《AVR单片机概述》课件

单片机概述AVR单应应结了解AVR片机的基本架构、特点以及在各类用中的广泛用从硬件构、资讨单术指令系统、外设源等多个角度深入探AVR片机的技特点单片机的发展历史AVR诞生于年技术革新广泛应用1996单开单进单围AVR片机由Atmel公司发,是8位AVR片机采用先的RISC架构和超低AVR片机凭借优秀的性能和丰富的外计开创单纪应产RISC微控制器的一个系列功耗设,了片机新元电路迅速广泛用于各类电子品单片机的特点和优势AVR低功耗高性能单进较压单结现杂AVR片机采用先的CMOS工艺,具有低的工作电和功耗,非常AVR片机采用RISC构,指令周期短、性能优异,可以实复的适合于电池供电的便携式设备功能和高速运算丰富外设易于编程单时单标语编开编开AVR片机集成了多种外部外设模块,如ADC、定器、串行通信接AVR片机采用准的C言程,发工具和程接口友好,使得满应简单口等,可灵活足各种用需求发非常高效单片机的主要型号及应用领域AVR主要型号应用领域单规选单应AVR片机有多种格可,从ATtiny系列到强大的ATMEGA系列,AVR片机广泛用于家电控制、工业自动化、机器人控制、医满简单杂疗监领编足从控制到复运算的各种需求常见型号包括设备、安防控等域,因其性能优异、功耗低、易于程而备睐ATtiny

13、ATmega328P、ATmega2560等受青单片机的内部结构AVR单结储AVR片机采用哈佛构,包括中央处理器CPU、程序存器数储FLASH、据存器SRAM、输入输出接口等主要功能模块围过CPU采用RISC指令集,高度集成化且性能优异外模块可通总线访问满方式,足丰富的外设接口需求单片机的中央处理器AVR CPU强大的设计丰富的指令集高效的时钟频率CPU单简单逻辑数单频为AVR片机采用8位RISC精指令集架构AVR片机的指令集包括运算指令、AVR片机的最高工作率可达32MHz,结数开计的CPU核心,采用哈佛构,指令和据分学运算指令、分支控制指令等,全面支持各高速运算提供强大的算能力储现应存,能够实高性能和高效率的运算种用需求单片机的内存系统AVR程序存储器单闪术储码线编开AVR片机采用存技存程序代,可在程和擦除,便于发和修改数据存储器单数储储满应AVR片机有多种类型的据存器,如RAM、EEPROM和外部存器,足不同用需求寄存器文件单数AVR片机有32个通用寄存器,支持据和地址运算,提高运算速度和效率单片机的输入输出端口AVR/丰富的接口灵活的端口配置1I/O2单编单独为AVR片机提供多达32个可每个I/O引脚都可设置输满程的I/O引脚,能够足各种输入或输出,并支持上拉电阻、中断入输出需求功能等强大的驱动能力多样的通信协议34单较AVR片机的I/O端口具有强I/O端口支持UART、SPI、I2C驱驱标协议的动电流能力,可直接动各等多种准串行通信,方便围种外设备接入外设单片机的定时计数器AVR/定时功能计数功能单时单内计AVR片机拥有强大的定功能,AVR片机置多个16位或8位时数测可用于精确控制定、生成周期器,可用于量外部事件的发生现断频计数性信号、实中等率或脉冲信号输出时钟源选择PWM单时产单时计数选AVR片机的定器可以生精AVR片机的定/器可以应择内时时确的PWM波形,广泛用于电机控部钟或外部钟源,灵活适调领应应场制、光等域各种用景单片机的中断系统AVR中断源中断优先级12单断单断AVR片机具有多种中源,包AVR片机支持多种中优先时级许断括定器、串行通信、ADC等,,允用户自定义设置中的时应应顺能够及响各种硬件事件响序中断处理程序中断控制34当断时转单断中触发,CPU会自动跳AVR片机提供灵活的中控应断执关到相的中处理程序,行制机制,用户可以根据需求启用键断任务或禁用中单片机的模块AVR ADC模拟数字转换高分辨率-单将单AVR片机的ADC模块能够外部模AVR片机的ADC通常具有10bit或转换为数为数拟信号字量,字处理提供12bit的分辨率,可以精确采集模拟信输入号快速转换多通道支持单单AVR片机的ADC模块可以在几微秒AVR片机的ADC通常具有多个输入内数转换对进完成一次模拟到字的通道,可以不同类型的模拟信号行采集单片机的串行通信AVR UART通信概述特点单片机的模应用场景UART UARTAVR UARTUART块简单单应UARTUniversal UART通信、可靠、成本AVR片机广泛用于工业控应单单内领Asynchronous Receiver-低廉,广泛用于片机、嵌AVR片机置UART模块,可制、家用电器、物联网等现现Transmitter是一种常见的入式系统和物联网设备支持实串行通信功能用户可通域,UART通信是实设备互联应单现数过编数术调试数串行通信方式,广泛用于全双工通信,可实双向据程配置波特率、据位长的重要技如串口、数传换数满远监片机与外设之间的据输交度、停止位等参,灵活足据采集、程控等数开应它采用异步通信,据包含各种用需求数始位、据位和停止位单片机的串行通信AVR SPI串行通信原理通信应用单片机的接口SPI SPIAVR SPI结时应单传储单专SPI采用主从构,主设备提供钟信号,从SPI广泛用于片机与感器、存器、AVR片机具有门的SPI控制器,包括时数过显简单传设备根据钟信号接收和发送据通4示器等外设之间的通信,可靠,输速MOSI、MISO、SCK、SS等引脚,可方便地线现较进根缆实全双工通信率快与外设行SPI通信单片机的总线通信AVR I2C协议简介主从设备通信总线拓扑I2C简单时线结将I2CInter-Integrated Circuit是一种I2C采用主从通信模式,主设备发出钟和地I2C总采用多主多从的拓扑构,可多个线协议单应数连线现且广泛使用的总通信,可在片机与址信号,从设备根据地址响并收发据设备接到同一总上,实灵活的通信围进数传外设备之间行双向据输单片机的输出AVR PWM数字可编程控制广泛应用场景12单过数应AVR片机的PWM输出通PWM输出广泛用于电机控编进调节频字程行精确控制,支持多通制、LED亮度、音输出调领单道和灵活的占空比整等域,是片机的重要功能灵活配置选项低功耗表现34单数AVR片机的PWM输出支持不PWM输出的字控制方式能有时频应同的钟源、分比和模式,可效降低功耗,适合用于低功耗应进根据用需求行灵活配置的嵌入式系统单片机的看门狗定时器AVR防止系统故障自动重启功能单时当检测错误时AVR片机的看门狗定器可以到程序发生,看门狗环时单防止程序无限循或卡死,提高系定器会自动重启片机,使系统状态统的可靠性恢复正常工作灵活配置低功耗模式单时可以根据实际需求,灵活配置看门AVR片机的看门狗定器在低时时时满狗定器的超间,以足不同功耗模式下也能正常工作,确保系应场用景的要求统安全运行单片机的低功耗模式AVR电源管理单应态选择AVR片机提供多种低功耗模式,可根据用需求动,有效延长电池使用寿命时钟控制选择内荡时过频对时进调可部RC振器、外部晶振等钟源,并通分器系统钟行灵活整休眠模式单闲选择AVR片机提供多种休眠模式,如空模式、待机模式、掉电模式等,可根据需求单片机的外部中断AVR中断的概念外部中断引脚中断触发模式中断服务程序断单应单单断当断时外部中是片机响外部事AVR片机通常有多个外部中AVR片机的外部中可以设外部中发生,CPU会自暂时断执断转应断件而中正在行的程序引脚,如INT

