AVR相比51系列單片機(jī)的優(yōu)勢特征

1997年,由ATMEL公司挪威設(shè)計中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術(shù), 共同研發(fā)出RISC精簡指令集的高速8位單片機(jī)，簡稱AVR。

AVR單片機(jī)的優(yōu)勢特征

單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機(jī)器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。單片機(jī)種類很多，在簡易機(jī)器人制作和創(chuàng)新中，為什么選用AVR單片機(jī)呢？

一、簡便易學(xué)，費用低廉
首先，對于非專業(yè)人員來說，選擇AVR單片機(jī)的最主要原因，是進(jìn)入AVR單片機(jī)開發(fā)的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)的開發(fā)。單片機(jī)初學(xué)者只需一條ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過的軟件程序直接在線寫入AVR單片機(jī)，即可以開發(fā)AVR單片機(jī)系列中的各種封裝的器件。AVR單片機(jī)因此在業(yè)界號稱“一線打天下”。
其次，AVR單片機(jī)便于升級。AVR程序?qū)懭胧侵苯釉陔娐钒迳线M(jìn)行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產(chǎn)品升級。
再次，AVR單片機(jī)費用低廉。學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機(jī)上編譯好的程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)的程序存儲器中)，不需購買仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進(jìn)行所有AVR單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，這可節(jié)省很多開發(fā)費用。程序存儲器擦寫可達(dá)10000次以上，不會產(chǎn)生報廢品。

二、高速、低耗、保密
首先，AVR單片機(jī)是高速嵌入式單片機(jī)：
1、AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。
2、多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。AVR單片機(jī)具有32個通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行。
3、中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。
其次，AVR單片機(jī)耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作。
再次，AVR單片機(jī)保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電子顯微鏡看到。

三、I/O口功能強(qiáng),具有A/D轉(zhuǎn)換等電路

1. AVR單片機(jī)的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流(灌電流)10～40 mA,可直接驅(qū)動可控硅SSR或繼電器，節(jié)省了外圍驅(qū)動器件。
2. AVR單片機(jī)內(nèi)帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉(zhuǎn)換，可組成廉價的A/D轉(zhuǎn)換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。
3. 部分AVR單片機(jī)可組成零外設(shè)元件單片機(jī)系統(tǒng)，使該類單片機(jī)無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。
4. AVR單片機(jī)可重設(shè)啟動復(fù)位,以提高單片機(jī)工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護(hù),可防止程序走亂(飛),提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。

四、有功能強(qiáng)大的定時器/計數(shù)器及通訊接口
定時/計數(shù)器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數(shù)器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用于控制輸出，某些型號的AVR單片機(jī)有3～4個PWM，是作電機(jī)無級調(diào)速的理想器件。

AVR單片機(jī)有串行異步通訊UART接口,不占用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率下,而波特率可達(dá)576K。

