AVR單片機(jī)如何進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的？

AVR與傳統(tǒng)類型的單片機(jī)相比,除了必須能實(shí)現(xiàn)原來的一些基本的功能,其在結(jié)構(gòu)體系、功能部件、性能和可靠性等多方面有很大的提高和改善。 但使用更好的器件只是為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)好的系統(tǒng)創(chuàng)造了一個(gè)好的基礎(chǔ)和可能性,如果還采用和沿襲以前傳統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)思想和方法的話,是不能用好AVR的,甚至也不能真正的了解AVR的特點(diǎn)和長(zhǎng)處。 功能越好的器件,需要具備更高技術(shù)和能力的人來使用和駕馭它。AVR與傳統(tǒng)類型的單片機(jī)相比,除了必須能實(shí)現(xiàn)原來的一些基本的功能,其在結(jié)構(gòu)體系、功能部件、性能和可靠性等多方面有很大的提高和改善。

AVR單片機(jī)是ATMEL公司研制開發(fā)的一種新型單片機(jī)，它與51單片機(jī)、PIC單片機(jī)相比具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：

1：在相同的系統(tǒng)時(shí)鐘下AVR運(yùn)行速度最快;

2： 芯片內(nèi)部的Flsah、EEPROM、SRAM容量較大;

3：所有型號(hào)的Flash、EEPROM都可以反復(fù)燒寫、全部支持在線編程燒寫(ISP);

4：多種頻率的內(nèi)部RC振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，零外圍電路也可以工作;

5：每個(gè)IO口都可以以推換驅(qū)動(dòng)的方式輸出高、低電平，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng);

6：內(nèi)部資源豐富，一般都集成AD、DA模數(shù)器;PWM;SPI、USART、TWI、I2C通信口;豐富的中斷源等。

但使用更好的器件只是為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)好的系統(tǒng)創(chuàng)造了一個(gè)好的基礎(chǔ)和可能性,如果還采用和沿襲以前傳統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)思想和方法的話,是不能用好AVR的,甚至也不能真正的了解AVR的特點(diǎn)和長(zhǎng)處。功能越好的器件,需要具備更高技術(shù)和能力的人來使用和駕馭它。就象一部好的F1賽車,只有具備高超技術(shù)的駕駛員才能充分體會(huì)到車的特點(diǎn),并能最大限度的發(fā)揮出車的性能。AVR具有上手入門快,開發(fā)方便簡(jiǎn)單的特點(diǎn),但要充分體會(huì)和發(fā)揮AVR的優(yōu)點(diǎn),還需要應(yīng)用工程師本身的硬軟件設(shè)計(jì)開發(fā)能力的不斷學(xué)習(xí)、實(shí)踐提高。

高可靠性、功能強(qiáng)、高速度、低功耗和低價(jià)位 ， 一直是衡量單片機(jī)性能的重要指標(biāo)，也是單片機(jī)占領(lǐng)市場(chǎng)、賴以生存的必要條件。

早期單片機(jī)主要由于工藝及設(shè)計(jì)水平不高、功耗高和抗干擾性能差等原因，所以采取穩(wěn)妥方案：即采用較高的分頻系數(shù)對(duì)時(shí)鐘分頻，使得指令周期長(zhǎng)，執(zhí)行速度慢。以 后的 CMOS單片機(jī)雖然采用提高時(shí)鐘頻率和縮小分頻系數(shù)等措施，但這種狀態(tài)并未被徹底改觀(51以及51兼容)。此間雖有某些精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)(RISC)問 世，但依然沿襲對(duì)時(shí)鐘分頻的作法。

AVR單片機(jī)的推出，徹底打破這種舊設(shè)計(jì)格局，廢除了機(jī)器周期，拋棄復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)(CISC)追求指令 完備的做法;采用精簡(jiǎn)指令集，以字作為指令長(zhǎng)度單位，將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中(指令集中占大多數(shù)的單周期指令都是如此)，取指周期短， 又可預(yù)取指令，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，故可高速執(zhí)行指令。當(dāng)然這種速度上的升躍，是以高可靠性為其后盾的。

盡量合理和充分使用AVR片內(nèi)的資源,如EEPROM、A/D、內(nèi)部的RC振蕩源。盡量采用串口通信連接的外圍器件,大容量的存儲(chǔ)器、LCD控制器、打印機(jī)、不用8279(LED數(shù)碼管+鍵盤)而使用7279等。除了必須外擴(kuò)RAM(如語音和圖象),一般不提倡使用并行擴(kuò)展(573+譯碼電路),減小硬件和連線以及PCB板上錯(cuò)誤的出現(xiàn)概率,同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性。并行擴(kuò)展向串行擴(kuò)展是發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)在有大量的新的外圍器件采用高速的串行接口,如A/D、D/A、RTC、存儲(chǔ)器等。

AVR單片機(jī)具有多種省電休眠模式，且可寬電壓運(yùn)行(5-2.7V)，抗干擾能力強(qiáng)，可降低一般8位機(jī)中的軟件抗干擾設(shè)計(jì)工作量和硬件的使用量。 AVR單片機(jī)技術(shù)體現(xiàn)了單片機(jī)集多種器件(包括FLASH程序存儲(chǔ)器、看門狗、EEPROM、同/異步串行口、TWI、SPI、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等)和多種功能(增強(qiáng)可靠性的復(fù)位系統(tǒng)、降低功耗抗干擾的休眠模式、品種多門類全的中斷系統(tǒng)、具輸入捕獲和比較匹配輸出等多樣化功能的定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器、具替換功能的I/O端口…… )于一身，充分體現(xiàn)了單片機(jī)技術(shù)的從“片自為戰(zhàn)”向“片上系統(tǒng)SoC”過渡的發(fā)展方向。