2.2 呼吸灯的需求分析与设计（2）

1.2.3 “呼吸”效果实现原理（2）

1.2.4 PIC单片机（PIC16F87×A）简介（2）

1.2.5 RCL电路（4）

1.2.6 PWM控制（5）

1.2.7 PIC单片机的软件开发环境使用（5）

1.3 呼吸灯的硬件设计（14）

1.3.1 呼吸灯的硬件模块划分（14）

1.3.2 呼吸灯的硬件电路图（15）

1.3.3 硬件基础——发光二极管（LED）（16）

1.3.4 硬件基础——三极管（16）

1.3.5 硬件基础——电阻、电容和电感（17）

1.3.6 Proteus硬件仿真环境的使用（17）

1.4 呼吸灯的软件设计（20）

1.4.1 呼吸灯的软件流程（21）

1.4.2 呼吸灯的软件应用代码（21）

1.5 呼吸灯的仿真与总结（23）

1.5.1 使用Proteus和MPLAB对PIC单片机进行仿真（23）

1.5.2 呼吸灯的仿真（28）

第2章 跑步机控制模块（30）

2.1 跑步机控制模块的背景介绍（30）

2.2 跑步机控制模块的设计思路（30）

2.2.1 跑步机控制模块的工作流程（30）

2.2.2 跑步机控制系统的需求分析与设计（31）

2.2.3 “长按键”和“短按键”检测原理（31）

2.3 跑步机控制模块的硬件设计（31）

2.3.1 跑步机控制模块的硬件划分（31）

2.3.2 跑步机控制模块的硬件电路图（32）

2.3.3 硬件基础——独立按键（33）

2.3.4 硬件基础——数码管（33）

2.4 跑步机控制模块的软件设计（35）

2.4.1 跑步机控制模块的软件划分和流程设计（35）

2.4.2 启/停控制模块设计（36）

2.4.3 速度控制模块设计（37）

2.4.4 软件综合（40）

2.5 跑步机控制模块的仿真与总结（42）

第3章 简易电子琴（43）

3.1 简易电子琴的背景介绍（43）

3.2 简易电子琴的设计思路（43）

3.2.1 简易电子琴的工作流程（43）

3.2.2 简易电子琴的需求分析与设计（44）

3.2.3 PIC单片机播放音乐（45）

3.3 简易电子琴的硬件设计（45）

3.3.1 简易电子琴的硬件模块划分（46）

3.3.2 简易电子琴的硬件电路图（46）

3.3.3 硬件基础——PIC单片机（PIC16F877A）的定时器TMR1（47）

3.3.4 硬件基础——蜂鸣器（49）

3.4 简易电子琴的软件设计（50）

3.4.1 简易电子琴的软件流程（50）

3.4.2 简易电子琴的软件应用代码（51）

3.5 简易电子琴的仿真与总结（54）

第4章 手机拨号模块（56）

4.1 手机拨号模块的背景介绍（56）

4.2 手机拨号模块的设计思路（56）

4.2.1 手机拨号模块的工作流程（56）

4.2.2 手机拨号模块的需求分析与设计（56）

4.2.3 手机拨号模块的工作原理（57）

4.3 手机拨号模块的硬件设计（57）

4.3.1 手机拨号模块的硬件划分（57）

4.3.2 手机拨号模块的硬件电路图（58）

4.3.3 硬件基础——行列扫描键盘（59）

4.3.4 硬件基础——1602液晶显示模块（59）

4.4 手机拨号模块的软件设计（62）

4.4.1 手机拨号模块的软件划分和流程设计（62）

4.4.2 行列扫描键盘软件驱动模块设计（63）

4.4.3 1602液晶显示驱动模块设计（65）

4.4.4 软件综合（67）

4.5 手机拨号模块的仿真与总结（69）

第5章 单I/O引脚扩展多按键（71）

5.1 单I/O引脚扩展多按键的背景介绍（71）

5.2 单I/O引脚扩展多按键的设计思路（71）

5.2.1 单I/O引脚扩展多按键的工作流程（71）

5.2.2 单I/O引脚扩展多按键的需求分析与设计（71）

