avr單片機教程，讓你快速學avr單片機
時間：2018-08-29 來源：未知
嵌入式可以說是IT領域發(fā)展最快的技術之一了，嵌入式包括的很廣，有什么軟件啦，有什么硬件啦，還有今天我們要了解的單片機，很多人都在問單片機應該怎么樣學習啊，尤其是avr單片機呢，其實avr單片機學習還是比較容易的，只要你掌握好下面的方法，你就不會迷茫而無所得了。
首先要知道，avr單片機是什么?不然不了解這個，那接下來的學習也是白瞎，AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機�？梢詮V泛應用于計算機外部設備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。
學習avr單片機那你就需要知道avr單片機的特點有哪些：
1、131條機器指令，且大多數(shù)指令的執(zhí)行時間為單個系統(tǒng)時鐘周期;
2、32個8位通用工作寄存器;
3、工作在16MHz時具有16MIPS的性能;
4、配備只需要2個時鐘周期的硬件乘法器。
avr單片機是我們很常用的，你知道是為什么嗎?所以這又是一個學習的點，你要了解avr單片機的優(yōu)點有哪些：
1、程序存儲器為價格低廉、可擦寫1萬次以上、指令長度單元為16位(字)的FlashROM(即程序存儲器寬度為16位，按8位字節(jié)計算時應乘2)。而數(shù)據(jù)存貯器為8位。因此AVR還是屬于8位單片機。
2、采用CMOS技術和RISC架構，實現(xiàn)高速(50ns)、低功耗(μA)、具有SLEEP(休眠)功能。AVR的一條指令執(zhí)行速度可達50ns(20MHz)，而耗電則在1uA～2.5mA間。AVR采用Harvard結構，以及一級流水線的預取指令功能，即對程序的讀取和數(shù)據(jù)的操作使用不同的數(shù)據(jù)總線，因此，當執(zhí)行某一指令時，下一指令被預先從程序存儲器中取出，這使得指令可以在每一個時鐘周期內(nèi)被執(zhí)行。
3、工業(yè)級產(chǎn)品。具有大電流10～20mA(輸出電流)或40mA(吸電流)的特點，可直接驅(qū)動LED、SSR或繼電器。有看門狗定時器(WDT)安全保護，可防止程序走飛，提高產(chǎn)品的抗干擾能力。
4、通用數(shù)字I/O口的輸入輸出特性與PIC的HI/LOW輸出及三態(tài)高阻抗HI-Z輸入類同，同時可設定類同與8051結構內(nèi)部有上拉電阻的輸入端功能，便于作為各種應用特性所需(多功能I/O口)，AVR的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口的輸入/輸出的真實情況。
5、像8051一樣，有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷，而不是像PIC一樣所有中斷都在同一向量地址，需要以程序判別后才可響應，這會浪費且失去控制時機的最隹機會。
學avr單片機當然少不了的就是要勤于動手，多做例子，在這里就給你舉了例子來學習更透徹，慢慢練習，對學avr單片機還是很不錯的。
系統(tǒng)時鐘：
ATmega16的片內(nèi)含有4種頻率(1/2/4/8M)的RC振蕩源，可直接作為系統(tǒng)的工作時鐘使用。同時片內(nèi)還設有一個由反向放大器所構成的OSC(Oscillator)振蕩電路，外圍引腳XTAL1和XTAL2分別為OSC振蕩電路的輸入端和輸出端，用于外接石英晶體等，構成高精度的或其它標稱頻率的系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)。
為ATmega16提供系統(tǒng)時鐘源時，有三種主要的選擇：(1)直接使用片內(nèi)的1/2/4/8M的RC振蕩源;(2)在引腳XTAL1和XTAL2上外接由石英晶體和電容組成的諧振回路，配合片內(nèi)的OSC(Oscillator)振蕩電路構成的振蕩源;(3)直接使用外部的時鐘源輸出的脈沖信號。方式2和方式3的電路連接見圖2-6(a)和2-6(b)。
內(nèi)部看門狗：
在AVR片內(nèi)還集成了一個1MHz獨立的時鐘電路，它僅供片內(nèi)的看門狗定時器(WDT)使用。因此，AVR片內(nèi)的WDT是獨立硬件形式的看門狗，使用AVR可以省掉外部的WDT芯片。使用WDT可以有效的提高系統(tǒng)的可靠行。
avr單片機的工作流程：
