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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。
' Y" ]' b6 P; V4 S; x- v AVR的主要特性 B) S7 y) l3 ]/ n
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。
4 `0 _5 ]7 t/ h) c2 b" _ 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。
7 { d/ \( S6 b q2 q 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。
4 c7 g0 P5 C/ a! \' @ 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。
4 N5 l5 R) \( o$ ~ 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。
) A1 t% C" {4 x 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。
# e( p5 D( A9 T' o 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。; c! u0 x& a2 }, e$ C- j, d- j
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。 ' k& w5 x0 l& `- Y% |7 F
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。
/ T+ G5 o) O7 Z 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。 . b; @, D! F0 F5 D7 X! f
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。 ! O: O+ h2 x' z; @2 G0 a
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。 0 C E0 p9 d& D5 Q! a$ Z
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。 : t9 i/ p; N( U7 ^
总结，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：
/ r( j% k6 M: {$ J$ W8 s" a ● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；1 n* r$ w8 F% I4 ]2 o
● 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；
8 w& D A; u7 t. k: t: R ● 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；3 R8 J0 W$ L# Z7 B/ e& }
● 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；7 M1 d. D5 a3 W
● 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；6 T3 @( i+ h5 |8 E6 s
● 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；" Z* M D. F8 j" o9 R( u- Z
● 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
) I8 G% x1 |: D W( S/ T. q: f4 J AVR系列单片机的选型
, K; z- t) J$ Q: k 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:
Y9 S) }' P! q" T# G3 T9 i 低档Tiny系列AVR单片机: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等；
1 c# W4 O' p3 \) l1 O X* {1 y5 B! L 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)
* N# } T0 u9 h. v; w 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。
& {9 j( T3 m9 |9 [6 b AVR也是自动电压调节器的缩写Stanford AVR SX440: K" l% h9 ^9 s
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AVR (Auto Voltage Range) 自动电压调节器 / S5 W) d+ {9 e% S4 G* w5 o; L
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。: V5 i) @' K! g& t' s5 [6 q
以斯坦福AVR SX440为例，其一般规格如下：
2 M O2 V# i! f 输入电源 170V~265VAC 50/60Hz
. A# {* W$ s" H. u) N$ \ 侦测电源 190V~270VAC
, k6 e0 n) w. V" ~9 T* q5 f6 q 最大输出 4A 95VDC
9 p, J. c& d# z% o/ I( L- l 电压调整率 ≤0.5%( a3 {( ~( y) Z" ~, @
发电机磁场电阻 最小15欧姆* r* d/ _( e1 c5 Y9 q8 |
外接电位器 1K欧 1/2W 电位器时±8%
+ }# O: S: ?# }3 L o, y3 I 电压建立（初期） 当剩磁电压大于5V25Hz时会自动建立电压
0 Q4 K) L' I E 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
) A& U3 X# P9 E7 p' a 使用温度 -40℃~60℃
_' f9 o1 q% Z X 接线端子作用：& q: v* E2 i# {4 M7 a& r
1. K1、K2：为磁场开关，不使用时必须短路跨接。
. g" ~5 T5 C+ o! k/ x0 s- p 2. P2、P3：为磁场电源输入端子。& E: x4 [* K; i t
3. 2、3：为侦测电源输入端子。
6 B. a9 a9 a6 M: H 4. 1、2：为外接VR，不使用时必须短路跨接。
3 ~1 B9 o% d" o* r. e 5. X、XX：X为磁场F+，XX为磁场F- 。
& f. P) e, E& P& M8 G, M5 s+ \- @' a3 S 6. S1、S2：为Droop（转速降），CT输入端。& }9 P+ x( ?- J: L! H" R$ F
7. J1~J8：选择跨接线 2-3 、4-5、6-7 。
. J/ J1 k5 ^5 v4 k) c SX440 面板 |
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