1、AVR 单片机简介AVR 单片机是 1997 年由 ATMEL 公司研发出的增强型内置 Flash 的 RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速 8 位单片机。AVR 的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。AVR 系列单片机的特点AVR 单片机吸取了 PIC 及 8051 等单片机的优点，同时在内部结构上还作了一些重大改进，其主要的优点如下： 程序存储器为价格低廉、可擦写 1 万次以上、指令长度单元为 16 位(字) 的FlashROM（即程序存储器宽度为 16 位，按 8 位字节计算时应乘 2）。
2、而数据存贮器为 8位。因此 AVR 还是属于 8 位单片机。 采用 CMOS 技术和 RISC 架构，实现高速(50ns)、低功耗(A)、具有 SLEEP(休眠) 功能。AVR 的一条指令执行速度可达 50ns(20MHz)，而耗电则在 1uA2.5mA 间。AVR 采用 Harvard 结构，以及一级流水线的预取指令功能，即对程序的读取和数据的操作使用不同的数据总线，因此，当执行某一指令时，下一指令被预先从程序存储器中取出，这使得指令可以在每一个时钟周期内被执行。 高度保密。可多次烧写的 Flash 且具有多重密码保护锁定 (LOCK)功能，因此可低价快速完成产品商品化，且可多次更改程序(产
3、品升级) ，方便了系统调试，而且不必浪费 IC 或电路板，大大提高了产品质量及竞争力。 工业级产品。具有大电流 1020mA( 输出电流)或 40mA(吸电流) 的特点，可直接驱动LED、SSR 或继电器。有看门狗定时器 (WDT)安全保护，可防止程序走飞，提高产品的抗干扰能力。 超功能精简指令。具有 32 个通用工作寄存器( 相当于 8051 中的 32 个累加器)，克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象。片内含有 128-4K 字节 SRAM，可灵活使用指令运算，适合使用功能很强的 C 语言编程，易学、易写、易移植。 程序写入器件时，可以使用并行方式写入 (用编程器写入)，也可使用串行在线
4、下载(ISP)、在应用下载（IAP ）方法下载写入。也就是说不必将单片机芯片从系统板上拆下拿到万用编程器上烧录，而可直接在电路板上进行程序的修改、烧录等操作，方便产品升级，尤其是对于使用 SMD 表贴封装器件，更利于产品微型化。 通用数字 I/O 口的输入输出特性与 PIC 的 HI/LOW 输出及三态高阻抗 HI-Z 输入类同，同时可设定类同与 8051 结构内部有上拉电阻的输入端功能，便于作为各种应用特性所需(多功能 I/O 口)，AVR 的 I/O 口是真正的 I/O 口，能正确反映 I/O 口的输入/输出的真实情况。 单片机内集成有模拟比较器，可组成廉价的 A/D 转换器。 像 805
5、1 一样，有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断，而不是像 PIC 一样所有中断都在同一向量地址，需要以程序判别后才可响应，这会浪费且失去控制时机的最隹机会。 同 PIC 一样，带有可设置的启动复位延时计数器。AVR 单片机内部有电源上电启动计数器，当系统 RESET 复位上电后，利用内部的 RC 看门狗定时器，可延迟 MCU 正式开始读取指令执行程序的时间。这种延时启动的特性，可使 MCU 在系统电源、外部电路达到稳定后再正式开始执行程序，提高了系统工作的可靠性，同时也可节省外加的复位延时电路。 具有多种不同方式的休眠省电功能和低功耗的工作方式。 许多 AVR 单片机具有内部的 RC 振
6、荡器，提供 1/2/4/8MHz 的工作时钟，使该类单片机无需外加时钟电路元器件即可工作，非常简单和方便。 有多个带预分频器的 8 位和 16 位功能强大的计数器/定时器（C/T），除了实现普通的定时和计数功能外，还具有输入捕获、产生 PWM 输出等更多的功能。 性能优良的串行同/异步通讯 USART 口，不占用定时器。可实现高速同/ 异步通信。 Mega8515 及 Mega128 等芯片具有可并行扩展的外部接口，扩展能力达 64KB。 工作电压范围宽 2.7V6.0V，具有系统电源低电压检测功能，电源抗干扰性能强。 有多通道的 10 位 A/D 及实时时钟 RTC。许多 AVR 芯片内部集
