AVR单片机系列教程（一）

（1）CPU核（如：51核 AVR核 M430核）

（2）ROM（READ ONLY Memory 绕母）

（3）RAM（random access Memory 随机访问寄存器 ）

（4）片上外设

（5）总线

CPU核： 相当于电脑的CPU吧、就是执行从ROM中取指令。这东西有几个指标非常重要

一、主频（如51核是2MHZ晶振12分频过来就是2MHZ、AVR 是20MHZ（快达到DSP水平了）MSP430F1系列的是8MHZ）

二、指令集 （CISC(复杂) RISC（精简）当然精简指令集比复杂执行效率高很多个人觉得缺点实现的功能少 ）

三、字长 （就是一次能处理二进制数据的位数 我们单片机一般是8位 16位 AVR和51都是8位）

ROM: 相当于电脑的硬盘、存储程序用的指标就是容量 大多数是flash 结构基本都混淆说了

一、容量 单位一般KB位单位

二、高级指标 、自编能力(就是程序在运行中可以自己擦出flash然后更改flash中的内容的能力一般我们用不到)

如：51(不具备自编能力)-->8KB

MSP430F1101（具备）--> 1KB

AVR（具备）---> 16KB

RAM： 数据存储器、相当于计算机的内存、ROM中的程序在运行时快速的存取数据、目前大多数单

片机为SRAM结构 计算机室SDRAM结构。指标也是容量 一般 B（字节） KB（千字节）

一、容量 、

如： 51单片机512字节

MSP430F1101 128字节

AVR 1KB 1千字节

主要是程序运行时调用一些变量啊调用一些数组等都是存在RAM中的。

片上外设： 相当于电脑的接口，鼠标接口、显示器接口等

常见的片上外设模块有外部中断、定时器/计数器、URAT（异步串行）、SPI（同步）IIC（2线的串行口）ADC及模拟比较器等。

如：一下三种价格10元左右的单片机

一、89C52就只有外部中断 定时器计数器 UART

二、MSP430F1101 外部中断 定时器计数器 ADC

三、AVR 外部中断、定时器/计数器、URAT（异步串行）、SPI（同步串行）IIC（2线的串行口）ADC及模拟比较器。

总线： 用于以上四部分之间的传输数据的通道、相当于硬盘的IDE线、光驱线等。

总线只是一个概念。没有一个实际的这样的一个东西、这个东西我也不太清楚可以理解为一束功能相近的导线的集合吧。

单片机能做什么？

单片机无所不能！

所谓的“微电脑控制控制”的核心就是单片机（微电脑控制比较时髦的）覆盖工业生产、日常生活、军事设备、科研仪表仪器等所有智能化的应用场合

例如：智能洗衣机（一般洗衣机不能完成的功能）

定时完成洗衣脱水功能。

可以判断衣服的干净程度。

实现洗净既停的功能。

蒸汽熨烫的功能。

刷卡投币洗衣

更加智能LG公司的"IPAD"洗衣机一边洗衣一边听歌。

例如：（LED显示屏）

LED发光二极管构成显示屏的像素点

单片机负责逐点火逐行扫描，并与电脑通信获取图片信息。

例如：（PH/ORP仪表）

用于环境监测、工矿企业、科学研究、水产养殖等场合的PH值的测定

读取PH传感器的模拟信号、内部处理后显示在LCD上。（其实就是读取液体的PH值）

还有很多数码产品。。。

还有智能小车（我上大学时就做过这样一个东西呵呵用ATMEGA8）

一、巡线

二、避障

三、电视机遥控器遥控（接受各个遥控器的键码）

四、LCD显示

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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。

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