1.1. AVR的诞生
AVR单片机是ATMEL于1997年开发的一款内置Flash的增强型RISC精简指令集高速单片机,可广泛应用于计算机周边设备、工业实时控制、仪器仪表、通信设备、通讯设备等各个领域。家用设备。
1.2. AVR的特点
采用RISC精简指令系统
RISC(精简指令系统计算机)是相对于CISC(复杂指令系统计算机)而言的。 RISC并不是简单地减少指令,而是通过使计算机结构更简单、更合理来提高计算机的运算速度。 目前市场上常见的单片机大多采用RISC指令集,包括AVR和ARM等。 RISC优先考虑最常用的简单指令,避免复杂指令,固定指令宽度,减少指令格式和寻址方式的种类,从而缩短指令周期,提高运行速度。 由于AVR采用RISC结构,AVR系列单片机具有1MIPS/MHz(每秒百万条指令/MHz)的高速处理能力。 可以应用于对算力要求较高的场景。
嵌入式高品质Flash程序存储器
高品质Flash易于擦除和写入,支持ISP和IAP,方便产品调试、开发、生产和更新。 内置长寿命EEPROM,可长期保存关键数据,避免断电时丢失。 片上大容量RAM不仅可以满足一般场合的需要,而且更有效地支持使用高级语言开发系统程序,并且可以像MCS-51单片机一样扩展外部RAM。
所有 I/O 引脚均具有可配置的上拉电阻
这样就具有可独立设置为输入/输出、可设置(初始)高阻输入、驱动能力强(可省略功率驱动器件)等优点,使得I/O口资源灵活、功能强大,并充分利用。
片上多个独立时钟分频器
分别可供URAT、I2C和SPI使用。 其中,与8/16位定时器配合,还有高达10位的预分频器,通过软件设置分频系数,可以提供多级定时时间。
增强型高速 USART
具有硬件生成校验码、硬件检测与校验、两级接收缓冲区、波特率自动调整与定位、屏蔽数据帧等功能,提高了通信的可靠性,方便程序编写,更轻松形成分布式网络并实施。 对于多机通信系统的复杂应用,串口功能大大超过了MCS-51单片机的串口,而且由于AVR单片机速度快、中断服务时间短,可以实现高波特率通信。
系统可靠性稳定
AVR单片机具有自动上电复位电路、独立看门狗电路、低电压检测电路BOD、多种复位源(自动上电复位、外部复位、看门狗复位、BOD复位)、可配置的启动延时。 随时运行程序,增强嵌入式系统的可靠性。
2.AVR单片机系列介绍
AVR单片机系列齐全,可适用于各种场合的要求。 共有3个等级,分别是:
低端Tiny系列:主要是Tiny11/12/13/15/26/28等;
中端AT90S系列:主要是AT90S1200/2313/8515/8535等(正在逐步淘汰或改造为Mega)
高端ATmega:主要有ATmega8/16/32/64/128(存储容量为8/16/32/64/128KB)和ATmega8515/8535等。
AVR器件引脚范围从8引脚到64引脚,有多种不同的封装形式供用户根据实际情况选择。
3、AVR单片机的优点
哈佛结构,具有1MIPS/MHz的高速运算处理能力;
超功能精简指令集(RISC),拥有32个通用工作寄存器,克服了8051MCU等使用单个ACC进行处理带来的瓶颈;
快速访问寄存器组和单周期指令系统极大地优化了目标代码的大小和执行效率。 FLASH的一些模型非常大,特别适合使用高级语言进行开发;
用作输出时,与PIC的HI/LOW相同,可输出40mA。 作为输入使用时,可设置为三态高阻输入或上拉电阻输入,并具有灌10mA-20mA电流的能力;
芯片集成多频RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,使外围电路更加简单,系统更加稳定可靠;
大多数AVR都有丰富的片内资源:有E2PROM、PWM、RTC、SPI、UART、TWI、ISP、AD、AnalogComparator、WDT等;
除了ISP功能外,大多数AVR还具有IAP功能,以方便升级或销毁应用程序。
4、AVR单片机的应用
基于AVR单片机的优异性能和以上特点,可以看出AVR单片机目前可以应用于大多数嵌入式应用场景。 同时,由于AVR单片机的封装形式多样,可以在教学中使用,比如采用双列直插式单片机,让学生可以自己设计和焊接一个单片机的最小系统,并进行学习软件和硬件技术。
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