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一、 AVR單片機簡介

1.1、AVR的誕生

AVR單片機是ATMEL公司在1997年研發(fā)的增強型內(nèi)置Flash的RISC精簡指令集高速單片機。可以廣泛應用于計算機外部設備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。

1.2、AVR的特點

采用RISC精簡指令系統(tǒng)

RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)是相對于CISC(復雜指令系統(tǒng)計算機)而言的。RISC 并非只是簡單地去減少指令，而是通過將計算機的結構變得更加簡單合理來提高計算機的運算速度，目前市面上常見的微控制器大部分都使用的是RISC指令集，包括AVR以及ARM等。RISC優(yōu)先選取使用頻率最高的簡單指令，避免復雜指令，并固定指令寬度，減少指令格式和尋址方式的種類，從而縮短指令周期，提高運行速度。由于AVR 采用RISC的這種結構，使AVR系列單片機都具備了1MIPS/MHz(百萬條指令每秒/兆赫茲)的高速處理能力。可以適用于對計算能力要求更高的場景下。

采用內(nèi)嵌高質(zhì)量的Flash程序存儲器

高質(zhì)量的Flash擦寫方便，支持ISP和IAP，便于產(chǎn)品的調(diào)試、開發(fā)、生產(chǎn)、更新。內(nèi)嵌長壽命的EEPROM可以長期保存關鍵數(shù)據(jù)，避免斷電丟失。片內(nèi)大容量的RAM不僅能滿足一般場合的使用，同時更有效的支持使用高級語言開發(fā)系統(tǒng)程序，并可像MCS-51單片機那樣擴展外部RAM。

I/O管腳全部帶可設置的上拉電阻

這樣的話可以單獨設定為輸入/輸出、可設定(初始)高阻輸入、驅動能力強(可省去功率驅動器件)等特性，使的得I/O口資源靈活、功能強大、可充分利用。

片內(nèi)具備多種獨立的時鐘分頻器

可分別供URAT、I2C、SPI使用。其中與8/16位定時器配合的具有多達10位的預分頻器，可通過軟件設定分頻系數(shù)提供多種檔次的定時時間。

增強性的高速USART

具有硬件產(chǎn)生校驗碼、硬件檢測和校驗、兩級接收緩沖、波特率自動調(diào)整定位、屏蔽數(shù)據(jù)幀等功能，提高了通信的可靠性，方便程序編寫，更便于組成分布式網(wǎng)絡和實現(xiàn)多機通信系統(tǒng)的復雜應用，串口功能大大超過MCS-51單片機的串口，并且由于AVR單片機速度快，中斷服務時間短，故可實現(xiàn)高波特率通訊。

穩(wěn)定的系統(tǒng)可靠性

AVR單片機有自動上電復位電路、獨立的看門狗電路、低電壓檢測電路BOD，多個復位源(自動上下電復位、外部復位、看門狗復位、BOD復位)，可設置的啟動后延時運行程序，增強了嵌入式系統(tǒng)的可靠性。

二、 AVR單片機系列簡介

AVR單片機系列齊全,可適用于各種不同場合的要求，共有3個檔次，分別為：

低檔Tiny系列：主要有Tiny11/12/13/15/26/28等;

中檔AT90S系列：主要有AT90S1200/2313/8515/8535等;(正在淘汰或轉型到Mega中)

高檔ATmega：主要有ATmega8/16/32/64/128(存儲容量為8/16/32/64/128KB)以及ATmega8515/8535等。

AVR器件引腳從8腳到64腳不等，還有各種不同封裝可供用戶根據(jù)實際情況進行選擇選擇。

三、 AVR單片機的優(yōu)勢

哈佛結構，具備1MIPS / MHz的高速運行處理能力;

超功能精簡指令集(RISC)，具有32個通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用單一ACC進行處理造成的瓶頸現(xiàn)象;

快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，大大優(yōu)化了目標代碼的大小、執(zhí)行效率，部分型號FLASH非常大，特別適用于使用高級語言進行開發(fā);

作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA，作輸入時可設置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA-20mA灌電流的能力;

片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;

大部分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，還有IAP功能，方便升級或銷毀應用程序。

四、 AVR單片機的應用

基于AVR單片機的優(yōu)秀的性能與以上的特點，可以看出，AVR單片機目前可以適用于大部分嵌入式應用場景中，同時由于AVR單片機的封裝形式多樣，可以用于教學當中，例如使用雙列直插型單片機可以讓學生自己動手設計焊接一個單片機的最小系統(tǒng)，學習軟硬件技術。