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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。
* C- b* W. H% y0 x7 w6 B. ] AVR的主要特性 - d" B5 D8 `( e* c8 H
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。
+ `" C1 J: i% Y& H& B% E! x! \ 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。 , ^& Y) Q& C( Y- O7 Y
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。
# h/ s$ m2 x' y6 \ 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。 % \" E: j8 q3 a9 P r, A' Z
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。
& n: R! N/ v+ ~9 c, y$ q, S 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。 : B+ E Y4 k8 L) f! i: y5 L0 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。
; d3 V) L7 ?5 m9 p; g6 m& v5 q 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。 ( G0 Z4 {" E8 t4 H
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。
1 Q6 n: U, k# D1 e( I& K 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。 ' @6 s. b( R3 L& E9 v+ 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。
2 o( \+ [! {6 e' p 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。
3 v) X" h q. \4 O 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。
- E ]: L' C" w 总结，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：* K- [0 [+ a$ n6 F, Q0 \ ~3 E
● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；
3 ~% b2 U- J- ~. x- {% M ● 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；& ^, [& ~- A+ a
● 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；
- @" g5 o" _% z4 `/ S. y% [ ● 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；
4 b0 X3 e$ Z. J! W( U ● 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；, z- r/ Z$ P/ ]; X. Y- V
● 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；; r' I( M1 X$ [1 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
' ^7 {& X8 R5 ~ AVR系列单片机的选型
% l$ q( v) ~* n; ^) K: ?" A' d" l; j 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:
4 U: R% `$ Z* b& |3 `# V 低档Tiny系列AVR单片机: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等；
$ c9 S, I* Q2 V. \6 W8 _% V; l* b 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): P, G |7 F3 y4 @" a: }
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。
: e, I9 @. u! ?$ [6 L AVR也是自动电压调节器的缩写Stanford AVR SX440
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AVR (Auto Voltage Range) 自动电压调节器 9 F% j b! E; p
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。
% ?. q/ X9 G8 D1 V& u4 ` 以斯坦福AVR SX440为例，其一般规格如下：* ]6 s$ S% i$ Q% u4 r: V
输入电源 170V~265VAC 50/60Hz3 r( h( s9 X# b( b; A d
侦测电源 190V~270VAC
% Y5 z; t$ T7 O. ?+ P 最大输出 4A 95VDC
- S& c+ e) A; |) U 电压调整率 ≤0.5%
7 a G3 ], F) T 发电机磁场电阻 最小15欧姆* F$ q- j+ R9 g* e
外接电位器 1K欧 1/2W 电位器时±8%) p0 F- O9 y' \+ O2 Z& y4 v" F6 }8 B
电压建立（初期） 当剩磁电压大于5V25Hz时会自动建立电压% h) I7 A" ~" R! L0 j0 h3 c
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: X9 i6 U5 Z2 X2 [5 L8 s
使用温度 -40℃~60℃; w8 p* @! I2 d) x# ^+ l9 x' x: m
接线端子作用：/ Z& D1 m% R, u6 p1 Y+ B
1. K1、K2：为磁场开关，不使用时必须短路跨接。8 `6 N* t7 U% B
2. P2、P3：为磁场电源输入端子。) I8 M ]& S6 Q( C( n; g" ]1 ^/ J
3. 2、3：为侦测电源输入端子。1 u# ~8 C+ x' w0 s% T" Q5 c
4. 1、2：为外接VR，不使用时必须短路跨接。) s w9 }$ P2 o E7 ]0 N) k
5. X、XX：X为磁场F+，XX为磁场F- 。
" J4 O* q; O9 U" y' o- } 6. S1、S2：为Droop（转速降），CT输入端。
" a X6 j- b ^& T4 {- T! v 7. J1~J8：选择跨接线 2-3 、4-5、6-7 。
$ R/ r- J5 [9 P2 \% y% \# r SX440 面板 |
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