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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/C014

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/C153

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——MAX232119

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——ULN2803132

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——ATmega 128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/C3143

9.3.5 硬件模块基础——74HC595144

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MPX4115180

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

13.4.1 软件模块划分和流程设计191

13.4.2 软件的应用代码191

13.5 应用系统仿真与总结192

第14章 负载平衡监控系统194

14.1 负载平衡监控系统背景介绍194

14.2 负载平衡监控系统设计思路194

14.2.1 系统的工作流程194

14.2.2 负载平衡监控系统的需求分析与设计194

14.2.3 ATmega128单片机应用系统的通信模型和RS-42 2协议195

14.3 负载平衡监控系统的硬件设计195

14.3.1 硬件系统模块划分195

14.3.2 硬件系统的电路图196

14.3.3 硬件模块基础——SN75179197

14.3.4 硬件模块基础——拨码开关197

14.4 负载平衡监控系统的软件设计198

14.4.1 软件模块划分和流程设计198

14.4.2 软件综合198

14.5 应用系统仿真与总结202

第15章 简易数字时钟204

15.1 简易数字时钟应用系统背景介绍204

15.2 简易数字时钟应用系统设计思路204

15.2.1 系统的工作流程204

15.2.2 系统的需求分析与设计204

15.2.3 获取时钟信息205

15.3 简易数字时钟应用系统的硬件设计205

15.3.1 硬件系统的模块划分205

15.3.2 硬件系统的电路图206

15.4 简易数字时钟应用系统软件设计207

15.4.1 软件流程207

15.4.2 显示模块设计208

15.4.3 用户输入扫描模块设计208

15.4.4 定时器驱动模块设计210

15.4.5 简易数字时钟的软件综合211

15.5 应用系统仿真与总结214

第16章 商场灯光节能控制系统215

16.1 商场灯光节能控制系统背景介绍215

16.2 商场灯光节能控制系统设计思路215

16.2.1 商场灯光节能控制系统的工作流程215

16.2.2 商场灯光节能控制系统的需求分析与设计215

16.3 商场灯光节能控制系统的硬件设计216

16.3.1 硬件系统模块划分216

16.3.2 硬件系统的电路图216

16.3.3 硬件模块基础——ATmega128的SPI接口总线控制模块217

16.3.4 硬件模块基础—— DS1302时钟芯片220

16.4 商场灯光节能控制系统的软件设计222

16.4.1 软件模块划分和流程设计222

16.4.2 DS1302驱动模块设计222

16.4.3 1602液晶驱动模块设计225

16.4.4 软件综合227

16.5 应用系统仿真与总结230

第17章 数字温度计232

17.1 数字温度计应用系统背景介绍232

17.2 数字温度计应用系统设计思路232

17.2.1 系统的工作流程232

17.2.2 系统的需求分析与设计233

17.2.3 单片机应用系统的温度采集方法233

17.2.4 1-wire总线的工作原理234

17.3 数字温度计应用系统的硬件设计236

17.3.1 硬件系统的模块划分236

17.3.2 硬件系统的电路图236

17.3.3 硬件模块基础——DS18B20237

17.4 数字温度计应用系统软件设计239

17.4.1 软件流程239

17.4.2 软件的应用代码240

17.5 应用系统仿真与总结243

第18章 仓库自动通风控制系统245

18.1 仓库自动通风控制系统应用系统背景介绍245

18.2 仓库自动通风控制系统设计思路245

18.2.1 系统的工作流程245

18.2.2 系统的需求分析与设计246

18.3 仓库自动通风控制系统应用系统的硬件设计246

18.3.1 硬件系统的模块划分246

18.3.2 硬件系统的电路图247

18.4 仓库自动通风控制系统应用系统软件设计248

18.4.1 软件流程248

18.4.2 显示模块设计249

18.4.3 用户输入模块设计250

18.4.4 温度采集模块设计250

18.4.5 电动机驱动模块设计252

18.4.6 声音报警模块设计253

18.4.7 仓库自动通风控制系统软件综合253

18.5 应用系统仿真与总结255

第19章 温度曲线实时显示模块257

19.1 温度曲线实时显示模块应用系统背景介绍257

19.2 温度曲线实时显示模块应用系统设计思路257