5.2.3 单I/O引脚扩展多按键的实现原理（72）

5.3 单I/O引脚扩展多按键的硬件设计（73）

5.3.1 单I/O引脚扩展多按键的硬件模块划分（73）

5.3.2 单I/O引脚扩展多按键的硬件电路图（73）

5.3.3 硬件基础——PIC单片机（PIC16F877A）的内置A/D模块（74）

5.4 单I/O引脚扩展多按键的软件设计（79）

5.4.1 单I/O引脚扩展多按键的软件流程（79）

5.4.2 单I/O引脚扩展多按键的软件应用代码（80）

5.5 单I/O引脚扩展多按键的仿真与总结（81）

5.5.1 Proteus中的电压表和电流表（82）

5.5.2 单I/O引脚扩展多按键的仿真（83）

第6章 使用A/D模块进行电阻测量（84）

6.1 使用A/D模块进行电阻测量的背景介绍（84）

6.2 使用A/D模块进行电阻测量的设计思路（84）

6.2.1 使用A/D模块进行电阻测量的工作流程（84）

6.2.2 使用A/D模块进行电阻测量的需求分析与设计（84）

6.2.3 使用A/D模块进行电阻测量的实现原理（85）

6.2.4 排序算法（86）

6.3 使用A/D模块进行电阻测量的硬件设计（87）

6.3.1 使用A/D模块进行电阻测量的硬件模块划分（88）

6.3.2 使用A/D模块进行电阻测量的硬件电路图（88）

6.3.3 硬件基础——多位数码管（89）

6.4 使用A/D模块进行电阻测量的软件设计（90）

6.4.1 使用A/D模块进行电阻测量的软件流程（90）

6.4.2 使用A/D模块进行电阻测量的软件应用代码（91）

6.5 使用A/D模块进行电阻测量的仿真与总结（94）

第7章 手动多电压输出电源（96）

7.1 手动多电压输出电源的背景介绍（96）

7.2 手动多电压输出电源的设计思路（96）

7.2.1 手动多电压输出电源的工作流程（96）

7.2.2 手动多电压输出电源的需求分析与设计（97）

7.2.3 手动多电压输出电源的实现原理（97）

7.3 手动多电压输出电源的硬件设计（97）

7.3.1 手动多电压输出电源的硬件模块划分（97）

7.3.2 手动多电压输出电源的硬件电路图（97）

7.3.3 硬件基础——PIC单片机的外部中断（98）

7.3.4 硬件基础 —— PIC单片机的基准电压模块（99）

7.3.5 硬件基础——MAX7219数码管驱动芯片（100）

7.4 手动多电压输出电源的软件设计（105）

7.4.1 手动多电压输出电源的软件流程（105）

7.4.2 手动多电压输出电源的软件应用代码（106）

7.5 手动多电压输出电源的仿真与总结（116）

第8章 旋钮控制模块（118）

8.1 旋钮控制模块的背景介绍（118）

8.2 旋钮控制模块的设计思路（118）

8.2.1 旋钮控制模块的工作流程（118）

8.2.2 旋钮控制模块的需求分析与设计（119）

8.2.3 RC充放电测量电阻的工作原理（119）

8.3 旋钮控制模块的硬件设计（120）

8.3.1 旋钮控制模块的硬件模块划分（120）

8.3.2 旋钮控制模块的硬件电路图（120）

8.3.3 硬件基础——PIC单片机的TMR0定时计数器（121）

8.4 旋钮控制模块的软件设计（123）

8.4.1 旋钮控制模块的软件流程（123）

8.4.2 旋钮控制模块的软件应用代码（124）

8.5 旋钮控制模块的仿真与总结（127）

8.5.1 Proteus中的虚拟示波器（128）

8.5.2 旋钮控制模块的仿真（129）

第9章 多机远距离通信模型（131）

9.1 多机远距离通信模型的背景介绍（131）

9.2 多机远距离通信模型的设计思路（132）

9.2.1 多机远距离通信模型的工作流程（132）

9.2.2 多机远距离通信模型的需求分析与设计（132）