0、INT1等,可置不同的触发模式,如低电平动跳到相的中服务程序当连开执断的能力外部事件发生以接各种外部设备,如触发、上升沿触发、下降沿触ISR行,完成中处理后再时暂时断当关传当这状应场选择继续执,CPU会中前操作,、感器等些设备发等,根据不同用景返回主程序行转这断请态时断而处理个中求发生变化会触发中合适的模式单片机的编程接口AVR接口接口1ISP2JTAG单单还AVR片机通常采用ISPIn-高端AVR片机提供了System Programming接口,JTAGJoint TestAction对进调试时可以在电路板上直接芯片Group接口,可用于实编调试调试监执过行程和和控程序行程仿真器接口3Boot Loader4单内过专对某些AVR片机置了Boot通用的仿真器接口,可以过单状态进Loader,可以通串口等外部AVR片机的运行行全远级监接口程升和更新程序代面的控和分析码单片机的开发工具AVR集成开发环境烧录器和仿真器评估板和开发板单诸专烧录将编译载单评开AVR片机使用如AVR Studio和用的器设备可后的程序下至AVR片机的估板和发板提供了丰富开环进单则单围显Atmel Studio之类的集成发境IDE AVR片机芯片仿真器可模拟片机的外接口,包括输入输出端口、示屏、编写编译载这环检执调键开进计验行程序、和下些IDE提供的运行境,用于查程序行情况和按等,便于发者行原型设和功能码编辑调试烧录试证了强大的代、和功能单片机的编程方法AVR绿色编程1环编保高效的程方式在线编程2载独无需下立工具分步编程3渐进习循序的学方法单编绿编线编编绿编杂软过浏览编环AVR片机的程方法主要包括色程、在程和分步程三种方式色程不需要安装复的件,通器即可完成程,线编载独开进编写调试编则渐进习单保高效在程无需下立的发工具,可以直接在网页上行和分步程采用循序的学方式,帮助初学者掌握编础识这习片机程的基知三种方法各有特点,适用于不同的学需求单片机的程序存储方式AVR闪存存储调用运行RAM单编闪码储AVR片机采用可擦除可程程序代存在FLASH中,在运行为码储时载内执这存FLASH作程序代存被加到部RAM中行这储种存方式具有高速度、大容样可以提高程序运行速度量和免电池备份的特点在线编程单线编将对进AVR片机支持在系统中在程,无需芯片拆下即可程序行擦除和写这开重大大提高了发效率单片机的编程语言AVR语言汇编语言嵌入式系统C单语为编单汇编语编单应AVR片机广泛采用C言作主要的程AVR片机也支持言程,可以直接AVR片机广泛用于各种嵌入式系统中,语语简单层编内结紧结编语言,C言洁高效,适合片机底控制微处理器的部构和工作原理需要与硬件密合的程言程单片机的开发流程AVR

