AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。可以廣泛應用于計算機外部設備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。AVR單片機是 Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 單片機。RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)是相對于CISC(復雜指令系統(tǒng)計算機)而言的。RISC 并非只是簡單地去減少指令，而是通過使計算機的結構更加簡單合理而提高運算速度的。

AVR單片機ATmega16的主要特點：

1) 采用 RISC 結構的AVR內核單片機。

131 條機器指令， 大多數(shù)指令為單個系統(tǒng)時鐘周期執(zhí)行的指令;

32 個 8 位通用工作寄存器;

全靜態(tài)工作方式(Fully Static Operation)。

工作在 16 MHz 時具有 16 MIPS 的性能。(注： ATmega16L 系列最大工作頻率為 8 MHz);

內部配備有 2 個時鐘周期的硬件乘法器。

2)片內自帶大容量， 非易失的程序和數(shù)據(jù)存儲器

16KB 在線可編程(ISP， In-System Programming)Flash 程序存儲器(擦寫次數(shù)》10 000)， 采用 Boot load 技術支持IAP(In-Application Programming)功能。

1KB片內 SRAM 數(shù)據(jù)存儲器， 可以實現(xiàn) 3 級鎖定的程序加密;

512 字節(jié)片內 ISP 的EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器(擦鞋次數(shù)》100 000);

3) 片內含JTAG接口

支持符合 JTAG 標準(與IEEE 1149.1 標準兼容)的邊界掃描功能， 用于芯片檢測;

支持擴展的片內在線調試功能;

可通過 JTAG 接口對片內 Flash， EEPROM， 熔絲位和加密鎖定位實現(xiàn)下載編程;

4) 外圍接口

2 個帶有分別獨立和可設置預分頻的 8 位定時/計數(shù)器;

1 個帶有可設置預分頻器， 具有比較， 捕捉功能的 16 位定時/計數(shù)器;

片內含獨立振蕩器的實時時鐘 RTC;

4 路 PWM 通道;

8 路 10 位 ADC;

面向字節(jié)的兩線接口 TWI(Two—Wire Serial Interface， 完全兼容 IIC 總線硬件接口);

1 個可編程， 增強型全雙工， 支持同步/異步通信的串行接口 USART;

1 個可工作于主機/從機模式的 SPI (Serial Peripheral Interface Bus)串行接口(支持 ISP 程序下載);

片內集成模擬比較器;

片內含有可編程的具有獨立片內震蕩期的看門狗定時器 WDT;

5) 其他特點

內含上電復位電路以及可編程的掉電檢測復位電路 BOD(Brown-out Detection);

片內含有 1/2/4/8 MHz 經(jīng)過標定的， 可校正的 RC 震蕩器， 可作為系統(tǒng)時鐘使用;

21 種內外部中斷源;

6 種休眠模式(空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及

擴展的Standby 模式)， 支持節(jié)電方式工作;

工作電壓： ATmega16L 為 2.7~5.5V， ATmega16 為 4.5~5.5V;

運行速度： ATmega16L為 0~8MHz， ATmega16為0~16MHz;

功耗指標： ATmega16L 工作在 1MHz， 3V， 25攝氏度時： 典型功耗為 1.1mA， 空閑模式為 0.35mA， 掉電模式為 《 1uA;

AVR 單片機的內部結構框圖：

avr單片機工作經(jīng)驗總結

AVR與傳統(tǒng)類型的 相比，除了必須能實現(xiàn)原來的一些基本的功能，其在結構體系、功能部件、性能和可靠性等多方面有很大的提高和改善。

但使用更好的器件只是為設計實現(xiàn)一個好的系統(tǒng)創(chuàng)造了一個好的基礎和可能性，如果還采用和沿襲以前傳統(tǒng)的硬件和軟件設計思想和方法的話，是不能用好AVR的，甚至也不能真正的了解AVR的特點和長處。

功能越好的器件，需要具備更高技術和能力的人來使用和駕馭它。就象一部好的F1賽車，只有具備高超技術的駕駛員才能充分體會到車的特點，并能最大限度的發(fā)揮出車的性能。

