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第一章微型计算机综述
自1946年第一台计算机问世以来，计算机经历的70余年的发展历程，自从1978年第一款可以典型的CPU问世以来，计算机经历了前所未有的发展速度，推进了科技进步，微型计算机已经与我们的生产、生活密不可分。我国在微型计算机发展领域也是硕果累累，虽然与国外最先进技术有一定的差距，但是我国国家领导人、科学家、工程技术人员都在全力以赴的开展工作，推进我国计算机领域的发展。
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●1.1微型计算机的发展
自1946年第一台计算机问世以来，该领域的典型成果。
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●1.2微型计算机的功能
微型计算机的典型特征和功能。
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●1.3微型计算机的国内发展
我国微型计算机的发展成果和老一代国家领导人和科学家的贡献。
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第二章单片微型计算机内部结构及接口特点
把中央处理单元 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、中断系统、定时器/计数器以及 I/O 接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上的微型计算机，我们称之为单片微型计算机，他是微型计算机的一类典型代表，它具有集成度高；控制系统在线应用；软硬件结合；应用广泛和适应恶劣环境的优势。AVR单片微型计算机是上世纪90年代末出现的一款性能优秀的产品，受到世界各国大学生的推崇，是世界多所优秀大学的教学样本。
本课程也将以AVRMEGA16单片微型计算机为样本进行讲解。 -
●2.1AVR单片微型计算机特点
单片微型计算机的特点是：中央处理器（CPU）、内部数据存储器、内部程序存储器、定时器/计数器、并行 I/O 口、串行口、中断控制系统、时钟电路、总线等包含在一个芯片内部。
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●2.2内部功能和结构
讲解AVRMEGA16内部CPU的结构特点和工作流程。
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●2.3IO基本工作原理
讲解AVRMEGA16的IO口结构特点和控制方法。
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●2.4IO的基本控制方法
以LED和按键控制为例，讲解IO口的基本编程控制。
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●2.5IO的逻辑控制
以步进电机和八段数码管为例，讲解IO口的组合逻辑编程控制
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●2.6中断功能分析
讲解AVRMEGA16内部的中断原理和控制要求。
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●2.7中断原理及控制
讲解中断嵌套的实现方法和中断向量表的结构及位置
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●2.8外部中断特性分析
讲解外部中断原理及配置方法。
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●2.9中断程序编写实例
以按键为例，讲解外部中断编程控制实例
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●2.10EEPROM原理及应用
讲解EEPROM的结构特点和编程控制实例
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●2.11RAM的原理及应用
讲解RAM的结构特点和通用寄存器、专用寄存器和存储器的编址特点。
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第三章AVRMEGA16汇编指令系统
汇编语言（assembly language）是一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言，亦称为符号语言。在汇编语言中，用助记符代替机器指令的操作码，用地址符号或标号代替指令或操作数的地址。在不同的设备中，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过程转换成机器指令。特定的汇编语言和特定的机器语言指令集是一一对应的，不同平台之间不可直接移植。
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●3.1汇编指令简介
AVRMEGA16的汇编指令集为精简指令集，有130个助记符，一句功能分为5大类。
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●3.2汇编指令结构与寻址方式
主要讲解汇编指令结构与三种主要寻址方式
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●3.3寄存器寻址方式举例
寄存器寻址方式举例，寻址方式的分析方法和应用方法。
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●3.4数据传送指令
数据传送指令特性分析与应用
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●3.5算数逻辑运算
针对算数逻辑运算的运算方式，本节将逐一分析其工作原理和特性，并介绍应用方法.
