AVR單片機是ATMEL公司研發的增強型內置Flash的RISC精簡指令集高速8位單片機，設計時吸取了8051及PIC單片機的優點，具備單時鐘周期執行一條指令的能力，運行速度高達1Mips/MHz。AVR單片機可以廣泛應用于計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。

AVR單片機硬件結構采取8位機與16位機的折中策略，即采用局部寄存器存堆（32個寄存器文件）和單體高速輸入/輸出的方案（即輸入捕獲寄存器、輸出比較匹配寄存器及相應控制邏輯），提高了指令執行速度，克服了瓶頸現象，增強了功能；同時又減少了對外設管理的開銷，相對簡化了硬件結構，降低了成本。AVR單片機在軟/硬件開銷；速度、性能和成本諸多方面取得了優化平衡，是一種高性價比的單片機。

其主要特性如下：

1.內嵌高質重的Flash程序存儲器，可反復擦寫，支持ISP和IAP，便于產品的調試、開發、生產、更新。內取長壽命的EEPROM，可長期保存關鍵數據，避免斷電丟失。片內具有大容量的RAM，有效支持使用高級語言開發系統程序。

2.高速度、低功耗，具有SLEEP（省電休眠）功能。每一指令執行速度可達50ns（20MHz），而耗電則在l~2.5mA之間（典型功耗，WDT關閉時為lOOnA），AVR運用Harvard結構概念（具有預取指令功能），即對程序存儲和數據帶有不同的存儲器和總線當執行某一指令時，下一指令被預先從程序存儲器中取出，這使得指令可以在每一個時鐘周期內被執行。AVR單片機可寬電壓運行（2.7~5V），抗干擾能力強，可降低一般8位機中的軟件抗干擾設計工作量和硬件的使用量。

3.AVR單片機的I/0線全部帶可設置的上拉電阻，并行I/0口輸入輸出特性與PIC的HI/LOW輸出及三態高阻抗H1-Z輸入類似外，也可設定類同8051系列內部拉高電阻作輸入端的功能，可單獨設定為輸入/輸出、可設定（初始）高阻輸入。使得I/0口資源靈活、功能強大、利用充分。AVR的I/0口是真正的I/0口，能正確反映I/0口的輸入/輸出真實情況。

4.AVR單片機片內具備多種獨立的時鐘分頻器，分別供URAT、IIC、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，可遺過軟件設定分頻系數提供多種檔次的定時時間。AVR單片機中的定時器/計數器（單）可雙向計數形成三角波，再與輸出比較匹配寄存器配合，生成占空比可變、頻率可變、相位可變方波的脈寬調制輸出PWM。

5.工業級產品，具有大電流（灌電流）lO~20mA或40mA（單一輸出），可直接驅動SSR或繼電器。內置的看門狗定時器（WDT）用于防止程序跑飛，提高產品的抗干擾能力。

已超功能精簡指令。具有32個通用工作寄存器（相當于8051單片機中的32個累加器），克服了單一累加器在數據處理時造成的瓶頸現象。

7.AVR單片機內有模擬比較器，I/0口可作A/D轉換用，可組成廉價的A/D轉換器。

8.像8051一樣，AVR有多個固定中斷向量入口地址，因此可快速響應中斷，而不會像PIC一樣所有中斷都在同一向量地址，需要以程序判別后才可響應。

9.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，增強了系統的可靠性。

10.有串行異步通訊UART，不占用定時器和SPI傳輸功能，因其高速，故可以工作在一般標準整數頻率，而波特率可達576Ko11.有多通道10位AID轉換器及實時時鐘RTC。

AVR單片機技術體現了單片機集多種器件（包括FLASH程序存儲器、看門狗、EEPROM、同/異步串行口、TWI、SPI、AID模數轉換器、定時器/計數器等）和多種功能（增強可靠性的復位系統、降低功耗抗干擾的休眠模式、品種多門類全的中斷系統、具輸入捕獲和比較匹配輸出等多樣化功能的定時器/計數器、具替換功能的I/0端口……）于一身，充分體現了現代單片機技術向“片上系統SoC”過渡的發展方向。

入門學習AVR用到的實驗工具及器材

學習一種新的單片機技術，實驗與實踐是必不可少的，否則只能是紙上談兵。學習AV只用到的實驗工具及器材如下：

1.ImageCraft公司的IC-CAVR6.31AC語言編譯器；2.At-mel公司的AVRStudio集成開發環境；3.PonyProg2000下載軟件；4.AVR單片機綜合試驗板；5.AVR單片機JTAG仿真器；6.并口下載器；7.5V高穩定專用穩壓電源；8.TOP2004多功能USB編程器（可選購）；9.一臺奔騰級以上的家用電腦（PC機）。

ICCAVR6.31AC語言編譯器

ICCAVR6.31A是ImageCraft公司開發的用于AVR單片機的C語言編譯器，是一個綜合了編輯器和工程管理器的純32位集成開發環境（IDE）。

由于ICCAVR功能強大，使用簡單方便，具有良好的技術支持且價格合適，故得到了廣泛的應用。下圖為ICCAVR的工作界面。

AVRStudio集成開發環境

AVRStudio是一個Atmel公司開發的集項目管理、程序匯編、程序調試、程序下載、JTAG仿真等功能干一體的集成開發環境。但AVRStu-dio不支持C語言編譯，因此，當我們用C語言開發AVR單片機時，需先用ICCAVR編寫C語言并進行編譯，然后使用AVRStudio打開編譯生成的*.cof文件，進行程序的仿真調試。下圖為SVRAStudio的工作界面。

PonyProg2000軟件主要用于AVR單片機及PIC單片機的程序下載，能在Windows95/98/ME/NT/20001XP等操作系統上使用。對英語不好的讀者，還可以使用PonyProg2000的漢化程序。下圖為PonyProg2000的工作界面。

AVR單片機綜合試驗板

AVR單片機綜合試驗板為多功能實驗板，對入門實習特別有效，其主要功能有：

1. 可做AVR單片機的輸入/輸出實驗；

2. 可做音響實驗；

3. 可做A/D實驗；

4. 可做 PWM （D/A）實驗；

5. 八位數碼管動態掃描輸出及驅動；

6. 八位LED輸出指示；

7. 可做IIC及SPI 總線實驗；

8.DSl8B2O溫度控制實驗；

9.紅外遙控實驗；

10.16*2液晶驅動實驗；

11.128*64液晶驅動實驗；

12. 與 PC機連接做 RS232通信實驗。

下面三圖為AVR單片機綜合試驗板外型。

AVR單片機JTAG仿真器為經典的AVR仿真器，支持的芯片為：ATmega128、ATmega128L、ATmega16、ATmega162、ATmega162V、ATmega165、ATmega165V、ATmega169、ATmega169V、ATega16L、ATmega32、ATmega323、ATmega323L、ATmega32L、ATmega64、ATmega64L。右圖為AVR單片機JTAG仿真器外型。

并口下載器低價、可靠、實用，支持AVR單片機及AT89S51/52單片機。是下載程序時必用的工具。

左圖為并口下載器外型

TOP2004多功能USB編程器為USB接口，支持AT89、AT87F、AT90、ATINY、AT-MEGA、SST89、SM、MSU、GSM97、i87C/LC、P87、W77（78）E/LE、IS89C/LV、PIC12/16/17/18、EM78P系列單片機，27/28/29/39/49/24C/93C系列存儲器。l6V8、20V8、22VlO支持74、4000/4500SRAM數字電路測試。支持芯片超過2000種，適合學習、開發、手機維修、電腦BIOS燒寫。
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