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AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reduced Instruction Set Computer) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的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單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reduced Instruction Set Computer) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的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。 1997年,由Atmel公司挪威設計中心的A先生和V先生,利用Atmel公司的Flash新技術,共同研發出RISC精簡指令集高速8位單片機,簡稱AVR。
AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reduced Instruction Set Computer) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的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。 1997年,由Atmel公司挪威設計中心的A先生和V先生,利用Atmel公司的Flash新技術,共同研發出RISC精簡指令集高速8位單片機,簡稱AVR。
開發工具
AVR StudioATMEL的AVR單片機的集成環境匯編級開發調試軟件,完全免費。ATMEL AVR Studio集成開發環境(IDE),包括了AVR Assembler編譯器、AVR Studio調試功能、AVR Prog串行、并行下載功能和JTAG ICE仿真等功能。SL ISP 雙龍公司開發的ISP下載軟件。之前的版本都比較普通,最新版本1.423引入了STK500的熔絲位界面,讓操作比較簡易,并且不容易出錯。是國產的老牌下載器。PnoyProg 經典的ISP下載軟件。但這個版本有一個缺陷:該軟件讀出的時鐘校正值只有1MHZ的校正,其他頻率的校正值無法讀出。這是一個很好用的免費軟件。一年多沒有更新了,2005.05更新了一個新版本,支持了 tiny2313,mega8515,mega8535,但奇怪的是,仍不支持 M48/88/168.VMLAB Vmlab是AVR系列單片機的一個純軟件模擬仿真工具。從V3.12開始,它變成了免費的版本。Vmlab還能仿真ST62系列的單片機GCCAVR(WinAVR) GCC是Linux的唯一開發語言。就嵌入系統應用來說,幾乎所有市面上有一定市場份額的8bit以上MCU都有愛好者移植GCC在其上。GCC的編譯器優化程度可以說是目前世界上民用軟件中做的最好的,完全用ANSI?C規范寫出的超過一萬行代碼的程序,還沒有任何一種編譯器產生的目標代碼能比GCC產生的代碼速度更快,同時它的bug數量卻也可以算作所有民用C編譯器中最少的就8bit開發而言,GCC還有一個很嚴重的缺陷就是,不支持float數據類型,實際上GCC在所有環境中都把float直接定義為double,這樣,對8bit環境來說,就顯得負擔過重了。被移植到WINDOWS平臺上,整合了各個組件后的Windows版GCCAVR就是WinAVR。不是IDE,自己定制IDE的時候就要用到makefile,makefile重要作用就是:指定所用的單片機類型,指定編譯的文件,設定編譯優化條件等。ICC ICC是用來給AVR單片機編寫C語言程序的,比較專業,但需要付費。IARAVR IAR是公認全世界最好的嵌入式開發軟件,IARAVR集成了高效的C編譯器,是目前開發代碼效率最高的開發工具,也是AVR開發工具當中唯一支持64bit數據的的開發工具,其代碼優化效率也是最高的,軟件售價比較昂貴,國內使用的人較少。
入門級芯片
ATmega16
推薦原因:
1. 目前的主流AVR,性價比最高的AVR芯片之一,貨源充足。零售價僅為20元,100片以上批量可降至14元。2. 16K的FLASH,滿足絕大部分的實驗需要。3. 內置豐富、強大的功能。幾乎涉及AVR芯片的所有功能。詳情請參考中文數據手冊。4. 支持JTAG仿真,不需要購買較昂貴的仿真器。5. 有直插封裝,方便實驗焊接。AVR芯片分類AVR單片機系列齊全,可適用于各種不同場合的要求。AVR單片機有3個檔次:低檔Tiny系列AVR單片機: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等;中檔AT90S系列AVR 單片機: 主要有AT90S1200/2313/8515/8535等; (正在淘汰或轉型到Mega中,詳情請參考:AVR宣布到期的芯片清單) 高檔ATmega系列AVR單片機: 主要有ATmega8/16/32/64/128( 存儲容量為8/16/32/64/128 KB)以及ATmega8515/8535。新的型號還有 ATmega48/88/168 (存儲容量為4/8/16K) 等。
