avr單片機
時間(jian)：2018-04-13 來(lai)源：未知(zhi)
一、 AVR單片機簡介
1.1、AVR的誕生
AVR單(dan)片機是(shi)ATMEL公司在1997年研發的增強型內置Flash的RISC精簡指令集高速單(dan)片機。可以廣泛應用于(yu)計(ji)算(suan)機外部(bu)設(she)備、工業實時(shi)控制、儀(yi)器(qi)儀(yi)表、通(tong)訊設(she)備、家用電器(qi)等各個領域(yu)。
1.2、AVR的特點
采用RISC精簡指令系統(tong)
RISC(精(jing)簡(jian)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)系統計(ji)算(suan)機(ji))是相對于CISC(復雜指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)系統計(ji)算(suan)機(ji))而(er)言的(de)(de)(de)。RISC 并非只(zhi)是簡(jian)單(dan)地去減少指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)，而(er)是通過將計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)(de)結(jie)構變得更(geng)加(jia)簡(jian)單(dan)合理來(lai)提高(gao)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)(de)運算(suan)速(su)度(du)，目(mu)前市面上常(chang)見的(de)(de)(de)微控制器大(da)部分都使用的(de)(de)(de)是RISC指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)集，包括AVR以(yi)(yi)及ARM等。RISC優先選取使用頻率(lv)最高(gao)的(de)(de)(de)簡(jian)單(dan)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)，避免(mian)復雜指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)，并固定指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)寬度(du)，減少指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)格式和尋(xun)址方式的(de)(de)(de)種類(lei)，從而(er)縮短指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)周期(qi)，提高(gao)運行速(su)度(du)。由(you)于AVR 采用RISC的(de)(de)(de)這種結(jie)構，使AVR系列單(dan)片機(ji)都具備(bei)了(le)1MIPS/MHz(百萬條指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)(ling)(ling)每秒/兆赫茲)的(de)(de)(de)高(gao)速(su)處理能力。可以(yi)(yi)適用于對計(ji)算(suan)能力要(yao)求更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)場景下(xia)。
采用內嵌高質量的Flash程(cheng)序存儲器
高(gao)(gao)質量的Flash擦寫(xie)方便，支(zhi)持ISP和IAP，便于產(chan)品的調試、開發(fa)、生產(chan)、更新。內嵌長壽命的EEPROM可以長期(qi)保存(cun)關鍵數(shu)據，避免斷電(dian)丟失。片(pian)內大容(rong)量的RAM不(bu)僅(jin)能滿足(zu)一般(ban)場合(he)的使用(yong)(yong)，同時(shi)更有效(xiao)的支(zhi)持使用(yong)(yong)高(gao)(gao)級語言(yan)開發(fa)系統程序，并可像MCS-51單(dan)片(pian)機那樣擴(kuo)展外(wai)部RAM。
I/O管腳全部帶可設置的上拉電阻
這(zhe)樣的(de)話可以單獨設定為輸(shu)入/輸(shu)出、可設定(初始)高阻輸(shu)入、驅(qu)動能(neng)力強(qiang)(可省去功(gong)率(lv)驅(qu)動器(qi)件)等特性，使的(de)得I/O口資源(yuan)靈(ling)活、功(gong)能(neng)強(qiang)大、可充分利用(yong)。
片內具備多種獨立的(de)時鐘分頻器
