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AVR单片机
什么是AVR单片机？AVR单片机是什么意思？
单片机又称单片微控制器，它是把一个计算机系统集成到一个芯片上，概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。单片机技术是计算机技术的一个分支,是简易机器人的核心元件。
1997年,由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术, 共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。
AVR单片机的优势特征
单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表和机器人制作等领域，使产品功能、精度和质量大幅度提升，且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉。单片机种类很多，在简易机器人制作和创新中，为什么选用AVR单片机呢？
一、简便易学，费用低廉
首先，对于非专业人员来说，选择AVR单片机的最主要原因，是进入AVR单片机开发的门槛非常低，只要会操作电脑就可以学习AVR单片机的开发。单片机初学者只需一条ISP下载线，把编辑、调试通过的软件程序直接在线写入AVR单片机，即可以开发 AVR单片机系列中的各种封装的器件。AVR单片机因此在业界号称“一线打天下”。
其次，AVR单片机便于升级。AVR程序写入是直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作，这样便于产品升级。
再次，AVR单片机费用低廉。学习AVR单片机可使用ISP在线下载编程方式(即把PC机上编译好的程序写到单片机的程序存储器中)，不需购买仿真器、编程器、擦抹器和芯片适配器等，即可进行所有AVR单片机的开发应用，这可节省很多开发费用。程序存储器擦写可达10000次以上，不会产生报废品。
二、高速、低耗、保密
首先，AVR单片机是高速嵌入式单片机：
1、AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行。
2、多累加器型，数据处理速度快。AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。
3、中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断。
其次，AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低1.8 V即可工作。
再次，AVR单片机保密性能好。它具有不可破解的位加密锁Lock Bit技术，保密位单元深藏于芯片内部，无法用电子显微镜看到。
三、I/O口功能强,具有A/D转换等电路
1. AVR单片机的I/O口是真正的I/O口，能正确反映I/O口输入/输出的真实情况。工业级产品，具有大电流(灌电流)10～40 mA,可直接驱动可控硅SSR或继电器，节省了外围驱动器件。
2. AVR单片机内带模拟比较器，I/O口可用作A/D转换，可组成廉价的A/D转换器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。
3. 部分AVR单片机可组成零外设元件单片机系统，使该类单片机无外加元器件即可工作，简单方便，成本又低。
4. AVR单片机可重设启动复位,以提高单片机工作的可靠性。有看门狗定时器实行安全保护,可防止程序走乱(飞),提高了产品的抗干扰能力。
四、有功能强大的定时器/计数器及通讯接口
定时/计数器T/C有8位和16位,可用作比较器。计数器外部中断和PWM(也可用作D/A)用于控制输出，某些型号的AVR单片机有3～4个PWM，是作电机无级调速的理想器件。
AVR单片机有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI同步传输功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般标准整数频率下,而波特率可达576K。
AVR单片机的型号标识解析
1. 型号紧跟的字母，表示电压工作范围。带“V”：1.8-5.5V；若缺省，不带“V”：2.7-5.5V。
例：ATmega48-20AU，不带“V”表示工作电压为2.7-5.5V。
2. 后缀的数字部分，表示支持的最高系统时钟。
例：ATmega48-20AU，“20”表示可支持最高为20MHZ的系统时钟。
3. 后缀第一（第二）个字母，表示封装。“P”：DIP封装，“A”：TQFP封装，“M”：MLF封装。
例：ATmega48-20AU，“A”表示TQFP封装。
4. 后缀最后一个字母，表示应用级别。“C”：商业级，“I”：工业级（有铅）、“U”工业级（无铅）。
例：ATmega48-20AU，“U”表示无铅工业级。ATmega48-20AI，“I”表示有铅工业级。
AVR 8-Bit MCU的最大特点
与其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特点是：
· 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（单一输出），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。
AVR单片机的应用区域
目前，AVR已被广泛用于：
· 空调控制板
· 打印机控制板
· 智能电表
· 智能手电筒
· LED控制屏
· 医疗设备
· GPS
从市场角度看AVR单片机
· 性价比：AVR大部分型号的性价比较高，性价比表现突出的型号有：atmega48、atmega8、atmega16、atmega169P
· 供货方面：通用型号的AVR供货较为稳定，非常规型号的AVR样品及供货仍存在问题。
· 市场占有率：目前，AVR的市场占有率还是不如PIC与51，但，AVR的优点使得AVR的市场占有一直在扩展，AVR的年用量也一直在上涨。
开发AVR单片机，需要哪些编译器、调试器？
软件名称
类型
简介
官方网址
AVR Studio
IDE、汇编编译器
ATMEL AVR Studio集成开发环境(IDE)，可使用汇编语言进行开发（使用其它语言需第三方软件协助），集软硬件仿真、调试、下载编程于一体。ATMEL官方及市面上通用的AVR开发工具都支持AVRStudio。
www.atmel.com
GCCAVR
(WinAVR)
C编译器
