avr单片机介绍

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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

2、节计算时应乘 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

3、商品化，且可多次更改程序(产品升级)，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

4、器写入)，也可使用串行在线下载(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

5、廉价的 A/D 转换器。 像 8051 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

6、式。 许多 AVR 单片机具有内部的 RC 振荡器，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

7、/D 及实时时钟 RTC。许多 AVR 芯片内部集成了 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

8、 megaAVR，分别对应低、中、高三个不同档次数十种型号的产品。低档 Tiny 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

9、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

10、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

11、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

12、 AVR Assembler 编译器、 AVR Studio 调试功能、AVR Prog 串行、并行下载功能和 JTAG 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

13、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 KB 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