一、 AVR单片机简介

1.1、AVR的诞生

AVR单片机是ATMEL公司在1997年研发的增强型内置Flash的RISC精简指令集高速单片机。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。

1.2、AVR的特点

采用RISC精简指令系统

RISC(精简指令系统计算机)是相对于CISC(复杂指令系统计算机)而言的。RISC 并非只是简单地去减少指令，而是通过将计算机的结构变得更加简单合理来提高计算机的运算速度，目前市面上常见的微控制器大部分都使用的是RISC指令集，包括AVR以及ARM等。RISC优先选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令，并固定指令宽度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于AVR 采用RISC的这种结构，使AVR系列单片机都具备了1MIPS/MHz(百万条指令每秒/兆赫兹)的高速处理能力。可以适用于对计算能力要求更高的场景下。

采用内嵌高质量的Flash程序存储器

高质量的Flash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可以长期保存关键数据，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。

 I/O管脚全部带可设置的上拉电阻

这样的话可以单独设定为输入/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。

片内具备多种独立的时钟分频器

可分别供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。

 增强性的高速USART

具有硬件产生校验码、硬件检测和校验、两级接收缓冲、波特率自动调整定位、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单片机的串口，并且由于AVR单片机速度快，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。

 稳定的系统可靠性

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。

二、 AVR单片机系列简介

AVR单片机系列齐全,可适用于各种不同场合的要求，共有3个档次，分别为：

低档Tiny系列：主要有Tiny11/12/13/15/26/28等;

中档AT90S系列：主要有AT90S1200/2313/8515/8535等;(正在淘汰或转型到Mega中)

高档ATmega：主要有ATmega8/16/32/64/128(存储容量为8/16/32/64/128KB)以及ATmega8515/8535等。

AVR器件引脚从8脚到64脚不等，还有各种不同封装可供用户根据实际情况进行选择选择。

三、 AVR单片机的优势

 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力;

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;

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;

作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA，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;

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;

大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等;

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。

四、 AVR单片机的应用

基于AVR单片机的优秀的性能与以上的特点，可以看出，AVR单片机目前可以适用于大部分嵌入式应用场景中，同时由于AVR单片机的封装形式多样，可以用于教学当中，例如使用双列直插型单片机可以让学生自己动手设计焊接一个单片机的最小系统，学习软硬件技术。