GCC是Linux的唯一开发语言。GCC的编译器优化程度可以说是目前世界上民用软件中做的最好的，另外，它有一个非常大优点是，免费！在国外，使用它的人几乎是最多的。但，相对而言，它的缺点是，使用操作较为麻烦。
sourceforge.net
ICC AVR
C编译器
（集烧写程序功能）
市面上(大陆)的教科书使用它作为例程的较多，集成代码生成向导，虽然它的各方面性能均不是特别突出，但使用较为方便。虽然ICCAVR软件不是免费的，但，它有Demo版本，在45天内是完全版。
www.imagecraft.com
CodeVision AVR
C编译器
（集烧写程序功能）
与KeilC51的代码风格最为相似，集成较多常用外围器件的操作函数，集成代码生成向导，有软件模块，不是免费软件，Demo版为限2KB版。
www.hpinfotech.ro
ATman AVR
C编译器
支持多个模块调试（AVRStudio不支持多个模块调试）。
www.atmanecl.com
IAR AVR
C编译器
IAR实际上在国外比较多人使用，但它的价格较为昂贵，所以，中国大陆内，使用它的开发人员较少，只有习惯用IAR的工程师才会去使用它。
www.iar.com
Devices
Flash Kbytes
EEPROM Kbytes
SRAM Bytes
I/O
F.max (MHz)
Vcc
(V)
pico
Power
16bit Timers
8bit Timers
PWM channels
RTC
SPI
UART
TWI
ISP
10-bit A/D (channels)
Analog Com
parator
WDT
Hardware Multiplier
Ext Int
-errupts
Self Program Memory
ATtiny13 ATtiny13V
1
0.064
64B
32reg
6
20
1.8-5.5
-
--
1
2
-
-
-
-
√
4
√
√
No
6
√
ATtiny24 ATtiny24V
2
0.128
128
12
20
1.8-5.5
-
1
1
4
-
USI
-
USI
√
8
√
√
--
12
√
ATtiny44 ATtiny44V
4
0.256
256
12
20
1.8-5.5
-
1
1
4
-
USI
-
USI
√
8
√
√
--
12
√
ATtiny84 ATtiny84V
8
0.512
512
12
20
1.8-5.5
-
1
1
4
-
USI
-
USI
√
8
√
√
--
12
√
ATtiny26 ATtiny26L
2
0.125
128
16
16
2.7-5.5
-
--
2
2
-
USI
-
USI
√
11
√
√
--
1
--
ATtiny2313 ATtiny2313V
2
0.128
128
18
20
1.8-5.5
-
1
1
4
-
USI
1
USI
√
--
√
√
--
2
√
ATmega48 ATmega48V
4
0.256
512
23
20
1.8-5.5
-
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega88 ATmega88V
8
0.5
1024
23
20
1.8-5.5
-
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega168 ATmega168V
16
0.5
1024
23
20
1.8-5.5
-
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega8 ATmega8L
8
0.5
1024
23
16
2.7-5.5
-
1
2
3
√
1
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
2
√
ATmega16 ATmega16L
16
0.5
1024
32
16
2.7-5.5
-
1
2
4
√
1
1
√
√
8
√
√
√
3
√
ATmega32 ATmega32L
32
1
2048
32
16
2.7-5.5
-
1
2
4
√
1
1
√
√
8
√
√
√
3
√
ATmega64 ATmega64L
64
2
4096
53
16
2.7-5.5
-
2
2
8
√
1
2
√
√
8
√
√
√
8
√
ATmega128 ATmega128L
128
4
4096
53
16
2.7-5.5
-
2
2
8
√
1
2
√
√
8
√
√
√
8
√
ATmega1280 ATmega1280V
128
4
8192
86
16
1.8-5.5
-
4
2
16
√
1+USART
4
√
√
16
√
√
√
32
√
ATmega162 ATmega162V
16
0.5
1024
35
16
1.8-5.5
-
2
2
6
√
1
2
--
√
-
√
√
√
3
√
ATmega169 ATmega169V
16
0.5
1024
53
16
1.8-5.5
-
1
2
4
√
1+USI
1
USI
√
8
√
√
√
17
√
ATmega169P ATmega169PV
16
0.5
1024
54
16
1.8-5.5
√
1
2
4
√
1+USI
1
USI
√
8
√
√
√
17
√
ATmega8515 ATmega8515L
8
0.5
512
35
16
2.7-5.5
-
1
1
3
-
1
1
-
√
-
-
√
√
3
√
ATmega8535 ATmega8535L
8
0.5
512
32
16
2.7-5.5
-
1
2
4
-
1
1
√
√
8
√
√
√
3
√
ATmega48P ATmega48PV
4
0.256
512
23
20
1.8-5.5
√
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega88P ATmega88PV
8
0.5
1024
23
20
1.8-5.5
√
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega168P ATmega168PV
16
0.5
1024
23
20
1.8-5.5
√
1
2
6
√
1+USART
1
√
√
8/6(DIP)
√
√
√
26
√
ATmega164P ATmega164PV
16
0.5
1024
32
20
1.8-5.5
√
1
2
6
√
1+USART
2
√
√
8
√
√
√
32
√
ATmega324P ATmega324PV
32
1
2048
32
20
1.8-5.5
√
1
2
6
√
1+USART
2
√
√
8
√
√