LGT8F0XA系列
LGT8F0XA于2012-4-6提及并發布的一種極低成本的8位通用單片機,基于RISC(精簡指令集),其指令集和總線結構類似于AVR單片機。3級流水線設計,131條指令, 大多數指令執行時間為單個時鐘周期,32個8位通用工作寄存器,工作于16MHz時性能高達16MIPS,單周期的硬件乘法器(8×8),芯片可以跑到32MIPS@32Mhz 外部晶振,零售價是1.99元。
AVR單片機的幾個主要優點
AVR 單片機吸取了 PIC 及 8051 等單片機的優點,同時在內部結構上還作了一些重大改進,其主要的優點如下:
程序存儲器為價格低廉、可擦寫 1 萬次以上、指令長度單元為 16 位(字)的 FlashROM(即程序存儲器寬度為 16 位,按 8 位字節計算時應乘 2)。而數據存貯器為 8 位。因此 AVR 還是屬于 8 位單片機。
采用 CMOS 技術和 RISC 架構,實現高速(50ns)、低功耗(μA)、具有 SLEEP(休眠)功能。AVR 的一條指令執行速度可達 50ns(20MHz),而耗電則在 1uA~2.5mA 間。AVR 采用 Harvard結構,以及一級流水線的預取指令功能,即對程序的讀取和數據的操作使用不同的數據總線,因此,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。
高度保密。可多次燒寫的 Flash 且具有多重密碼保護鎖定(LOCK)功能,因此可低價快速完成產品商品化,且可多次更改程序(產品升級),方便了系統調試,而且不必浪費 IC 或電路板,大大提高了產品質量及競爭力。
工業級產品。具有大電流 10~20mA(輸出電流)或 40mA(吸電流)的特點,可直接驅動 LED、SSR 或繼電器。有看門狗定時器(WDT)安全保護,可防止程序走飛,提高產品的抗干擾能力。
超功能精簡指令。具有 32 個通用工作寄存器(相當于 8051 中的 32 個累加器),克服了單一累加器數據處理造成的瓶頸現象。片內含有 128-4K 字節 SRAM,可靈活使用指令運算,適合使用功能很強的 C 語言編程,易學、易寫、易移植。
程序寫入器件時,可以使用并行方式寫入(用編程器寫入),也可使用串行在線下載(ISP)、在應用下載(IAP)方法下載寫入。也就是說不必將單片機芯片從系統板上拆下拿到萬用編程器上燒錄,而可直接在電路板上進行程序的修改、燒錄等操作,方便產品升級,尤其是對于使用 SMD 表貼封裝器件,更利于產品微型化。
通用數字 I/O 口的輸入輸出特性與 PIC 的 HI/LOW 輸出及三態高阻抗 HI-Z 輸入類同,同時可設定類同與 8051 結構內部有上拉電阻的輸入端功能,便于作為各種應用特性所需(多功能 I/O 口),AVR 的 I/O 口是真正的 I/O 口,能正確反映 I/O 口的輸入/輸出的真實情況。
單片機內集成有模擬比較器,可組成廉價的 A/D 轉換器。
像 8051 一樣,有多個固定中斷向量入口地址,可快速響應中斷,而不是像 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,這會浪費且失去控制時機的最隹機會。
同 PIC 一樣,帶有可設置的啟動復位延時計數器。AVR 單片機內部有電源上電啟動計數器,當系統 RESET 復位上電后,利用內部的 RC 看門狗定時器,可延遲 MCU 正式開始讀取指令執行程序的時間。這種延時啟動的特性,可使 MCU 在系統電源、外部電路達到穩定后再正式開始執行程序,提高了系統工作的可靠性,同時也可節省外加的復位延時電路。
具有多種不同方式的休眠省電功能和低功耗的工作方式。
許多 AVR 單片機具有內部的 RC 振蕩器,提供 1/2/4/8MHz 的工作時鐘,使該類單片機無需外加時鐘電路元器件即可工作,非常簡單和方便。
有多個帶預分頻器的 8 位和 16 位功能強大的計數器/定時器(C/T),除了實現普通的定時和計數功能外,還具有輸入捕獲、產生 PWM 輸出等更多的功能。
性能優良的串行同/異步通訊 USART 口,不占用定時器??蓪崿F高速同/異步通信。
Mega8515 及 Mega128 等芯片具有可并行擴展的外部接口,擴展能力達 64KB。
工作電壓范圍寬 2.7V~6.0V,具有系統電源低電壓檢測功能,電源抗干擾性能強。
有多通道的 10 位 A/D 及實時時鐘 RTC。許多 AVR 芯片內部集成了 8 路 10 位 A/D 接口,如:mega8、mega16、mega8535 等。
AVR 單片機還在片內集成了可擦寫 10 萬次的 EEPROM 數據存儲器,等于又增加了一個芯片,可用于保存系統的設定參數、固定表格和掉電后的數據的保存。即方便了使用,減小了系統的空間,又大大提高了系統的保密性。
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