7、成了 8 路 10 位 A/D 接口，如：mega8、mega16、mega8535 等。 AVR 单片机还在片内集成了可擦写 10 万次的 EEPROM 数据存储器，等于又增加了一个芯片，可用于保存系统的设定参数、固定表格和掉电后的数据的保存。即方便了使用，减小了系统的空间，又大大提高了系统的保密性。AVR 系列单片机的选型ATMEL 公司的 AVR 单片机有三个系列的产品。为满足不同的需求和应用，ATMEL 公司对 AVR 单片机的内部资源进行了相应的扩展和删减，推出了 tinyAVR、low power AVR和 megaAVR，分别对应低、中、高三个不同档次数十种型号的产品。低档 Ti
8、ny 系列 AVR 单片机: 主要有 Tiny11/12/13/15/26/28 等；中档 AT90S 系列 AVR 单片机: 主要有 AT90S1200/2313/8515/8535 等；高档 ATmega 系列 AVR 单片机 : 主要有 ATmega8/16/32/64/128（ 存储容量为8/16/32/64/128 KB）以及 ATmega8515/8535 等。AVR 单片机的型号与编号AVR 单片机型号众多，基本上每种型号都有不同用途，每个系列 AVR 单片机芯片上都有不同的编号；如何根据芯片上的编号来识别呢？我们以下面这个编号为例来进行说明：ATmega8L-8PI1.AT 表
9、示该单片机是 ATMEL 公司的产品；2.mega 表示该单片机为 ATmega 系列的单片机；3.数字 8 表示 mega 系列型号为 8 的单片机，同时指名了该型号单片机内部flash 容量位 8KB（8K 字节）。4.字母 L 表示该单片机为低功耗类型的单片机，同理如果没有 L，则表示该单片机为普通类型的单片机；5.“-”后面的数字 8 表示该芯片允许的最大时钟频率为 8MHz，如果是 16 则表示允许最大时钟频率为 16MHz；6.字母 P 表示该单片机的封装形式，P 是 DIP 封装（双列直插），A 表示有引脚扁平封装（即贴片封装），M 表示无引脚扁平封装（对于个人学习，很少使用这种
10、封装）。7.字母 I 表示该芯片的等级是工业级。芯片的使用等级一般分为：商用级、工业级、军用级三个级别，这三个级别对芯片的使用环境要求各不相同，其中商用级要求最低，军用级要求最高。AVR 单片机的开发工具1. 编程器AVR 单片机的程序可以用万用编程器并行写入,也可采用 ISP 在线下载编程方式用串行ISP(通过 PC 机 RS232 口或打印口)在线编程擦写。也就是说，可以不必将 IC 芯片拆下拿到万用编程器上擦写,而直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作即可。这样对程序的调试和升级都很方便。业余条件下，建议自己焊接一条 ISP 下载线，即可开始 AVR 单片机的开发。某些 AVR 单片机还
11、具有 Boot 区。在 Boot 区内可以建立自己的管理监控 ,对自己进行编程管理。这些芯片包括 ATmega8/16/32/64/128 和 ATmega8515/8535 等。写入新软件时无需外部器件,通过任何接口都可以进行编程 (并行编程器、ISP、JTAG、UART 和自编程等)。2.开发软件AVR Studio ：是 ATMEL 公司提供的 AVR 单片机的集成环境汇编级开发调试软件，并且是免费软件。ATMEL AVR Studio 集成开发环境(IDE) ,包括了 AVR Assembler 编译器、AVR Studio 调试功能、AVR Prog 串行、并行下载功能和 JTAG
12、ICE 仿真等功能。对单片机爱好者来说，可节省下购买硬件仿真器的费用。学习汇编语音的话就使用这一个软件就可以进行 AVR 的开发了。由于 AVR Studio 不支持 c 语言编译，因此当我们用 c 语言开发AVR 单片机程序时，需要先用 ICCAVR 编写 c 语言程序并进行编译，然后使用 AVR Studio 打开编译生成的*.cof 文件进行仿真调试。AVR 其他可用的开发工具：ICC AVR：是 Imagecraft 公司开发的使用标准 c 语言的 AVR 单片机集成开发环境，支持无 SRAM 器件;增加组软件模块 ;ICC Demo 版在 45 天内是完全版, 45 天后转限 2 K
13、B 版。 作为 AVR 单片机入门学习这已足够了；IAR AVR：C 编译器：编译器与 AVR 同步设计,支持 C 和 EC+等, 编译效率高，功能齐全，但价格昂贵；Code Vision AVR：C 编译器，有软件模块,Demo 版为限 2KB 版，avr 单片机的集成开放环境，其界面友好，很容易上手，价格适中；GCCAVR：是一个公开源代码的开源软件，免费软件，是来自于 Linux 平台下的免费 C 语言编译器，但需要使用者熟悉 Linux 系统，没有集成开发环境，使用时麻烦一些。BASCOM-AVR：以 BASIC 语言为基础的 AVR 开发平台；PonyProg2000：软件主要用 avr 程序的下载。更多文章：转到 http:/ 文章分类 -单片机
