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发表于 2010-2-2 12:58:16
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来自： 中国河南洛阳
avr 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。
" D/ U3 e" F5 U7 x' v# H AVR的主要特性
; A- `6 X: k) X3 X8 X 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。
( `2 b! G6 \' A! c 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。
& v4 }+ A0 h1 b" e7 ?+ b 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。
y' G( J7 V6 }6 Z# f. j t 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。
- a O1 ?+ U) u/ Q8 ? 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。 " k% i. G3 x3 w; s6 Y
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。
* \& O, P5 [6 C+ g 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。: n+ K0 v T3 k8 k
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。 $ z0 s l( S: y
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。 - O7 X3 [ B0 Y# V# I
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。 2 L3 Z1 U7 x/ X1 }8 r
AVR单片机具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5-1.8V），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。
/ b0 b- K$ n) w* q) E 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。 ' I) Z- h) [- |1 t9 i, U
综上所述，AVR单片机博采众长，又具独特技术，不愧为8位机中的佼佼者。
6 O H$ n% x$ Z7 ]% N2 e9 m 总结，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：
8 x" N' Q( n: B. t9 n+ c5 a ● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；0 h5 W; _3 S% a- }3 H& L; V" C0 w
● 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；
5 n2 d; M' R& @5 x- z, I) Q5 i) s j ● 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；
! o9 Z% T) ^1 n- J/ u% D ● 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；
2 C! i; m' K# X) N3 O ● 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；* a- @, x$ E( T. Z+ ~# U
● 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；
6 `1 ?% R: z( `" T5 U ● 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
( M9 _! k5 h4 X$ s AVR系列单片机的选型 " ^3 a( H! T( E4 B" g+ b
AVR单片机系列齐全,可适用于各种不同场合的要求。AVR单片机有3个档次: 5 y% ?( f2 J6 m7 t
低档Tiny系列AVR单片机: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等； - j) H/ x5 Y* e2 {
中档AT90S系列AVR 单片机: 主要有AT90S1200/2313/8515/8535等； (正在淘汰或转型到Mega中)
2 A% h& V/ n, A6 o# q0 D 高档ATmega系列AVR单片机: 主要有ATmega8/16/32/64/128（ 存储容量为8/16/32/64/128 KB）以及ATmega8515/8535等。
4 c$ _ _7 d" v- z4 ]+ ]& G AVR也是自动电压调节器的缩写Stanford AVR SX440' Y, d" k/ u# G6 x: ?& B
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1 X9 q& Q" ]% d( |* m. s AVR (Auto Voltage Range) 自动电压调节器
+ l, z2 n/ V0 F 电压调节器（AVR）是一种密封电子装置，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流，稳定无刷发电机之输出电压要求，具有低频与无输入信号保护装置。并附有并联补偿功能，符合客户扩增容量需求。6 b. u, S* x% {# Q. T8 G
以斯坦福AVR SX440为例，其一般规格如下：
- y- ~) t9 N% d 输入电源 170V~265VAC 50/60Hz
8 K$ _" \# F1 I0 N' Z1 L 侦测电源 190V~270VAC
/ V) x; R( w, [* O5 k 最大输出 4A 95VDC
. a/ j7 h5 P( s6 d1 u 电压调整率 ≤0.5%
# ^* f2 I5 J- q& L6 K6 F+ \ 发电机磁场电阻 最小15欧姆
9 m4 L6 y b; L& l* E4 }3 C 外接电位器 1K欧 1/2W 电位器时±8%6 Q- o! U' R7 A. [/ Q
电压建立（初期） 当剩磁电压大于5V25Hz时会自动建立电压6 N! K8 \9 I( ?' T6 m6 ^$ ~/ s, j& }
低频保护 内置发动机转数下降时输出电压随之下降的保护电路
% N' p, q: }: V3 v 使用温度 -40℃~60℃! x7 T R% M" a$ i6 \4 z) i. L
接线端子作用：
7 l W/ G0 z8 R/ f3 ` 1. K1、K2：为磁场开关，不使用时必须短路跨接。, d: p2 N5 u1 u4 k/ @. @$ w
2. P2、P3：为磁场电源输入端子。, t3 O- R6 ~" c$ J; L0 b
3. 2、3：为侦测电源输入端子。% ~7 @5 n8 X0 |' V
4. 1、2：为外接VR，不使用时必须短路跨接。
- ^. Y0 \# `, M- l, l# D# A 5. X、XX：X为磁场F+，XX为磁场F- 。+ d! G+ v' I% Q1 |
6. S1、S2：为Droop（转速降），CT输入端。8 {. e7 [/ K+ p' P) B; G, b* x! L
7. J1~J8：选择跨接线 2-3 、4-5、6-7 。
2 \6 G" e9 H$ T( _# s SX440 面板 |
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