AVR单片机的主要特性及应用领域解析

  • 时间:2019-12-31 03:49
  • 作者:威尼斯人app
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  AVR单片机是ATMEL公司研发的增强型内置Flash的RISC精简指令集高速8位单片机,设计时吸取了8051及PIC单片机的优点,具备单时钟周期执行一条指令的能力,运行速度高达1Mips/MHz。AVR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单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略,即采用局部寄存器存堆(32个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑),提高了指令执行速度,克服了瓶颈现象,增强了功能;同时又减少了对外设管理的开销,相对简化了硬件结构,降低了成本。AVR单片机在软/硬件开销;速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡,是一种高性价比的单片机。

  1.内嵌高质重的Flash程序存储器,可反复擦写,支持ISP和IAP,便于产品的调试、开发、生产、更新。内取长寿命的EEPROM,可长期保存关键数据,避免断电丢失。片内具有大容量的RAM,有效支持使用高级语言开发系统程序。

  2.高速度、低功耗,具有SLEEP(省电休眠)功能。每一指令执行速度可达50ns(20MHz),而耗电则在l~2.5mA之间(典型功耗,WDT关闭时为lOOnA),AVR运用Harvard结构概念(具有预取指令功能),即对程序存储和数据带有不同的存储器和总线当执行某一指令时,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。AVR单片机可宽电压运行(2.7~5V),抗干扰能力强,可降低一般8位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。

  3.AVR单片机的I/0线全部带可设置的上拉电阻,并行I/0口输入输出特性与PIC的HI/LOW输出及三态高阻抗H1-Z输入类似外,也可设定类同8051系列内部拉高电阻作输入端的功能,可单独设定为输入/输出、可设定(初始)高阻输入。使得I/0口资源灵活、功能强大、利用充分。AVR的I/0口是线口的输入/输出线.AVR单片机片内具备多种独立的时钟分频器,分别供URAT、IIC、SPI使用。其中与8/16位定时器配合的具有多达10位的预分频器,可遗过软件设定分频系数提供多种档次的定时时间。AVR单片机中的定时器/计数器(单)可双向计数形成三角波,再与输出比较匹配寄存器配合,生成占空比可变、频率可变、相位可变方波的脉宽调制输出PWM。

  5.工业级产品,具有大电流(灌电流)lO~20mA或40mA(单一输出),可直接驱动SSR或继电器。内置的看门狗定时器(WDT)用于防止程序跑飞,提高产品的抗干扰能力。

  已超功能精简指令。具有32个通用工作寄存器(相当于8051单片机中的32个累加器),克服了单一累加器在数据处理时造成的瓶颈现象。

  7.AVR单片机内有模拟比较器,I/0口可作A/D转换用,可组成廉价的A/D转换器。

  8.像8051一样,AVR有多个固定中断向量入口地址,因此可快速响应中断,而不会像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。

  9.AVR单片机有自动上电复位电路、独立的看门狗电路、低电压检测电路BOD,多个复位源(自动上下电复位、外部复位、看门狗复位、BOD复位),可设置的启动后延时运行程序,增强了系统的可靠性。

  10.有串行异步通讯UART,不占用定时器和SPI传输功能,因其高速,故可以工作在一般标准整数频率,而波特率可达576Ko11.有多通道10位AID转换器及实时时钟RTC。

  AVR单片机技术体现了单片机集多种器件(包括FLASH程序存储器、看门狗、EEPROM、同/异步串行口、TWI、SPI、AID模数转换器、定时器/计数器等)和多种功能(增强可靠性的复位系统、降低功耗抗干扰的休眠模式、品种多门类全的中断系统、具输入捕获和比较匹配输出等多样化功能的定时器/计数器、具替换功能的I/0端口……)于一身,充分体现了现代单片机技术向“片上系统SoC”过渡的发展方向。

  学习一种新的单片机技术,实验与实践是必不可少的,否则只能是纸上谈兵。学习AV只用到的实验工具及器材如下:

  由于ICCAVR功能强大,使用简单方便,具有良好的技术支持且价格合适,故得到了广泛的应用。下图为ICCAVR的工作界面。

  AVRStudio是一个Atmel公司开发的集项目管理、程序汇编、程序调试、程序下载、JTAG仿真等功能干一体的集成开发环境。但AVRStu-dio不支持C语言编译,因此,当我们用C语言开发AVR单片机时,需先用ICCAVR编写C语言并进行编译,然后使用AVRStudio打开编译生成的文件,进行程序的仿真调试。下图为SVRAStudio的工作界面。

  AVR单片机综合试验板为多功能实验板,对入门实习特别有效,其主要功能有:

  并口下载器低价、可靠、实用,支持AVR单片机及AT89S51/52单片机。是下载程序时必用的工具。

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