学习单片机为什么选用AVR单片机?
电子技术的迅猛发展,尤其单片机更广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩具、便携式智能仪表等领域,使产品功能、精度和质量大幅度提高,电路简单、故障率低、可靠性高且成本低廉。ATMEL公司把51内核与其擅长的FLASH制造技术相结合,推出可重复擦写1000次以上低功耗的89C51/52/1051/2051等产品,取代其它8751系列,称霸单片机市场数年。于1997年,由ATMEL挪威设计中心的A先生与V先生,利用ATMEL的FLASH新技术, 共同研发RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速嵌入式8位单片机,简称AVR。
学习单片机为什么选用AVR单片机?
一、进入AVR单片机门槛低--一线打天下!
1. 反复擦写,无报废产品。AVR单片机的程序存储器是用FLASH(闪烁存储器--像闪电一样快或称快速擦写) 构成的,可擦写1000次以上,新工艺AVR器件, 程序存储器擦写可达1万次以上,不再有报废品产生。有的单片机,只能烧录一次, 不能更改, 烧录错了产品就报废。
2. 有多种编程方式。AVR程序写入可以并行写入(用万用编程序器),也可用串行ISP(通过PC机RS232口或打印口)在线编程擦写。也就是说可以不必将IC芯片拆下拿到万用编程上擦写,而可直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作,方便产品升级。ISP、JTAG这是今后单片机编程的发展方向 。
有的AVR单片机具有Boot区, Boot区内可以建立自己的管理监控,---可以对自己进行编程管理,这些芯片如:ATmega8/16/32/64/128,ATmega8515/8535等器件。写入新软件时无需外部器件,通过任何接口都可以进行编程(并行编程器、ISP、JTGA、 UART 、自编程) 。
作为青少年学习AVR单片机可使用ISP在线下载编程(即把PC机上编译好的程序写到单片机的程序存储器中)方式, 即不需购买仿真器、编程器、擦抹器、芯片适配器等就可搞所有AVR单片机的开发应用, 这就能节省很多开发费用。如果有条件,只需化很少钱自己也可焊接一条ISP下载线, 则可一线打天下(开发所有的AVR单片机)。
3. 有多种免费编程语言供选择。青少年学习单片机用什么语言编程也是至关重要。有一种台湾及国产的用宏指令方法设计的单片机学习板,优点:简单易学,适合小学生用;缺点:不可搞复杂控制,与大专院校学习单片机知识不衔接,又要从头开始学习, 人们称这是不论不类的语言,与现实社会科研应用不能接轨。
ATMEL公司提供AVR单片机的集成环境汇编级开发调试软件是免费的, 软件模拟调试功能也是相当强大, 对单片机初学者可节省购买硬件仿真器的一大笔钱。 高级C语言,ICC AVR C 编译器 支持无SRAM器件;增加组软件模块;Icc DEMO版30天是完全版, 30天后转限2KB版, 作为AVR单片机入门学习已足够了。还有其他高级语言供选择: IAR AVR C编译器 编译器与AVR同步设计,支持C和EC++ ,DEMO版只生成调试文件; Code Vision AVR C编译器 有软件模块,DEMO版为限2KB版; GNU C编译器, 网友联盟自由免费版; BASCOM-AVR DEMO版为限2KB版。双龙将组织相应软件应用中文书籍出版。
4. 有多种器件供选择。AVR单片机系列齐全,可适用于各种不同场合的要。AVR有三个档次:
低档tiny系列AVR单片机: 主要有tiny11/12/15/26/28等;
中档AT90S系列AVR 单片机: 主要有AT90S1200/2313/8515/8535等;
高档ATmega系列AVR单片机: 主要有ATmega8/16/32/64/128,ATmega8515/8535等。
AVR器件价格从几元到近百元, 引脚从8脚到64脚, 还有各种不同封装供选择。
5. 有多种开发实验器配合你学习开发。双龙电子的散件组装SL-DIY02-1 AVR单片机积木化开发实验器, 提供了一个廉价的学习AVR单片机的软件、硬件开发平台, 通过自己组装单片机实验器硬件,只要接上PC机及5伏直流电源, 他什么事都能做, 是青少年参加电子大奖赛的廉价工具及助手。双龙电子还有各种配套积木化应用板供选择:SL-DIY02-2组态开发板, SL-DIY02-3带A/D开发实验板, SL-DIY02-4整流稳压电源板,SL-DIY02-5万通实验板, SL-DIY02-7电机驱板,SL-DIY02-8通信显示板。SL-DIY02-6机器人板(含驱动、探测、整流稳压、遥控接口) ;还有各种开发实验器、仿真器供选择。SL-AVR/SL-AVR+/SL-AVRAD/SL-MEGA8开发实验器, 以上开发实验器均有相应书籍由出版社出版。硬件仿真器有ICE-200,JTAG ICE。
二、AVR是属高速单片机
1. 一个时钟周期执行一条指令。AVR是高速单片机!硬件应用哈佛(Harward)结构,具有预取指令功能, 即在执行一条指令时, 预先把下一条指令己取进来,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。超功能精简指令!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。相当多的单片机只有一个累加器, 就像一条独木桥,什么事都要通过累加器, 真是又累又慢,吃力不讨好,速度快不了。AVR单片机系列中有128B到4KB的SRAM静态随机数据存储器,可灵活使用指令运算, 存放数据。
3. 中断响应速度快。AVR像8051一样,有多个固定中断向量入口地址,可快速响应中断。而PIC只有一个中断入口,要查询后才能响应中断,失去了最佳响应中断时间。
4. 高级C语言编程效率高。从高级语言C代码完成同一任务实例比较, 8 MHz AVR 速度要相当224 MHz 80C51,AVR比80C51快28倍。
看各种单片机性能比较:
68HC11：代码效率高，但是处理能力只有AVR的1/10，功耗却高 2.5倍
PIC 速度快, 但是在相同功耗下AVR性能比其高3.5倍
三、AVR是低功耗单片机
具有休眠省电功能(POWER DOWN)及闲置(IDLE)低功耗功能。一般耗电在1～2.5mA,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。
四、高度保密(LOCK), 可保护你的科研成果!
