前 言
《AVR單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目化教程》于2013年1月由電子工業(yè)出版社首次出版，并于2014年7月入選教育部 十二五職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材。隨著時(shí)代發(fā)展，原有教材結(jié)構(gòu)、體例及部分內(nèi)容均已無(wú)法滿足現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)發(fā)展之要求，因此，作者結(jié)合本教材多年使用及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，充分考慮了職業(yè)院校的辦學(xué)定位、崗位需求等，于2018年在原書第一版基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂。修訂后的教材著重能力本位構(gòu)建，以項(xiàng)目為主體，以任務(wù)為中心，圍繞項(xiàng)目和任務(wù)重構(gòu)和精選內(nèi)容，并更注重學(xué)生專業(yè)技能和方法能力的培養(yǎng)和應(yīng)用技能之培養(yǎng)。修訂后的教材具有如下特色：
1. 注重能力本位構(gòu)建，以項(xiàng)目為主體，以任務(wù)為中心，圍繞項(xiàng)目和任務(wù)重構(gòu)、精選內(nèi)容。
傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)將理論與實(shí)踐分開，先導(dǎo)入大量原理，再動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生理解困難、學(xué)習(xí)枯燥乏味。現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)教學(xué)理論倡導(dǎo)行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)，通過(guò)行動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在做中學(xué)，在學(xué)中做，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。本書圍繞AVR單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理，內(nèi)容上分模塊展開，全書分為緒論、基本I/O口操作、人機(jī)交互接口、中斷定時(shí)計(jì)數(shù)器、信號(hào)轉(zhuǎn)換、串行通信、實(shí)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)等共計(jì)7個(gè)模塊。以行動(dòng)為導(dǎo)向，每個(gè)模塊根據(jù)內(nèi)容設(shè)計(jì)若干完整、獨(dú)立、實(shí)用的項(xiàng)目，共計(jì)11個(gè)，為拓展知識(shí)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了拓展項(xiàng)目7個(gè)，涵蓋了單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、AVR單片機(jī)的軟硬件平臺(tái)使用、C語(yǔ)言語(yǔ)法、I/O口、鍵盤、顯示、中斷、定時(shí)器、PWM、模擬比較器、DAC、ADC、異步串行通信、SPI、I2C、內(nèi)置EEPROM等，幾乎涵蓋了AVR單片機(jī)絕大部分資源，最后設(shè)計(jì)兩個(gè)綜合應(yīng)用項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目以行動(dòng)導(dǎo)入學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)任務(wù)表，以便于讀者梳理和歸納。部分項(xiàng)目配有程序流程圖，方便讀者理解程序設(shè)計(jì)思路。教材最后設(shè)計(jì)了若干附錄，可作為實(shí)用參考資料。
2. 以教學(xué)做為指引，以模塊為紐帶，以項(xiàng)目為載體進(jìn)行重構(gòu)序化內(nèi)容，各自既相互獨(dú)立，又互為支撐，且層層遞進(jìn)。
教材內(nèi)容編排設(shè)計(jì)思路以模塊為紐帶，以項(xiàng)目為中心，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以教學(xué)做一體化為指引，內(nèi)容力求實(shí)用，序化力求科學(xué)合理。在分模塊的基礎(chǔ)上，各教學(xué)項(xiàng)目既相互獨(dú)立，又互為支撐，且層層遞進(jìn)。各項(xiàng)目從教學(xué)任務(wù)切入，通過(guò)分析任務(wù)要求、實(shí)現(xiàn)思路、實(shí)現(xiàn)方法，最后實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，以行動(dòng)導(dǎo)入學(xué)習(xí)問(wèn)題、學(xué)習(xí)內(nèi)容，從知識(shí)鏈接、項(xiàng)目拓展、知識(shí)拓展、項(xiàng)目總結(jié)、項(xiàng)目訓(xùn)練等依次展開、逐級(jí)分解、逐次遞進(jìn)。部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)有若干實(shí)用例題，均通過(guò)調(diào)試驗(yàn)證。教材編寫中力求體便于行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)實(shí)施，教學(xué)做有機(jī)融合。