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●3.6跳转转移指令
跳转转移指令主要包括：无条件转移和条件转移指令，本节将介绍他们的联系与区别，转移指令的工作原理，特性分析，对程序运行的影响和应用方法。
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●3.7子程序调用与返回
子程序调用的工作原理，特性分析，对程序运行的影响和应用方法，和与转移指令的区别，及返回方法。
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●3.8位操作指令
位操作指令的工作原理，特性分析，对程序运行的影响和应用方法。
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第四章AVRMEGA16中断系统及定时器
本章主要学习定时器/计数器原理。ATmega16 内部有 3 个定时器/计数器的区别、结构特点、工作模式和应用方法，寄存器的设置。基于定时计数器功能的拓展一个用，包括：事件捕捉原理，PWM输出原理，比较输出模式，以及他们的中断工作模式设定。
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●4.1定时计数器的原理
定时器的工作原理及定时计数器的本质。
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●4.2定时计数器T0特性分析
定时计数器0的工作模式分析及中断设定。
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●4.3基本定时溢出功能
定时计数器1的基本功能和工作原理分析。
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●4.4其他工作模式简介
定时计数器1的CTC工作模式、快速PWM模式和移相PWM模式工作原理及设定。
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●4.5定时计数器T1功能应用
定时计数器1的快速PWM工作参数设定及案例分析。
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●4.6定时计数器T/C1输入捕捉功能
定时计数器1的输入捕捉工作原理分析和编程控制方法。
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●4.7TC2特性分析
定时计数器2的特性分析和工作原理
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●4.8T2的异步工作模式
定时计数器2的异步工作原理及设定方法。
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●4.9动态数码管显示
利用定时计数器1的定时溢出中断方法，编程实现数码管的动态显示。
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第五章AVRMEGA16模拟接口及使用方法
本章主要讲解微型计算机进行模拟量到数字量的转换原理、转换过程和转换结果的提取，以及AD转换的应用。在很多应用场合需要测量模拟量，例如，在空调控制中需要测量温度。模拟量是连续变化的量， 而计算机作运算处理时采用的是二进制表示的数字量。为了让计算机知道模拟量的大小，需要用模/数转换的装置，简称 A/D 转换，也称 ADC。本章基于ATmega16 中一个 8 路 10 位逐次比较的 A/D转换电路作为样例进行讲解。
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●5.1DA转换的原理
逐次比较型的AD转换器核心是一个DA转换器，了解DA转换器的原理有助于我们理解和应用AD转换器。
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●5.2AD转换的原理
AD转换器的工作步骤和性能评价指标。
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●5.3逐次逼近型AD转换器
逐次逼近型AD转换器的工作原理和特性。
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●5.4双积分型AD转换器
双积分型AD转换器的工作原理和特性。
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●5.5ATMEGA16的AD转换器
ATMEGA16的AD转换器电路模型、工作原理及性能分析
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●5.6ATMEGA16的AD寄存器
ATMEGA16的AD相关控制方法，寄存器设定和例程讲解。
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●5.7差分增益工作原理
差分增益工作原理，应用方法和例程讲解
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●5.8PWM实现DA输出
基于PWM功能实现DA输出的原理和应用方法
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●5.9AD转换后的数字滤波
AD转换后的数字滤波种类、工作原理和应用方法。
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●5.10模拟比较器
模拟比较器在AD转换中的应用。
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●5.11综合应用
以循迹小车为例，讲解定时计数器和AD转换器的应用方法。
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第六章AVRMEGA16的C语言使用特点
单片微型计算机程序开发与调试过程中，在专用的ICCAVR编译环境下采用C语言编程。
本章讲解C语言的控制流，引用的头文件,执行进行预处理等功能。同时分析全局变量和局部变量；函数和宏；指针和数组；及各种数据类型在微型计算机存储器内的存储特性和对单片微型计算机工作性能的影响。从而提高分析程序和设计简单的微型计算机程序的能力。 -
●6.1C语言基本格式与预编译
C语言的基本格式，单片微型计算机的C语言与通用C语言编程的区别，预编译的应用。
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●6.2变量属性与存储资源
变量属性对存储资源和工作性能的影响。
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●6.3C语言的程序控制
C语言的程序控制指令对于单片微型计算机工作性能的影响。
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●6.4函数调用有参数传递
函数调用及参数传递对于单片微型计算机工作性能的影响。
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●6.5数组及指针
数组及指针的特性及对于单片微型计算机工作性能的影响。
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第七章AVRMEGA16的串行通信接口
同步串行外设接口 SPI 、通用异步收发器接口UART、内部IC总线接口I2C的工作特性和应用方法。
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●7.1SPI
同步串行外设接口SPI的工作原理和应用方法。
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●7.2UART
通用异步收发器接口UART的工作原理和应用方法。
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●7.3I2C
内部IC总线接口I2C的工作原理和应用方法。
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第八章编译器和集成开发环境
AVRMEGA的另一个应用优势在于其开源性，本课程采用的ICCAVR软件编程环境，采用ISP的程序下载方式。
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●8.1开发环境-编译与文件
编译环境的配置和使用方法，注意事项。
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●8.2下载方式
下载方式与参数配置方法。