9.2.3 多机远距离通信模型的工作原理（132）

9.3 多机远距离通信模型的硬件设计（135）

9.3.1 多机远距离通信模型的硬件模块划分（135）

9.3.2 多机远距离通信模型的硬件电路图（135）

9.3.3 硬件基础——PIC单片机的串口（137）

9.3.4 硬件基础——SN75179芯片（142）

9.3.5 硬件基础——拨码开关（143）

9.4 多机远距离通信模型的软件设计（144）

9.4.1 多机远距离通信模型的软件流程（144）

9.4.2 多机远距离通信模型的软件应用代码（145）

9.5 多机远距离通信模型的仿真与总结（149）

第10章 云台控制系统（151）

10.1 云台控制系统的背景介绍（151）

10.2 云台控制系统的设计思路（152）

10.2.1 云台控制系统的工作流程（152）

10.2.2 云台控制系统的需求分析与设计（152）

10.2.3 云台控制系统的工作原理（152）

10.3 云台控制系统的硬件设计（153）

10.3.1 云台控制系统的硬件模块划分（153）

10.3.2 云台控制系统的硬件电路图（153）

10.3.3 硬件基础——直流电动机（154）

10.3.4 硬件基础——H桥（154）

10.3.5 硬件基础——步进电动机（155）

10.3.6 硬件基础——ULN2803（156）

10.4 云台控制系统的软件设计（156）

10.4.1 云台控制系统的软件流程（157）

10.4.2 云台控制系统的软件应用代码（157）

10.5 云台控制系统的仿真与总结（161）

10.5.1 Proteus中的COMPIM模块（161）

10.5.2 Proteus中的虚拟终端（162）

10.5.3 云台控制系统的仿真（163）

第11章 SPI双机通信模型（165）

11.1 SPI双机通信模型的背景介绍（165）

11.2 SPI双机通信模型的设计思路（165）

11.2.1 SPI双机通信模型的工作流程（165）

11.2.2 SPI双机通信模型的需求分析与设计（166）

11.2.3 SPI双机通信模型的工作原理（166）

11.2.4 SPI总线通信原理（166）

11.2.5 SPI总线扩展原理（166）

11.3 SPI双机通信模型的硬件设计（167）

11.3.1 SPI双机通信模型的硬件模块划分（167）

11.3.2 SPI双机通信模型的硬件电路图（168）

11.3.3 硬件基础——PIC单片机的SPI总线接口模块（169）

11.3.4 硬件基础——继电器（171）

11.4 SPI双机通信模型的软件设计（172）

11.4.1 SPI双机通信模型的软件流程（172）

11.4.2 SPI双机通信模型的软件应用代码（173）

11.5 SPI双机通信模型的仿真与总结（175）

11.5.1 Proteus中的SPI Debugger模块（175）

11.5.2 SPI双机通信模型的仿真（176）

第12章 软件模拟串口通信（178）

12.1 软件模拟串口通信的背景介绍（178）

12.2 软件模拟串口通信的设计思路（178）

12.2.1 软件模拟串口通信实例的工作流程（178）

12.2.2 软件模拟串口通信的需求分析与设计（178）

12.2.3 使用软件模拟硬件串口（179）

12.3 软件模拟串口通信的硬件设计（179）

12.3.1 软件模拟串口通信的硬件模块划分（179）

12.3.2 软件模拟串口通信的硬件电路图（179）

12.4 软件模拟串口通信的软件设计（180）

12.4.1 软件模拟串口通信的流程设计（180）

12.4.2 软件模拟串口通信的软件应用代码（181）

12.5 软件模拟串口通信的仿真与总结（186）

第13章 PWM控制电动机（188）...