AVR CPU的工作是由系統(tǒng)時鐘直接驅(qū)動的，在片內(nèi)不再進行分頻。圖2-7所示為Harvard結構和快速訪問寄存器組的并行指令存取和指令執(zhí)行時序。CPU在啟動后第一個時鐘周期T1取出第一條指令，在T2周期便執(zhí)行取出的指令，并同時又取出第二條指令，依次進行。這種基于流水線形式的取指方式，使AVR可以以非常高的速度執(zhí)行指令，獲得高達1MIPS/MHz的效率。
存儲器：
所有的I/O寄存器可以通過IN(I/O口輸入)和OUT(輸出到I/O口)指令訪問，這些指令是在32個通用寄存器與I/O寄存器空間之間傳輸交換數(shù)據(jù)，指令周期為1個時鐘周期。此外，I/O寄存器地址范圍在$00-$1F之間的寄存器(前32個)還可通過指令實現(xiàn)bit位操作和bit位判斷跳轉。SBI(I/O寄存器中指定位置1)和CBI(I/O寄存器中指定位清零)指令可直接對I/O寄存器中的每一位進行位操作。使用SBIS(I/O寄存器中指定位為1跳行)和SBIC(I/O寄存器中指定位為0跳行)指令能夠?qū)@些I/O寄存器中的每一位的值進行檢驗判斷，實現(xiàn)跳過一條指令執(zhí)行下一條指令的跳轉。
在I/O寄存器專用指令IN、OUT、SBI、CBI、SBIS和SBIC中使用I/O寄存器地址$OO～$3F。
當以SRAM方式尋址I/0寄存器時，必須將該其地址加上$0020，映射成在數(shù)據(jù)存儲器空間的地址。
兩個重要的寄存器：狀態(tài)寄存器SREG和堆棧指針寄存器SP
堆棧是數(shù)據(jù)結構中所使用的專用名詞，它是由一塊連續(xù)的SRAM空間和一個堆棧指針寄存器組成，主要應用于快速便捷的保存臨時數(shù)據(jù)、局部變量和中斷調(diào)用或子程序調(diào)用的返回地址。堆棧在系統(tǒng)程序的設計和運行中起者非常重要的作用，只要程序中使用了中斷和子程序調(diào)用，就必須正確的設置堆棧指針寄存器SP，在SRAM空間建立堆棧區(qū)。
處在I/O地址空間的$3E($005E)和$3D($005D)的兩個8位寄存器構成了AVR單片機的16位堆棧指針寄存器SP。AVR單片機復位后堆棧寄存器的初始值為SPH=$00、SPL=$00，因此建議用戶程序必須首先對堆棧指針寄存器SP進行初始化設置。
AVR的堆棧區(qū)是建立在SRAM空間的，16位的SP寄存器可以尋址的空間為64K。
由于AVR的堆棧是向下增長的，即新數(shù)據(jù)進入堆棧時棧頂指針的數(shù)據(jù)將減小(注意：這里與51不同，51的堆棧是向上增長的，即進棧操作時棧頂指針的數(shù)據(jù)將增加)，所以盡管原則上堆�？梢栽赟RAM的任何區(qū)域中，但通常初始化時將SP的指針設在SRAM最高處。
對于具體的ATmega16芯片，堆棧指針必須指向高于$0060的SRAM 地址空間，因為低于$0060的區(qū)域為寄存器空間。ATmega16片內(nèi)集成有1K的SRAM，不支持外部擴展SRAM，所以堆棧指針寄存器SP的初始值應設在SRAM的最高端：$045F處。
根據(jù)上面所講述，AVR的SP堆棧指針寄存器指示了在數(shù)據(jù)SRAM中堆棧區(qū)域的棧頂?shù)刂罚恍┡R時數(shù)據(jù)、局部變量，以及子程序返回地址和中斷返回地址將被放置在堆棧區(qū)域中。在數(shù)據(jù)SRAM中，該堆�？臻g的頂部地址必須在系統(tǒng)程序初始化時由初始化程序定義和設置。
當執(zhí)行PUSH指令，一個字節(jié)的數(shù)據(jù)被壓入堆棧，堆棧指針(SP中的數(shù)據(jù))將自動減1;當執(zhí)行子程序調(diào)用指令CALL或CPU響應中斷時，硬件會自動把返回地址(16位數(shù)據(jù))壓入堆棧中，同時將堆棧指針自動減2。反之，當執(zhí)行POP指令，從堆棧頂部彈出一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，堆棧指針將自動加1;當執(zhí)行從子程序RET返回或從中斷RETI返回指令時，返回地址將從堆棧頂部彈出，堆棧指針自動加2。
從了解avr單片機到用例子來練習avr單片機，這樣循序漸進的來學習，對學avr單片機是一個很不錯的方法，不要覺得很難，你掌握了不就不難了嗎，這些方法你都了解了嗎，尤其是這個例子，對學習avr單片機還是很有用的，記得勤加練習哦。
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