AVR具有上手入門快，開發(fā)方便簡單的特點，但要充分體會和發(fā)揮AVR的優(yōu)點，還需要應用工程師本身的硬軟件設計開發(fā)能力的不斷學習、實踐提高。

“外行看熱鬧，內行看門道”，對于有一定基礎的和單片機系統(tǒng)設計開發(fā)的工程師，不妨先簡單嘗試一下AVR。

開發(fā)環(huán)境與工具：PC+下載線+實際的系統(tǒng)板

PC上的開發(fā)軟件：

AVR Studio(Free)匯編+匯編調試+高級語言調試+軟件仿真

ICC、CVAVR、BASCOM-AVR 高級語言程序開發(fā)+程序下載。其中一個購買正版全功能，作為主要的開發(fā)環(huán)境，其它使用DEMO版，作為輔助及參考。

AVR ISP下載線：

STK200 and STK200+ and STK300 ISP programmer。通過PC的打印機口，采用ISP技術將系統(tǒng)運行代碼(HEX、BIN)和數(shù)據(jù)寫入AVR芯片的Flash和EEProm中，編程AVR的配置熔絲位和加密位。支持決大多數(shù)的AVR芯片、以及ATMEL的51兼容芯片89S8252、89S52等。在ICC、CVAVR、BASCOM-AVR、BASCOM-8051中都內含對該下載線的支持程序。免費專用的下載程序：SLISP、PonyProg2000等。

盡量不使用仿真器的建議：

在開發(fā)和調試系統(tǒng)程序時，有許多人完全依賴于仿真器，一旦離開了仿真器時就感覺無從下手。其實，由于AVR的Flash存貯器可方便的使用ISP技術在線的多次擦寫，因此建議盡量不使用(依賴)仿真器來開發(fā)和調試程序。

在實際開發(fā)過程中，程序的調試可以從下幾方面入手：

現(xiàn)在的高級語言編譯器(如C編譯器)可以產生效率很高的機器代碼，因此建議大家盡量使用高級語言編寫系統(tǒng)程序。

使用Atmel公司提供AVR Studio軟件模擬仿真環(huán)境，以及其他的軟件模擬仿真環(huán)境(BASCOM-AVR)。

盡可能使用高級語言編寫系統(tǒng)程序。

利用目標板上的、LCD或異步串口。見附件“沒有仿真器的情況下如何開發(fā)AVR”的介紹。

提高的合理性：

盡量合理和充分使用AVR片內的資源，如EEPROM、A/D、內部的RC振蕩源。

盡量采用連接的外圍器件，大容量的存儲器、LCD控制器、打印機、不用8279(LED數(shù)碼管+鍵盤)而使用7279等。除了必須外擴RAM(如語音和圖象)，一般不提倡使用并行擴展(573+譯碼電路)，減小硬件和連線以及PCB板上錯誤的出現(xiàn)概率，同時也提高了系統(tǒng)的可靠性。并行擴展向串行擴展是發(fā)展趨勢。現(xiàn)在有大量的新的外圍器件采用高速的，如A/D、D/A、RTC、存儲器等。

盡量使用以及在目標板上預留ISP程序下載接口，或使用IAP技術。

優(yōu)點：ISP接口與I/O的兼容性比JETAG好。

缺點：不能在線調試

注意和掌握AVR配置熔絲位的使用：

系統(tǒng)晶振的選擇

.BOD的使用

啟動延時

.Mega8的PC6引腳，RESET與通用I/O的轉換

.JETAG接口和通用I/O的轉換

啟動向量的轉換，BOOT-LOAT區(qū)大小的設置

提高硬件可靠性的考慮：

。盡量采用片內晶體、采用低頻率的系統(tǒng)時鐘、的輸出小幅度。

。選擇合適的啟動延時參數(shù)