19.2.1 系统的工作流程257

19.2.2 系统的需求分析与设计257

19.3 温度曲线实时显示模块应用系统的硬件设计257

19.3.1 硬件系统的模块划分257

19.3.2 硬件系统的电路图258

19.3.3 硬件模块基础——12864液晶模块259

19.4 温度曲线实时显示模块应用系统软件设计260

19.4.1 软件流程260

19.4.2 12864液晶驱动模块设计260

19.4.3 温度采集模块设计266

19.4.4 温度曲线实时显示模块软件综合268

19.5 应用系统仿真与总结270

第20章 可控自校准数字电源271

20.1 可控自校准数字电源应用系统背景介绍271

20.2 可控自校准数字电源应用系统设计思路272

20.2.1 系统的工作流程272

20.2.2 系统的需求分析与设计272

20.3 可控自校准数字电源应用系统的硬件设计272

20.3.1 硬件系统模块划分272

20.3.2 硬件系统的电路图273

20.3.3 硬件模块基础——DAC0832275

20.3.4 硬件模块基础——μA741276

20.4 可控自校准数字电源应用系统的软件设计278

20.4.1 软件流程278

20.4.2 显示驱动模块软件设计278

20.4.3 输入驱动模块软件设计279

20.4.4 D/A驱动模块软件设计280

20.4.5 A/D驱动模块软件设计281

20.4.6 可控自校准数字电源的软件综合281

20.5 应用系统仿真与总结284

第21章 电子秤285

21.1 电子秤应用系统背景介绍285

21.2 电子秤应用系统设计思路286

21.2.1 系统的工作流程286

21.2.2 系统的需求分析与设计286

21.3 电子秤应用系统的硬件设计286

21.3.1 硬件系统模块划分286

21.3.2 硬件系统的电路图287

21.3.3 硬件模块基础——MPX4115压力传感器288

21.4 电子秤应用系统的软件设计289

21.4.1 软件流程289

21.4.2 时钟芯片驱动模块设计289

21.4.3 显示驱动模块设计291

21.4.4 键盘处理模块设计296

21.4.5 电子秤应用系统的软件综合299

21.5 应用系统仿真与总结302

第22章 户外流水广告牌304

22.1 户外流水广告牌应用系统背景介绍304

22.2 户外流水广告牌应用系统设计思路305

22.2.1 系统的工作流程305

22.2.2 系统的需求分析与设计305

22.3 户外流水广告牌应用系统的硬件设计305

22.3.1 硬件系统模块划分305

22.3.2 硬件系统的电路图306

22.3.3 硬件模块基础——74LS138307

22.3.4 硬件模块基础——74LS373307

22.4 户外流水广告牌应用系统的软件设计308

22.4.1 软件流程308

22.4.2 时钟驱动模块软件设计309

22.4.3 温度驱动模块软件设计310

22.4.4 显示驱动模块软件设计312

22.4.5 户外流水广告牌的软件综合317

22.5 应用系统仿真与总结317

第23章 国际象棋人机对战系统319

23.1 国际象棋人机对战系统应用系统背景介绍319

23.2 国际象棋人机对战系统设计思路321

23.2.1 系统的工作流程321

23.2.2 系统的需求分析与设计321

23.3 国际象棋人机对战系统的硬件设计321

23.3.1 硬件系统模块划分321

23.3.2 硬件系统的电路图322

23.4 国际象棋人机对战系统应用系统的软件设计323

23.4.1 软件流程323

23.4.2 触摸屏和液晶显示模块软件设计324

23.4.3 国际象棋规则算法模块软件设计330

23.4.4 国际象棋人机对战系统的软件综合339

23.5 应用系统仿真与总结349

第24章 μOS-Ⅱ实时操作系统351

24.1 μCOS-Ⅱ实时操作系统应用系统背景介绍351

24.2 μCOS-ⅡI实时操作系统设计思路352

24.2.1 系统的工作流程352

24.2.2 系统的需求分析与设计352

24.3 实时操作系统基础353

24.3.1 典型的AVR单片机应用代码结构353

24.3.2 AVR单片机中的任务、多任务和任务切换354

24.3.3 AVR单片机中的资源355

24.3.4 实时操作系统的内核355

24.3.5 内核的调度和任务优先级356

24.3.6 任务的同步357

24.3.7 任务间的通信（Intertask Communication）359

24.3.8 实时操作系统的中断360

24.3.9 实时操作系统对AVR单片机存储器的要求362

24.4 μCOS-Ⅱ实时操作系统的硬件设计363

24.4.1 硬件系统模块划分363

24.4.2 硬件系统的电路图363

24.5 μCOS-Ⅱ实时操作系统基础364

24.5.1 内核结构364

24.5.2 任务管理368

24.5.3 时间管理371

24.5.4 任务之间的通信和同步371

24.5.5 内存管理373

24.6 μCOS-Ⅱ实时操作系统的移植375

24.6.1 μCOS-Ⅱ的系统结构介绍376

24.6.2 ATmega128单片机的移植基础376

24.6.3 ATmega128的移植过程377

24.7 在μCOS-Ⅱ实时操作系统上编写应用代码383

24.7.1 底层驱动文件bsp.c383

24.7.2 任务配置文件app.c387

24.8 应用系统仿真与总结389