–不可破解的位加密锁LOCK bit技术;
–不象有的单片机那样可通过电子显微镜看到保密位方式破解
–FLASH保密位单元深藏于芯片内部, 无法用电子显微镜看到保密位;
–可多次烧写的FLASH且具有多重密码保护锁死(LOCK)功能,因此可快速完成产品商品化,并可多次更改程序(产品升级)而不必浪费IC芯片或电路板,大大提高产品质量及竞争力。
五、I/O口功能强、驱动能力大
AVR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。I/O口有输入/输出, 三态高阻输入,也可设定内部拉高电阻作输入端的功能,便于作各种应用特性所需(多功能I/O口) 。工业级产品!具有大电流(灌电流)10～40mA,可直接驱动可控硅SSR或继电器, 节省了外围驱动器件。
六、具有A/D转换电路, 可作数据采集闭环控制
AVR内带模拟比较器,I/O口可作A/D转换用,可组成廉价的A/D转换器。AT90S4434/8535具有8路10位A/D;AT90S2333/4433具有6路10位A/D;功能更强的ATMEGA128有FLASH 128KB,EEPROM 4KB,RAM 4KB,I/O端口48个,中断源16个 ,外中断8个,SPI,UART,8路10位A/D,ISP。
七、有的AVR单片机可组成零外设元件单片机系统
AT90S1200/2343/ATtiny15/ATmega8等部分AVR器件具有内部RC振荡器,1-8MHz的工作频率,使该类单片机成为无外加元器件即可工作,就是一片芯片,可谓简单方便又省钱,作加密器件使用更妙。
八、单片机工作可靠性强
可重设启动复位。AVR系列有内部电源开关启动计数器,可将低电平复位(/RESET)直接接到Vcc端。当电源开时,由于利用内部RC的看门狗定时器,可延迟MCU启动执行程序。这种延时使I/O口稳定后执行程序,以提高单片机工作可靠性。有的AVR单片机还有复位电压调节功能供选择, 适用于单片机使用不同电源电压的场合。有看门狗定时器(WDT),安全保护,防止程序走乱(飞),提了高产品的抗干扰能力。
工作电压范围宽(2.7～6.0V),电源抗干扰性强。 AT90LXX为低电压器件(2.7～6.0V), AT90SXX电压为 (4.0～6.0V),最低器件ATTINY12己到1.8V ～ 5.5V。
九、有功能强大的计数器/定时器
C/T计数器/定时器,有8位和16位,可作比较器;计数器外部中断和PWM(也可当D/A)用于控制输出,有的有3-4个PWM,作电机无级调速是理想器件。
十、有异步、同步串行通讯接口
有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI同步传输功能,因其高速故可以工作在一般标准整数频率,而波特率可达576K。
十一、AT90S4414/AT90S8515具有可扩展外部数据存储器达64KB。
它们的引脚排列及功能与8051相似,即可替代替8051系列单片机(8751或8752)的应用系统。仅差复位电平,只需对调复位电阻、电容位置。还增加很多新功能,WDT,A/D,PWM等
十二、 并具有较大容量、可擦写10万次的EEPROM,对掉电后数据保存带来方便,来电后能记住掉电时的工作状态,EEPROM(64B～4KB) 。
十三、 ATmega16/32/64/128等单片机,还具有JTAG边界扫描(芯片内部功能检测)、仿真、编程功能, 大大降低了单片机开发成本。