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公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。可以廣泛應用于計算機外部設備、工業實時控制、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，且大多數指令的執行時間為單個系統時鐘周期;
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位字節計算時應乘2)。而數據存貯器為8位。因此AVR還是屬于8位單片機。
2、采用CMOS技術和RISC架構，實現高速(50ns)、低功耗(μA)、具有SLEEP(休眠)功能。AVR的一條指令執行速度可達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據的操作使用不同的數據總線，因此，當執行某一指令時，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被執行。
3、工業級產品。具有大電流10～20mA(輸出電流)或40mA(吸電流)的特點，可直接驅動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，提高產品的抗干擾能力。
4、通用數字I/O口的輸入輸出特性與PIC的HI/LOW輸出及三態高阻抗HI-Z輸入類同，同時可設定類同與8051結構內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。
系統時鐘：
ATmega16的片內含有4種頻率(1/2/4/8M)的RC振蕩源，可直接作為系統的工作時鐘使用。同時片內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時鐘系統。
為ATmega16提供系統時鐘源時，有三種主要的選擇：(1)直接使用片內的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)。
內部看門狗：
在AVR片內還集成了一個1MHz獨立的時鐘電路，它僅供片內的看門狗定時器(WDT)使用。因此，AVR片內的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的可靠行。
avr單片機的工作流程：
AVR CPU的工作是由系統時鐘直接驅動的，在片內不再進行分頻。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據，指令周期為1個時鐘周期。此外，I/O寄存器地址范圍在$00-$1F之間的寄存器(前32個)還可通過指令實現bit位操作和bit位判斷跳轉。SBI(I/O寄存器中指定位置1)和CBI(I/O寄存器中指定位清零)指令可直接對I/O寄存器中的每一位進行位操作。使用SBIS(I/O寄存器中指定位為1跳行)和SBIC(I/O寄存器中指定位為0跳行)指令能夠對這些I/O寄存器中的每一位的值進行檢驗判斷，實現跳過一條指令執行下一條指令的跳轉。
在I/O寄存器專用指令IN、OUT、SBI、CBI、SBIS和SBIC中使用I/O寄存器地址$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，映射成在數據存儲器空間的地址。
兩個重要的寄存器：狀態寄存器SREG和堆棧指針寄存器SP
堆棧是數據結構中所使用的專用名詞，它是由一塊連續的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據、局部變量和中斷調用或子程序調用的返回地址。堆棧在系統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。
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，即新數據進入堆棧時棧頂指針的數據將減小(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據將增加)，所以盡管原則上堆棧可以在SRAM的任何區域中，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的區域為寄存器空間。ATmega16片內集成有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。
根據上面所講述，AVR的SP堆棧指針寄存器指示了在數據SRAM中堆棧區域的棧頂地址，一些臨時數據、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域中。在數據SRAM中，該堆棧空間的頂部地址必須在系統程序初始化時由初始化程序定義和設置。
當執行PUSH指令，一個字節的數據被壓入堆棧，堆棧指針(SP中的數據)將自動減1;當執行子程序調用指令CALL或CPU響應中斷時，硬件會自動把返回地址(16位數據)壓入堆棧中，同時將堆棧指針自動減2。反之，當執行POP指令，從堆棧頂部彈出一個字節的數據，堆棧指針將自動加1;當執行從子程序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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