AVR單片機(jī)技術(shù)原理

AVR單片機(jī)介紹

　　單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支,是簡(jiǎn)易機(jī)器人的核心元件。
　　1997年,由ATMEL公司挪威設(shè)計(jì)中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術(shù), 共同研發(fā)出RISC精簡(jiǎn)指令集的高速8位單片機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)AVR。
[編輯本段]AVR單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)特征
　　單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機(jī)器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，且電路簡(jiǎn)單，故障率低，可靠性高，成本低廉。單片機(jī)種類(lèi)很多，在簡(jiǎn)易機(jī)器人制作和創(chuàng)新中，為什么選用AVR單片機(jī)呢？
　　一、簡(jiǎn)便易學(xué)，費(fèi)用低廉
　　首先，對(duì)于非專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)，選擇AVR單片機(jī)的最主要原因，是進(jìn)入AVR單片機(jī)開(kāi)發(fā)的門(mén)檻非常低，只要會(huì)操作電腦就可以學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)的開(kāi)發(fā)。單片機(jī)初學(xué)者只需一條ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過(guò)的軟件程序直接在線寫(xiě)入AVR單片機(jī)，即可以開(kāi)發(fā)AVR單片機(jī)系列中的各種封裝的器件。AVR單片機(jī)因此在業(yè)界號(hào)稱(chēng)“一線打天下”。
　　其次，AVR單片機(jī)便于升級(jí)。AVR程序?qū)懭胧侵苯釉陔娐钒迳线M(jìn)行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產(chǎn)品升級(jí)。
　　再次，AVR單片機(jī)費(fèi)用低廉。學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機(jī)上編譯好的程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)的程序存儲(chǔ)器中)，不需購(gòu)買(mǎi)仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進(jìn)行所有AVR單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，這可節(jié)省很多開(kāi)發(fā)費(fèi)用。程序存儲(chǔ)器擦寫(xiě)可達(dá)10000次以上，不會(huì)產(chǎn)生報(bào)廢品。
　　二、高速、低耗、保密
　　首先，AVR單片機(jī)是高速嵌入式單片機(jī)：
　　1、AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時(shí)，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來(lái)，使得指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行。
　　2、多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。AVR單片機(jī)具有32個(gè)通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行。
　　3、中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個(gè)固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。
　　其次，AVR單片機(jī)耗能低。對(duì)于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時(shí)為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作。
　　再次，AVR單片機(jī)保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無(wú)法用電子顯微鏡看到。
　　三、I/O口功能強(qiáng),具有A/D轉(zhuǎn)換等電路
　　1. AVR單片機(jī)的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實(shí)情況。工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，具有大電流(灌電流)10～40 mA,可直接驅(qū)動(dòng)可控硅SCR或繼電器，節(jié)省了外圍驅(qū)動(dòng)器件。
　　2. AVR單片機(jī)內(nèi)帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉(zhuǎn)換，可組成廉價(jià)的A/D轉(zhuǎn)換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。
　　3. 部分AVR單片機(jī)可組成零外設(shè)元件單片機(jī)系統(tǒng)，使該類(lèi)單片機(jī)無(wú)外加元器件即可工作，簡(jiǎn)單方便，成本又低。
　　4. AVR單片機(jī)可重設(shè)啟動(dòng)復(fù)位,以提高單片機(jī)工作的可靠性。有看門(mén)狗定時(shí)器實(shí)行安全保護(hù),可防止程序走亂(飛),提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。
　　四、有功能強(qiáng)大的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及通訊接口
　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器T/C有8位和16位,可用作比較器。計(jì)數(shù)器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用于控制輸出，某些型號(hào)的AVR單片機(jī)有3～4個(gè)PWM，是作電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的理想器件。
　　AVR單片機(jī)有串行異步通訊UART接口,不占用定時(shí)器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率下,而波特率可達(dá)576K。