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avr单片机 更新时间:2011-05-27 01:40

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关键词:

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。AVR的主要特性高可靠性、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。

avr单片机优点

  • 1:在相同的系统时钟下AVR运行速度最快;

    2: 芯片内部的Flsah、EEPROM、SRAM容量较大;

    3:所有型号的Flash、EEPROM都可以反复烧写、全部支持在线编程烧写(ISP);

    4:多种频率的内部RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,零外围电路也可以工作;

    5:每个IO口都可以以推换驱动的方式输出高、低电平,驱动能力强;

    6:内部资源丰富,一般都集成AD、DA模数器;PWM;SPI、USART、TWI、I2C通信口;丰富的中断源等。

    目前支持AVR单片机编译器的语言主要有汇编语言、C语言、BASIC语言等。其中C编译器主要有CodeVisionAVR、AVRGCC、IAR、ICCAVR等,C语言编译器由于它具有功能强大、 运用灵活、代码小、运行速度快等先天性的优点,使得它在专业程序设计上具有不可代替的地位。

    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。

    AVR的主要特性

    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。

    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。

    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。

    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。

    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。

    AVR单片机的I/O线全部带可设置的上拉将使能。内部上拉电阻的使用在键盘扫描的时候还要说到。

    端口更详细功能及介绍以及端口第二功能请参考数据手册。

    端口引脚配置

    DDxn PORTxn PUD (in SFIOR) I/O 上拉电阻说明

    0 0 X 输入 No 高阻态 (Hi-Z)

    0 1 0 输入 Yes被外部电路拉低时将输出电流

    0 1 1 输入 No高阻态(Hi-Z)

    1 0 X 输出 No输出低电平 ( 漏电流)

    1 1 X 输出 No输出高电平 ( 源电流)

    如果有引脚未被使用,建议给这些引脚赋予一个确定电平。最简单的保证未用引脚具有确定电平的方法是使能内部上拉电阻。但要注意的是复位时上拉电阻将被禁用。如果复位时的功耗也有严格要求则建议使用外部上拉或下拉电阻。不推荐直接将未用引脚与VCC 或GND 连接,因为这样可能会在引脚偶然作为输出时出现冲击电流。

    下面我们来看例子:

    void port[_]init(void)

    {

    PORTA = 0x03;

    DDRA = 0x03;

    PORTB = 0x00;

    DDRB = 0x01;

    PORTC = 0x00;

    DDRC = 0x00;

    PORTD = 0x00;

    DDRD = 0x00;// 建议赋值为零

    }

    PORTA = 0x03;DDRA = 0x03;这两句使PA口的PA1和PA0处于输出状态,PA7—PA2处于输入状态。这里的0x03即二进制的00000011,从左到右对应于Pn7--Pn0八个IO口。

    通过跑马灯程序来深入理解IO口的操作:

    CODE:

    //ICC-AVR application builder : 2006-11-21 9:20:57

    // Target : M32

    // Crystal: 7.3728Mhz

    #include <iom32v.h>

    #include <macros.h>

    void [_]delay(unsigned char n) //延时函数定义

    {

    unsigned char i,j;

    for(;n!=0;n--) //n*10ms

    {

    for(j=100;j!=0;j--) //100us*100=10ms

    {

    for(i=147;i!=0;i--) //delay 100us

    ;

    }

    }

    }

    int main(void)

    {

    unsigned char i,j,k; //

    PORTA=0xFF; //PA口设为输出高电平,灯灭

    DDRA=0xFF; //PA口设置为输出

    while(1)

    {

    i=1;

    for (j=0;j<8;j++) //循环8次,即PA0~~PA7轮流闪亮

    {

    PORTA=~i; //反相输出,低电平有效,对应的灯亮

    for (k=0;k<10;k++) [_]delay(100); //延时 100*10=1秒,可自行调节 i=i<<1; //左移一位,I的值将向下面的列表那样变化

    // 0b00000001 PA0

    // 0b00000010 PA1

    // 0b00000100 PA2

    // 0b00001000 PA3

    // 0b00010000 PA4

    // 0b00100000 PA5

    // 0b01000000 PA6

    // 0b10000000 PA7

    }

    }

    }[Copy to clipboard]

    其他IO口操作指令:

    void main(void)

    {

    PORTA=0xff;

    DDRA=0xff; //输出 模式 ,IO口上拉电阻有效,1为输出,0为输入。

    PORTA=0xf0; //等

    以下三条指令只对操作符号右边的数字位是一的位操作。

    PORTA&=~0x70; //清零 0x70为 01110000 ,即把*三位清零,其余数位不变。

    PORTA|=0x77; //置一 0x77为 01110111 ,即把*210六位清零,其余数位不变。

    PORTA^=0x70; //翻转 0x70为 01110000,即*三位,如果是零变成1,是一变成0。

    (P & 0x80)==0x80; //按位与 判断p的第七位是否是一,是则成立

    }

    关于1<<x的说明,网上的程序中经常会看到1<<ADIF类似的语句,新手很难看明白是什么意思,我这里简单说明一下:

    ADIF是一个寄存器变量,可以堪称数字4, 跟手册中的定义,包含芯片头文件的定义是一样的。

    (1<<ADIF) =(1<<4)=0b00010000

    SR=(1<<ADIF); //只是ADIF位 =1,其他=0

    ADCSR|=(1<<ADIF); //只是ADIF位 =1,其他不变

    ADCSR&=~(1<<ADIF); //只是ADIF位 =0,其他不变

    while(ADCSR&(1<<ADIF)) ; //等待ADIF位为0,才退出循环,执行下一步

    while(1)

    {

    while(ADCSR&(1<<ADIF)) ; //等待ADIF位为0,才退出循环,执行下一步

    {

    程序......

    }

    }

    实践出真知:只看这样的说明是很枯燥的,从实践中去学习会是更好的途径,把这些代码都写到单片机里,一步一步调试运行,看看各个端口以及寄存器的效果,也锻练程序调试能力,和乐而不为呢?

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