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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。
. D6 x6 [) y. T; J, E7 l0 ~ AVR的主要特性 : ~/ P2 ] p; W( `9 R
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。
. C* H; ]- K+ E; |; S: o/ P7 i 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。
2 d0 r' U6 R0 }6 ^% I3 R 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。 ) d4 [/ v4 }( U
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。
& m& V6 d, g' L) ]" A 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。 1 y3 E- ^4 _0 i
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。 ) ?8 E( k9 d/ a, @! ~
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。
8 ?% E0 z# C/ Q1 K5 j; w& h 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。 ) t$ d% Z' |- i
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。
3 Q" `8 F4 W9 P) h0 ^: a 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。
5 T8 A. Z) t- r- r3 U 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。 5 U# h$ K5 f' y
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。 # j- M$ F4 l9 [8 ?' _ l
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 g3 u9 N& a+ C( I8 S! P
总结，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：4 r+ W) C D2 V& \. U3 j. x
● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；2 ^% J' y" J1 i! k I1 k
● 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；
! V" a6 d: ^2 _7 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；3 ?3 R0 F% k: e+ O7 n
● 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；6 \* R% ]9 |0 N, i
● 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；! R* a6 O: W% v
● 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；" |$ y) D* z8 U9 H1 _4 E/ _
● 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 h. {: a: f8 d( x3 ^. t, o
AVR系列单片机的选型
' z0 K3 Q0 L; x. }, @( M 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: 9 ?: w6 I a* v# |! p
低档Tiny系列AVR单片机: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28等； , G) Z' p! ?" ?$ [6 |
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- _+ c, b, i+ Z
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。
# o- u# Y1 ?1 W( _3 L3 z# f$ @ AVR也是自动电压调节器的缩写Stanford AVR SX440
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7 B' d" b, _* a( [5 ~7 E" y' O AVR (Auto Voltage Range) 自动电压调节器
* N K, e% T- L+ n; w I 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。' i6 ]4 a) M, Q$ U
以斯坦福AVR SX440为例，其一般规格如下：
. E' W0 f& |7 z( u4 V; { 输入电源 170V~265VAC 50/60Hz
: z$ R' l7 }; y6 H1 m- M! T 侦测电源 190V~270VAC , C4 B* Q7 G( ^( p4 E j( W1 U
最大输出 4A 95VDC
! L; q( G4 n* a& ` 电压调整率 ≤0.5%) n1 Y1 R# i( b$ A
发电机磁场电阻 最小15欧姆* b$ s& t$ P. V) p8 \
外接电位器 1K欧 1/2W 电位器时±8%
( J& n( N+ B8 Y1 B 电压建立（初期） 当剩磁电压大于5V25Hz时会自动建立电压/ D7 Z$ M- S$ @; P9 t
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0 d% J. i* x! C0 s g. v- z
使用温度 -40℃~60℃
2 K2 w5 o) c; Q# k 接线端子作用：4 Y# N1 c8 [! `* L& b( _
1. K1、K2：为磁场开关，不使用时必须短路跨接。
0 G' ?, {3 P: p6 s3 c0 ?3 K: [6 Q1 p- P 2. P2、P3：为磁场电源输入端子。
% |& d+ j3 E3 f 3. 2、3：为侦测电源输入端子。
; F3 Y4 T. w0 `' V' ^8 N1 H8 V 4. 1、2：为外接VR，不使用时必须短路跨接。3 E( z# m2 F/ U$ @" K
5. X、XX：X为磁场F+，XX为磁场F- 。
' c& U" z/ K1 T7 z& {( w6 c 6. S1、S2：为Droop（转速降），CT输入端。
; x* o; z/ [: N3 Q6 X+ y2 k 7. J1~J8：选择跨接线 2-3 、4-5、6-7 。
0 Q% H7 h; K: N" ?4 d SX440 面板 |
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