。使用BOD、片內的看門狗

。合理休眠方式的使用

。不用I/O口設定輸出低電平

。利用內部的EEProm和寄存器MCUCSR判斷復位標志，進行不同的處理

提高軟件設計的能力和水平：

盡量合理采用高級語言設計編寫系統(tǒng)程序。有許多人認為使用匯編寫程序比較精簡，而用高級語言開發(fā)會浪費很多程序空間，其實這是一種誤解。對一個有經(jīng)驗的，而且非常熟悉某種單片機的匯編高手而言，他是能寫出比高級語言更精簡的代碼。而對匯編不是很熟的開發(fā)者、或突然更換了一種新的單片機，您能保證一定可以寫出比高級語言更簡練的代碼嗎？

高級語言的優(yōu)越性是匯編語言不能比的：

。程序移植方便

。程序的堅固性

。數(shù)學運算的支持

。條理清晰的結構化編程，程序的可維護性。

。可協(xié)同開發(fā)軟件，開發(fā)周期短。

現(xiàn)在的高級語言編譯器(如C編譯器)已可以產生代碼效率很高的機器代碼，因此建議大家能用高級語言實現(xiàn)的程序盡可能使用高級語言寫，在對速度和時序要求特嚴的場合可以采用混合編程的方法來解決。

更深入和全面的掌握各種串行通信協(xié)議的規(guī)程：

目前以大量的使用串行接口外圍芯片和各種通信接口，如RS232、兩線(I2C)、三線(SPI)、單、USB、CAN、TCP/IP等。開發(fā)人員和程序員應了解低層協(xié)議，熟悉硬件怎樣和如何實現(xiàn)低層協(xié)議，如何定義可靠的上層應用協(xié)議，以及低層協(xié)議驅動同上層應用協(xié)議之間的(中間層軟件的實現(xiàn))等。

硬件工程師的軟件編寫能力要提高，采用標準程序編寫方式、完善的軟件整體框架的設計、良好的數(shù)據(jù)結構和程序結構系統(tǒng)。(計算機軟件專業(yè)的程序設計員對硬件不熟悉、大部分是在操作系統(tǒng)支持下編寫軟件，對低層接口和協(xié)議的驅動層以及接口也不了解，往往也編寫不出好的單片機系統(tǒng)程序。)

通信接口的編寫應盡量

采用中斷+緩沖區(qū)，

分層+結構化設計，

盡量不使用輪循方式(降低AVR的效率)。參見URAT(RS232)驅動+中間層軟件示例。

采用好的系統(tǒng)設計模式：

盡量不使用傳統(tǒng)的前后臺(中斷)系統(tǒng)設計模式，任務之間相互影響和干擾，無法定時操作。如設計一個采用動態(tài)掃描方式驅動的8位LED數(shù)碼管顯示+動態(tài)掃描的4*4。

采用TimeTip+狀態(tài)機設計+CASE結構，實現(xiàn)多任務并行運行系統(tǒng)設計方法。或時間觸發(fā)式的系統(tǒng)設計。(見：《時間觸發(fā)嵌入式系統(tǒng)設計模式》中國電力出版社 2004.6)

移植小型，如UCOS-II。在網(wǎng)上有些免費的基于AVR的簡潔的操作系統(tǒng)。

提高C語言的編程能力和軟件應用水平：

熟悉和用好C中的數(shù)據(jù)結構體、指針應用、內存管理等較高級的應用。

熟悉和了解你所使用的高級語言開發(fā)平臺的特點。這些平臺是針對某一類處理器的，包含許多特殊的不兼容的語句和擴展的結構、語句、函數(shù)等。盡管使用方便，但由于其不透明性和時間的不確定性，因此要合理使用。如C中的getchar()、putchar()等。

AVR有多個開發(fā)平臺，每個都有其特點和不足。能夠綜合使用這些平臺，相互互補，能夠提高開發(fā)效率。如通過ICC、CVAVR的程序生成器CodeWizard學習和了解AVR的硬件設置，簡化計算，快速的生成程序基本模塊，如“一個URAT(RS232)低層驅動+中間層軟件示例”。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的单片机 架构 程序 经验总结_avr单片机工作经验总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。