avr嵌入式单片机 AVR单片机优缺点分析|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

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。

Microchip推出全新功能安全型AVR® DA系列单片机

随着物联网（IoT）为工业和家庭应用提供更强的连接性，以及车联网提升了驾驶室和操控功能，业界需要更高性能的单片机来实现更好的实时控制以及增强的人机接口应用。Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）今日宣布推出下一代AVR® DA系列单片机（MCU），是其首款带有外设触摸控制器（PTC）的功能安全型AVR MCU系列。

Microchip 8位单片机事业部助理营销副总裁Greg Robinson表示：“新推出的AVR DA单片机系列继承了Microchip高性能和高代码效率器件的优势，通过搭载先进模拟和独立于内核的外设，以及比现有器件更多的电容式触摸通道，满足了多个行业的新需求。新的单片机系列产品广泛应用于智能家居安全、楼宇自动化、传感器系统等应用，以及汽车和工业自动化等领域，助力开发人员设计出更加强大、精确和响应灵敏的各类应用。”

Microchip的功能安全认证适用于具有最新安全特性的器件，这些器件同时还带有安全手册、故障模式、影响与诊断分析（FMEDA）报告，在某些情况下，还具备诊断软件，从而减少终端应用安全认证的时间和成本。AVR DA MCU系列包括多个集成的安全功能，以确保稳健的运行，诸如上电复位、欠压检测器和电压水平监控器，可确保充足的电源电压。循环冗余校验（CRC）扫描确保闪存中的应用程序代码有效。通过确保代码的完整性，可避免应用程序的意外和潜在的不安全行为。

Microchip的新型AVR DA系列MCU可在全电源电压范围内实现24 MHz的CPU速度、存储密度高达128 KB的闪存、16 KB SRAM和512 字节EEPROM，具备12位差分ADC、10位DAC、模拟比较器和过零检测器。PTC支持电容式触摸接口设计，支持按钮、滑动条、滚轮、触摸板、较小型触摸屏及广泛应用于消费和工业产品和车辆的手势控制。AVR DA系列支持多达46个自电容和529个互电容触摸通道，并采用最新一代增强型驱动屏蔽PTC和升压模式技术，提供增强的抗噪性、耐水性、触摸灵敏度和响应时间。

此外，AVR DA 系列MCU为嵌入式实时控制系统带来了额外的价值。集成事件系统支持外设间无需CPU即可进行通信。事件无延迟，信息不会丢失，为进行可靠和安全的设计提供了增强的实时性能和可预测性。通过减少CPU需要激活的时间，应用程序的总功耗得以降低。

可配置的自定义逻辑外设支持内部逻辑功能设置，无需外部元件，减少电路板空间和材料成本。凭借12位差分ADC等先进模拟特性，AVR DA系列MCU可在嘈杂环境中测量小幅度信号，非常适合于哈希环境中的传感器节点应用。

AVR DA系列MCU的高存储密度和SRAM与闪存的比率使AVR DA系列产品对无线和有线连接的传感器节点以及其他协议栈密集型应用都具有吸引力。