AVR单片机教程之单片嵌入式系统的详细资料概述

　　主要内容

　　AVR系列单片微控制器为核心的单片嵌入式系统的原理、硬软件设计、调试等应用方法

　　什么是嵌入式系统 ？

　　将面对工控领域对象，嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中，实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统

　　嵌入式系统的特点与应用

　　嵌入式系统是以应用为核心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、安全性、成本、体积、重量、功耗、环境等方面有严格要求的专用计算机系统。

　　一台通用计算机系统，如PC机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式系统：键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。

　　AVR单片机的主要特点

　　1.程序存储器为价格低廉、可擦写1万次以上、指令长度单元为16位（字）的FlashROM（即程序存储器宽度为16位，按8位字节计算时应乘2）。而数据存贮器为8位。

　　2.采用CMOS技术和RISC架构，实现高速（50ns）、低功耗（μA）、具有SLEEP（休眠）功能。AVR的一条指令执行速度可达50ns （20MHz），而耗电则在1μA～2.5mA间。

　　3.高度保密。可多次烧写的Flash且具有多重密码保护锁定（LOCK）功能，因此可低价快速完成产品商品化，且可多次更改程序（产品升级），方便了系统调试，而且不必浪费IC或电路板，大大提高了产品质量及竞争力。

　　4.工业级产品。具有大电流10～20mA（输出电流）或40mA（吸电流）的特点，可直接驱动LED、SSR或继电器。有看门狗定时器（WDT）安全保护，可防止程序走飞，提高产品的抗干扰能力。

　　5.超功能精简指令。具有32个通用工作寄存器（相当于8051中的32个累加器），克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象。片内含有128-4K字节SRAM，可灵活使用指令运算，适合使用功能很强的C语言编程，易学、易写、易移植。

　　6.程序写入器件时，可以使用并行方式写入（用编程器写入），也可使用串行在线下载（ISP）、在应用下载（IAP）方法下载写入。也就是说不必将单片机芯片从系统板上拆下拿到万用编程器上烧录，而可直接在电路板上进行程序的修改、烧录等操作，方便产品升级，尤其是对于使用SMD表贴封装器件，更利于产品微型化。

　　7. 通用数字I/O口的输入输出特性与PIC的HI/LOW输出及三态高阻抗HI-Z输入类同，同时可设定类同与8051结构内部有上拉电阻的输入端功能，便于作为各种应用特性所需（多功能I/O口），AVR的I/O口是真正的I/O口，能正确反映I/O口的输入/输出的真实情况。

　　8.单片机内集成有模拟比较器，可组成廉价的A/D转换器

　　9.像8051一样，有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断，而不是像PIC一样所有中断都在同一向量地址，需要以程序判别后才可响应，这会浪费且失去控制时机的最隹机会。

　　10.同PIC一样，带有可设置的启动复位延时计数器。AVR单片机内部有电源上电启动计数器，当系统RESET复位上电后，利用内部的RC看门狗定时器，可延迟MCU正式开始读取指令执行程序的时间。这种延时启动的特性，可使MCU在系统电源、外部电路达到稳定后再正式开始执行程序，提高了系统工作的可靠性，同时也可节省外加的复位延时电路。

　　11.具有多种不同方式的休眠省电功能和低功耗的工作方式。

　　12.许多AVR单片机具有内部的RC振荡器，提供1/2/4/8MHz的工作时钟，使该类单片机无需外加时钟电路元器件即可工作，非常简单和方便。

　　13.有多个带预分频器的8位和16位功能强大的计数器/定时器（C/T），除了实现普通的定时和计数功能外，还具有输入捕获、产生PWM输出等更多的功能。

　　14.性能优良的串行同/异步通讯USART口，不占用定时器。可实现高速同/异步通信

　　15.Mega8515及Mega128等芯片具有可并行扩展的外部接口，扩展能力达64KB 。

　　16.工作电压范围宽2.7V～6.0V，具有系统电源低电压检测功能，电源抗干扰性能强。

　　17.有多通道的10位A/D及实时时钟RTC。许多AVR芯片内部集成了8路10位A/D接口，如：mega8、mega16、mega8535等

　　18.AVR单片机还在片内集成了可擦写10万次的EEPROM数据存储器，等于又增加了一个芯片，可用于保存系统的设定参数、固定表格和掉电后的数据的保存。即方便了使用，减小了系统的空间，又大大提高了系统的保密性 。