avr单片机选型指南

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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

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。

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。

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。

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。

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。

AVR单片机具有多种省电休眠模式,且可宽电压运行(5-2.7V),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。

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。 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。

avr单片机的选型技巧

各种单片机都有各自的优缺点,应根据需要选择。选择单片机原则如下:

1. 单片机的基本参数例如速度,程序存储器容量,I/O 引脚数量

2. 单片机的增强功能,例如看门狗,双指针,双串口,RTC(实时时钟),EEPROM,扩展 RAM,CAN 接口,I2C 接口,SPI 接口,USB 接口。

3. Flash 和OTP(一次性可编程)相比较,最好是Flash。

4. 封装 IP(双列直插),PLCC(PLCC 有对应插座)还是贴片。DIP 封装在做实验时可能方便一点。

5. 工作温度范围,工业级还是商业机。如果设计户外产品,必须选用工业级。

6. 功耗,比如设计并口加密狗,信号线取电只能提供几个 mA,用pic 就是因为低功耗,后来出了MSP430 也不错。

7. 工作电压范围。例如设计电视机遥控器,2 节干电池供电,至少应该能在 1.8-3.6V电压范围内工作。

8. 供货渠道畅通。能申请样片,小批量购买有现货。最好像标准 51,中发里随便找个柜台就能买到。

9. 价格低。

10. 有服务商,像周立功公司推 Philips,双龙公司推avr,都提供了很多有用的技术支持,起码烧写器有地方买。

11. 烧录器价格低,如果是ICP(把单片机放在烧录器上编程)能否利用现有的烧录器,如果是表贴封装,买一个转接座也很贵,至少得一二百元。能否 ISP(在系统编程,即把芯片先焊到板子上再通过预留的 ISP 接口编程),一般 ISP 编程器比较便宜大约一二百元甚至几十元。

12. 仿真器便宜。对于 FLASH 型单片机,仿真器不是必备的。但是对于OTP(一次性可编程)型单片机,必须购买或者租用仿真器。

13. 单片机汇编语言是自己熟悉的,并且能支持 C 语言。编程环境要像keil 一样好用,并且还是免费的。 14. 网站速度快,资料丰富。包括芯片手册,应用指南,设计方案,范例程序。最好有中文,像Atmel 就不错。

15. 保密性能好,查一下专业解密网站上的黑名单,再发个 mail 咨询一下解密价格。

16. 抗干扰性能好。我曾经把XXC52 改为S52 后发现抗干扰性能下降,只好改回去。

17. 和其他外设芯片放在一起的综合考虑。

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