1.设计规划1项标确定目需求和目

2.硬件选型2选择单合适的AVR片机型号

3.软件开发3开编写使用发工具程序

4.程序下载4将烧录单程序到片机单开选软编载过应选择单AVR片机发流程涵盖从需求分析、硬件型、件程到程序下的完整程首先根据具体用需求合适的AVR片机型号,然后使用集开环编写码过编将载单现成发境程序代,最后通程接口程序下到片机实功能单片机应用实例一呼吸AVR:灯简单节缓呼吸灯是一种而优雅的照明效果,模拟人体呼吸的奏慢变化的灯光通过单宽调现AVR片机的脉制PWM功能,可以精确控制LED灯的亮度,实平滑的呼这应饰场现单吸效果种用广泛用于装照明、指示灯等景,展了AVR片机的多功能性单片机应用实例二电子AVR:钟单应显时扩电子钟是AVR片机的典型用之一,能够准确示间并支持功能展它由单显时时组现计时时AVR片机、LCD示屏、实钟模块等部件成,可实精确、间设报置、警等功能过内时时单现闹围通部定器和钟模块,AVR片机可实秒表、钟等功能,并可与外设湿传为备如温度感器集成,成一体化的智能家居电子钟单片机应用实例三温度检测AVR:单过内现对环时监测AVR片机可以通置的ADC模块实境温度的实过传现对检测报和采集通配合温度感器,可以实温度的、警和控该应场制用可用于家用电器、工业控制等景过编读传数通程控制ADC输入引脚,可以快速取温度感器的模拟量转换为数进计显时阈据,并字量行温度算和示同可以设置温度值,现报实温度超限的警和控制单片机应用实例四舵机控制AVR:单应单过使用AVR片机控制舵机是常见的用之一片机可以通现这应PWM输出精确控制舵机角度,实高精度定位和平滑运动种领应现用在机器人、模型飞机、智能家居等域广泛用,实自动化控远遥制或程控开编频发者需要程控制PWM输出波形的占空比和率,以精准设置舵转时还馈闭环机的角同需要处理舵机反信号,构建控制系统单片机应用实例五火警AVR:报警单开报检测时AVR片机可以用于发智能火警警系统,能够快速火灾发生并及发出报传雾传鸣过单警系统包括温度感器、烟感器、蜂器等,通AVR片机的ADC和断现监测报报驱鸣报中功能实自动和警功能警触发后可以动蜂器发出警,并通过员串口通信通知管理人该应挥单为用充分发了AVR片机的多功能性和高性能,消防安全管理提供了可靠监的智能控解决方案单片机应用实例六自动灌溉AVR:单阀湿传自动灌溉系统利用AVR片机控制水泵和门,根据土壤度感馈浇时费器的反自动运行它能精准地控制水量,避免人工灌的浪过时现和度灌溉,同实定期灌溉,确保植物健康生长该还湿传调系统能与温度感器集成,根据气候条件自动整灌溉策略,过简单显时监状态提高灌溉效率通的液晶示可以随控系统总结与展望总结展望过对单习们对历势断进单将领应通AVR片机的深入学,我其发展史、特点和优、随着科技的不步,AVR片机必在更多域得到广泛用,如应内结时来单将继续级主要型号及用、部构等有了全面的了解同也掌握了物联网、智能家居、工业自动化等未AVR片机升,单编为带来创AVR片机的各种外设模块和程方法提升性能和功能,各行业更多新可能。