相關(guān)疑問解答：

1) 為什么選用AVR單片機(jī)? Flash程序存儲器可擦寫1000次以上,不再有報廢品產(chǎn)生。PIC
有的是OTP,只能燒錄一次。AVR程序存儲器數(shù)據(jù)為16位組織,也可按8位理解。PIC是12/14位程序
存儲器,作寄存器轉(zhuǎn)移和算術(shù)、邏輯運算帶來不便。
(2) 為什么選用AVR單片機(jī)? 高速度(50ns)、低功耗!硬件應(yīng)用Harward結(jié)構(gòu),具有預(yù)取指令功能,
使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。PIC要4個時鐘周期執(zhí)行一條指令。MSC-51要12個時鐘周期
執(zhí)行一條指令。
(3) 為什么選用AVR單片機(jī)? 超功能精簡指令!具有32個通用工作寄存器(相當(dāng)于8051中的32個累
加器,克服了單一累加器數(shù)據(jù)處理造成的瓶頸現(xiàn)象),有128B～4KB個SRAM,可靈活使用指令運算。
(4) 為什么選用AVR單片機(jī)? 工業(yè)級產(chǎn)品!具有大電流(灌電流)10～20mA或40mA(單一輸出),可直
接驅(qū)動SSR或繼電器;有看門狗定時器(WDT),安全保護(hù),防止程序走飛,提高產(chǎn)品的抗干擾能力。
(5) 為什么選用AVR單片機(jī)? 程序?qū)懭肟梢圆⑿袑懭?用萬用編程序器),也可用串行在線ISP擦
寫。也就是說不必將IC拆下拿到萬用編程上燒錄,而可直接在電路板上進(jìn)行程序修改、燒錄等操
作,方便產(chǎn)品現(xiàn)場升級。有ISP、JTAG及自編功能,這是今后單片機(jī)編程的發(fā)展方向 。
(6) 為什么選用AVR單片機(jī)? AVR的I/O口是真正的I/O口,能正確反映I/O口的真實情況。I/O口
有輸入/輸出, 三態(tài)高阻輸入,也可設(shè)定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能,便于作各種應(yīng)用特性所需
(多功能I/O口)
(7) 為什么選用AVR單片機(jī)? 高度保密(LOCK)!
–不可破解的Lock bit技術(shù)
–不象Mask ROM那樣可通過電子顯微鏡破解–Flash單元深藏于芯片內(nèi)部
–可多次燒寫的Flash且具有多重密碼保護(hù)鎖死(LOCK)功能,因此可快速完成產(chǎn)品商品化,并可多
次更改程序(產(chǎn)品升級)而不必浪費IC或電路板,大大提高產(chǎn)品質(zhì)量及競爭力。
(8) 為什么選用AVR單片機(jī)? AVR內(nèi)帶模擬比較器,I/O口可作A/D轉(zhuǎn)換用,可組成廉價的A/D轉(zhuǎn)換
器。
(9) 為什么選用AVR單片機(jī)?可重設(shè)啟動復(fù)位。AVR系列有內(nèi)部電源開關(guān)啟動計數(shù)器,可將低電平復(fù)
位(/RESET)直接接到Vcc端。當(dāng)電源開時,由于利用內(nèi)部RC的看門狗定時器,可延遲MCU啟動執(zhí)行程
序。這種延時使I/O口穩(wěn)定后執(zhí)行程序,以提高單片機(jī)工作可靠性。有的還有內(nèi)部復(fù)位電壓檢測電
路BOD,而檢測電壓可調(diào)。
(10)為什么選用AVR單片機(jī)?具有休眠省電功能(POWER DOWN)及閑置(IDLE)低功耗功能。一般耗
電在1～2.5mA,典型功耗情況,WDT關(guān)閉時為100nA
(11) 為什么選用AVR單片機(jī)? 像8051一樣,有多個固定中斷向量入口地址,可快速響應(yīng)中斷。而
PIC只有一個中斷入口,要查詢后才能響應(yīng)中斷,失去了最佳響應(yīng)中斷時間。
(12) 為什么選用AVR單片機(jī)? AT90S1200/2343/ATtiny15等部分AVR器件具有內(nèi)部RC振蕩器-
1MHz的工作頻率,使該類單片機(jī)成為無外加元器件即可工作,就是一片芯片,可謂簡單方便,作加密
器件使用更妙。
(13) 為什么選用AVR單片機(jī)? 計數(shù)器/定時器,C/T有8位和16位,可作比較器;計數(shù)器外部中斷和
PWM(也可當(dāng)D/A)用于控制輸出,有的有3-4個PWM,作電機(jī)無級調(diào)速是理想器件。
(14) 為什么選用AVR單片機(jī)?有串行異步通訊UART接口,不占用定時器和SPI傳輸功能,因其高速故
可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率,而波特率可達(dá)576K。
(15) 為什么選用AVR單片機(jī)? AT90S4414/AT90S8515具有可擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器達(dá)64KB。它們
的引腳排列及功能與8051相似,即可替代替8051系列單片機(jī)(8751或8752)的應(yīng)用系統(tǒng)。僅差復(fù)位
電平,只需對調(diào)復(fù)位電阻、電容位置。還增加很多新功能,WDT,A/D,PWM等
(16) 為什么選用AVR單片機(jī)? 工作電壓范圍寬(2.7～6.0V),電源抗干擾性強(qiáng)。 AT90LXX為低電
壓器件(2.7～6.0V), AT90SXX電壓為 (4.0～6.0V),最低器件ATtiny12己到1.8V ～ 5.5V。
(17) 為什么選用AVR單片機(jī)? AT90S4434/8535具有8路10位A/D;AT90S2333/4433具有6路10位
A/D;功能更強(qiáng)的ATmega103/128有Flash 128KB,EEPROM 4KB,RAM 4KB,I/O端口48個,中斷源16
個 ,外中斷8個,SPI,UART,8路10位A/D,ISP。
(18) 為什么選用AVR單片機(jī)? 并具有較大容量、可擦寫10萬次的EEPROM,對掉電后數(shù)據(jù)保存帶來
方便,來電后能記住掉電時的工體狀態(tài),EEPROM(64B～4KB) 。