可(ke)分(fen)別供(gong)URAT、I2C、SPI使用。其中與8/16位定(ding)時(shi)(shi)(shi)器配合的具有多達10位的預分(fen)頻(pin)器，可(ke)通(tong)過(guo)軟件設定(ding)分(fen)頻(pin)系數提供(gong)多種檔次的定(ding)時(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)間。
增強(qiang)性的高速USART
具(ju)有硬(ying)件產生校驗碼、硬(ying)件檢測和校驗、兩級接收緩沖、波特率自動調(diao)整定(ding)位、屏蔽(bi)數(shu)據幀(zhen)等功能，提高(gao)了(le)通信(xin)的(de)可靠性，方(fang)便(bian)程序編寫，更便(bian)于組成分布(bu)式網絡和實(shi)現多機通信(xin)系統的(de)復雜應(ying)用，串口功能大大超過(guo)MCS-51單片機的(de)串口，并(bing)且由于AVR單片機速度(du)快，中斷(duan)服務時(shi)間短，故可實(shi)現高(gao)波特率通訊。
穩定的系(xi)統可靠性
AVR單片(pian)機有(you)自動(dong)上電(dian)復位電(dian)路(lu)、獨(du)立的(de)看門狗(gou)電(dian)路(lu)、低電(dian)壓檢測電(dian)路(lu)BOD，多個復位源(yuan)(自動(dong)上下電(dian)復位、外部復位、看門狗(gou)復位、BOD復位)，可設(she)置的(de)啟動(dong)后延時運(yun)行程(cheng)序(xu)，增強了嵌入式系統的(de)可靠(kao)性。
二(er)、 AVR單片機系(xi)列簡(jian)介
AVR單片機(ji)系列齊(qi)全,可適用于各(ge)種不同(tong)場合的要求，共有(you)3個檔次，分(fen)別為(wei)：
低檔(dang)Tiny系列：主要(yao)有Tiny11/12/13/15/26/28等;
中(zhong)檔AT90S系列：主要有AT90S1200/2313/8515/8535等;(正在淘汰或(huo)轉型到Mega中(zhong))
高檔ATmega：主要有ATmega8/16/32/64/128(存儲容量(liang)為8/16/32/64/128KB)以及ATmega8515/8535等。
AVR器件引腳從8腳到64腳不(bu)等，還有各(ge)種不(bu)同封裝可供用戶根據(ju)實際情況進行選擇(ze)選擇(ze)。
三、 AVR單(dan)片機的(de)優勢
哈佛結構(gou)，具備1MIPS / MHz的(de)高速運行(xing)處理能力;
超功能精簡指令集(RISC)，具(ju)有32個通用工作(zuo)寄(ji)存器，克(ke)服(fu)了如8051 MCU采用單(dan)一ACC進(jin)行(xing)處理(li)造成的瓶頸現(xian)象(xiang);
快速的存取寄存器(qi)組、單周(zhou)期指令(ling)系(xi)統，大大優化了(le)目標代碼的大小、執行效率，部分型號FLASH非(fei)常大，特別適用于(yu)使用高級語言進行開發(fa);
作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可(ke)輸出40mA，作輸入(ru)時可(ke)設置為(wei)三(san)態高阻抗輸入(ru)或帶上拉電阻輸入(ru)，具備(bei)10mA-20mA灌電流的能(neng)力;
片內集(ji)成(cheng)多種頻率(lv)的RC振蕩(dang)器、上電自動復位(wei)、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加(jia)簡單，系統更加(jia)穩(wen)定可靠;
大部(bu)分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等;
大部分AVR除了有ISP功能外(wai)，還有IAP功能，方便升(sheng)級(ji)或銷毀應用程序。
四(si)、 AVR單片機的應用
基(ji)于(yu)(yu)AVR單片(pian)機(ji)的(de)(de)優秀(xiu)的(de)(de)性能與以(yi)上的(de)(de)特點，可(ke)以(yi)看(kan)出，AVR單片(pian)機(ji)目前可(ke)以(yi)適用(yong)(yong)于(yu)(yu)大部分(fen)嵌入(ru)式(shi)應(ying)用(yong)(yong)場景中，同時由于(yu)(yu)AVR單片(pian)機(ji)的(de)(de)封(feng)裝形(xing)式(shi)多樣，可(ke)以(yi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)教學當中，例如使用(yong)(yong)雙(shuang)列直插型單片(pian)機(ji)可(ke)以(yi)讓學生(sheng)自己動手設(she)計焊(han)接一個單片(pian)機(ji)的(de)(de)最小系(xi)統(tong)，學習軟硬件技(ji)術。