3. 內(nèi)容力求理論夠用、側(cè)重實(shí)踐
內(nèi)容力求理論夠用、側(cè)重實(shí)踐、培養(yǎng)技能，除必要的理論基礎(chǔ)外，更側(cè)重實(shí)踐練習(xí)，著重培養(yǎng)單片機(jī)設(shè)計(jì)、調(diào)試、綜合開發(fā)能力，并以知識(shí)拓展形式進(jìn)行理論或技術(shù)延伸，如差分轉(zhuǎn)換、段式LCD、RFID識(shí)別等。各項(xiàng)目?jī)?nèi)容體系結(jié)構(gòu)如下：
【工作任務(wù)】：從功能要求、實(shí)現(xiàn)思路、具體實(shí)施、調(diào)試分析，介紹完整項(xiàng)目開發(fā)實(shí)施，項(xiàng)目可在Proteus仿真，并提出學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)等。
【知識(shí)鏈接】：該項(xiàng)目涉及的相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)、單元練習(xí)。
【項(xiàng)目拓展】：該項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)所能完成更高層次的應(yīng)用。
【知識(shí)拓展】：該項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)拓展，屬于選修部分內(nèi)容。
【項(xiàng)目總結(jié)】：該項(xiàng)目的總結(jié)。
【項(xiàng)目訓(xùn)練】：舉一反三，訓(xùn)練鞏固所學(xué)知識(shí)。
4. 項(xiàng)目設(shè)計(jì)具有知識(shí)性、趣味性，有較好的知識(shí)承載作用，便于教學(xué)實(shí)施，又具有實(shí)用性。
各項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)仔細(xì)斟酌，難易適度，具有代表性，能起到很好的知識(shí)承載作用。既考慮了教學(xué)的實(shí)踐性，又不失趣味性，還極具實(shí)用性。典型項(xiàng)目如液位指示儀、電信號(hào)顯示面板、定時(shí)插座、自動(dòng)避障小車、波形發(fā)生器、數(shù)字電壓表、猜數(shù)字游戲等11個(gè)單元教學(xué)項(xiàng)目，簡(jiǎn)易電子琴、數(shù)字頻率計(jì)、PFC8563時(shí)鐘萬(wàn)年歷等7個(gè)拓展項(xiàng)目，紅外遙控電子音量控制電路、數(shù)字密碼鎖等2個(gè)綜合應(yīng)用項(xiàng)目。其中如定時(shí)插座、遙控電子音量控制等項(xiàng)目，筆者已做出實(shí)物樣機(jī)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
5. 以Proteus虛擬教學(xué)為重要手段，虛實(shí)結(jié)合，突出技能培養(yǎng)。
為有助于一體化教學(xué)實(shí)施，本書倡導(dǎo)虛實(shí)結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)虛擬仿真手段，以Protues軟件構(gòu)建AVR單片機(jī)虛擬仿真平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行單片機(jī)仿真程序，能直觀的看到單片機(jī)執(zhí)行程序的結(jié)果。注重技能培養(yǎng)，為提高復(fù)雜程序調(diào)試效率，介紹通過(guò)map映像文件查看C語(yǔ)言變量、數(shù)組等在SRAM的地址單元內(nèi)容等方法。同時(shí)，還介紹了AVR單片機(jī)硬件開發(fā)平臺(tái)搭建，以及如何使用AVRISP mkII等工具下載程序。
6. 立足教學(xué)，面向應(yīng)用
教材主要以介紹AVR之ATmega單片機(jī)為主，大部分內(nèi)容均以ATmega16型號(hào)單片機(jī)為基礎(chǔ)，默認(rèn)使用ICCAVR編譯器。考慮實(shí)際工作崗位中的應(yīng)用，部分項(xiàng)目使用了其他型號(hào)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)ATtiny系列單片機(jī)也有介紹，以使讀者具有單片機(jī)選型能力，教材最后附有AVR單片機(jī)選型表。介紹了ICCAVR編譯器與Atmel Studio編譯器的不同之處，以使讀者有能力在這兩種編譯器之間進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換。
為方便教師教學(xué)，本書配套有電子教案、PPT課件、所有項(xiàng)目C語(yǔ)言源代碼、Proteus仿真文件、項(xiàng)目運(yùn)行測(cè)試演示視頻、部分項(xiàng)目的原理圖和PCB制板文件，如有需要請(qǐng)與出版社聯(lián)系。
本書為高職高專教材，也可以作為應(yīng)用型本科、職業(yè)學(xué)校教材或參考用書，也用作培訓(xùn)教材，還可作為工程技術(shù)人員的參考用書。
本書編寫參考了國(guó)內(nèi)外有關(guān)單片機(jī)及其他相關(guān)書籍和資料，在此向有關(guān)作者表示感謝，本校電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室學(xué)生對(duì)本書部分程序調(diào)試亦有貢獻(xiàn)，在此表示感謝。限于時(shí)間倉(cāng)促和作者之水平，本書錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者