什么是avr单片机什么是AVR单片机，AVR单片机的特点优势有哪些|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

什么是AVR单片机，AVR单片机的特点优势有哪些

一、 AVR单片机简介

1.1、AVR的诞生

AVR单片机是ATMEL公司在1997年研发的增强型内置Flash的RISC精简指令集高速单片机。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。

1.2、AVR的特点

采用RISC精简指令系统

RISC(精简指令系统计算机)是相对于CISC(复杂指令系统计算机)而言的。RISC 并非只是简单地去减少指令，而是通过将计算机的结构变得更加简单合理来提高计算机的运算速度，目前市面上常见的微控制器大部分都使用的是RISC指令集，包括AVR以及ARM等。RISC优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令，并固定指令宽度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于AVR 采用RISC的这种结构，使AVR系列单片机都具备了1MIPS/MHz(百万条指令每秒/兆赫兹)的高速处理能力。可以适用于对计算能力要求更高的场景下。

采用内嵌高质量的Flash程序存储器

高质量的Flash擦写方便，支持ISP和IAP，便于产品的调试、开发、生产、更新。内嵌长寿命的EEPROM可以长期保存关键数据，避免断电丢失。片内大容量的RAM不仅能满足一般场合的使用，同时更有效的支持使用高级语言开发系统程序，并可像MCS-51单片机那样扩展外部RAM。

I/O管脚全部带可设置的上拉电阻

这样的话可以单独设定为输入/输出、可设定(初始)高阻输入、驱动能力强(可省去功率驱动器件)等特性，使的得I/O口资源灵活、功能强大、可充分利用。

片内具备多种独立的时钟分频器

可分别供URAT、I2C、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，可通过软件设定分频系数提供多种档次的定时时间。

增强性的高速USART

具有硬件产生校验码、硬件检测和校验、两级接收缓冲、波特率自动调整定位、屏蔽数据帧等功能，提高了通信的可靠性，方便程序编写，更便于组成分布式网络和实现多机通信系统的复杂应用，串口功能大大超过MCS-51单片机的串口，并且由于AVR单片机速度快，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。

稳定的系统可靠性

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，增强了嵌入式系统的可靠性。

二、 AVR单片机系列简介

AVR单片机系列齐全,可适用于各种不同场合的要求，共有3个档次，分别为：

低档Tiny系列：主要有Tiny11/12/13/15/26/28等;

中档AT90S系列：主要有AT90S1200/2313/8515/8535等;(正在淘汰或转型到Mega中)

高档ATmega：主要有ATmega8/16/32/64/128(存储容量为8/16/32/64/128KB)以及ATmega8515/8535等。

AVR器件引脚从8脚到64脚不等，还有各种不同封装可供用户根据实际情况进行选择选择。

三、 AVR单片机的优势

哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力;

超功能精简指令集(RISC)，具有32个通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象;

快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发;

作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA，作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10mA-20mA灌电流的能力;

片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠;

大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等;

大部分AVR除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。

四、 AVR单片机的应用

基于AVR单片机的优秀的性能与以上的特点，可以看出，AVR单片机目前可以适用于大部分嵌入式应用场景中，同时由于AVR单片机的封装形式多样，可以用于教学当中，例如使用双列直插型单片机可以让学生自己动手设计焊接一个单片机的最小系统，学习软硬件技术。

AVR单片机优缺点分析

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单片机的特点及优点

　　高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位，一直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场、赖以生存的必要条件。

　　早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因，所以采取稳妥方案：即采用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。以后的 CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改观（51以及51兼容）。此间虽有某些精简指令集单片机（RISC）问世，但依然沿袭对时钟分频的作法。

　　AVR单片机的推出，彻底打破这种旧设计格局，废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机（CISC）追求指令完备的做法；采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中（指令集中占大多数的单周期指令都是如此），取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃，是以高可靠性为其后盾的。

　　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（1Mips/MHz），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。故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，是高性价比的单片机。

　　AVR单片机内嵌高质量的Flash程序存储器，擦写方便，支持ISP和IAP，便于产品的调试、开发、生产、更新。内嵌长寿命的EEProm可长期保存关键数据，避免断电丢失。片内大容量的RAM不仅能满足一般场合的使用，同时也更有效的支持使用高级语言开发系统程序，并可像MCS-51单片机那样扩展外部 RAM。

　　AVR单片机的I/O线全部带可设置的上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定（初始）高阻输入、驱动能力强（可省去功率驱动器件）等特性，使的得I/O口资源灵活、功能强大、可充分利用。

　　AVR单片机片内具备多种独立的时钟分频器，分别供URAT、I2C、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，可通过软件设定分频系数提供多种档次的定时时间。AVR单片机独有的“以定时器/计数器（单）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、相位可变方波的设计方法（即脉宽调制输出PWM）”更是令人耳目一新。

　　增强性的高速同/异步串口，具有硬件产生校验码、硬件检测和校验侦错、两级接收缓冲、波特率自动调整定位（接收时）、屏蔽数据帧等功能，提高了通信的可靠性，方便程序编写，更便于组成分布式网络和实现多机通信系统的复杂应用，串口功能大大超过MCS-51/96单片机的串口，加之AVR单片机高速，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。

　　面向字节的高速硬件串行接口TWI、SPI。TWI与I2C接口兼容，具备ACK信号硬件发送与识别、地址识别、总线仲裁等功能，能实现主/从机的收/发全部4种组合的多机通信。SPI支持主/从机等4种组合的多机通信。

　　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，增强了嵌入式系统的可靠性。

　　AVR单片机具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-2.7V），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。

　　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、A/D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/O端口…… ）于一身，充分体现了单片机技术的从“片自为战”向“片上系统SoC”过渡的发展方向。