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。可以廣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。AVR單片機是 Atmel 公司 1997 年推出的 RISC 單片機。RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)是相對于CISC(復雜指令系統(tǒng)計算機)而言的。RISC 并非只是簡單地去減少指令，而是通過使計算機的結構更加簡單合理而提高運算速度的。

采用RISC精簡指令系統(tǒng)

RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)是相對于CISC(復雜指令系統(tǒng)計算機)而言的。RISC 并非只是簡單地去減少指令，而是通過將計算機的結構變得更加簡單合理來提高計算機的運算速度，目前市面上常見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優(yōu)先選取使用頻率最高的簡單指令，避免復雜指令，并固定指令寬度，減少指令格式和尋址方式的種類，從而縮短指令周期，提高運行速度。由于AVR 采用RISC的這種結構，使AVR系列單片機都具備了1MIPS/MHz(百萬條指令每秒/兆赫茲)的高速處理能力?？梢赃m用于對計算能力要求更高的場景下。

采用內(nèi)嵌高質量的Flash程序存儲器

高質量的Flash擦寫方便，支持ISP和IAP，便于產(chǎn)品的調(diào)試、開發(fā)、生產(chǎn)、更新。內(nèi)嵌長壽命的EEPROM可以長期保存關鍵數(shù)據(jù)，避免斷電丟失。片內(nèi)大容量的RAM不僅能滿足一般場合的使用，同時更有效的支持使用高級語言開發(fā)系統(tǒng)程序，并可像MCS-51單片機那樣擴展外部RAM。

I/O管腳全部帶可設置的上拉電阻

這樣的話可以單獨設定為輸入/輸出、可設定(初始)高阻輸入、驅動能力強(可省去功率驅動器件)等特性，使的得I/O口資源靈活、功能強大、可充分利用。

1) Flash程序存儲器可擦寫1000次以上,不再有報廢品產(chǎn)生。PIC有的是OTP,只能燒錄一次。AVR程序存儲器數(shù)據(jù)為16位組織,也可按8位理解。PIC是12/14位程序存儲器,作寄存器轉移和算術、邏輯運算帶來不便。

(2) 高速度(50ns)、低功耗!硬件應用Harward結構,具有預取指令功能,使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。PIC要4個時鐘周期執(zhí)行一條指令。MSC-51要12個時鐘周期執(zhí)行一條指令。

(3) 超功能精簡指令!具有32個通用工作寄存器(相當于8051中的32個累加器,克服了單一累加器數(shù)據(jù)處理造成的瓶頸現(xiàn)象),有128B～4KB個SRAM,可靈活使用指令運算。

(4) 工業(yè)級產(chǎn)品!具有大電流(灌電流)10～20mA或40mA(單一輸出),可直接驅動SSR或繼電器;有看門狗定時器(WDT),安全保護,防止程序走飛,提高產(chǎn)品的抗干擾能力。

(5) 程序寫入可以并行寫入(用萬用編程序器),也可用串行在線ISP擦寫。也就是說不必將IC拆下拿到萬用編程上燒錄,而可直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作,方便產(chǎn)品現(xiàn)場升級。有ISP、JTAG及自編功能,這是今后單片機編程的發(fā)展方向 。

(6) AVR的I/O口是真正的I/O口,能正確反映I/O口的真實情況。I/O口有輸入/輸出, 三態(tài)高阻輸入,也可設定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能,便于作各種應用特性所需(多功能I/O口)

(7) 高度保密(LOCK)!

–不可破解的Lock bit技術

–不象Mask ROM那樣可通過電子顯微鏡破解–Flash單元深藏于芯片內(nèi)部

–可多次燒寫的Flash且具有多重密碼保護鎖死(LOCK)功能,因此可快速完成產(chǎn)品商品化,并可多次更改程序(產(chǎn)品升級)而不必浪費IC或電路板,大大提高產(chǎn)品質量及競爭力。

(8) AVR內(nèi)帶模擬比較器,I/O口可作A/D轉換用,可組成廉價的A/D轉換器。

(9) 可重設啟動復位。AVR系列有內(nèi)部電源開關啟動計數(shù)器,可將低電平復位(/RESET)直接接到Vcc端。當電源開時,由于利用內(nèi)部RC的看門狗定時器,可延遲MCU啟動執(zhí)行程序。這種延時使I/O口穩(wěn)定后執(zhí)行程序,以提高單片機工作可靠性。有的還有內(nèi)部復位電壓檢測電路BOD,而檢測電壓可調(diào)。

(10) 具有休眠省電功能(POWER DOWN)及閑置(IDLE)低功耗功能。一般耗電在1～2.5mA,典型功耗情況,WDT關閉時為100nA。

AVR單片機具有多種省電休眠模式，且可寬電壓運行(5-2.7V)，抗干擾能力強，可降低一般8位機中的軟件抗干擾設計工作量和硬件的使用量。 AVR單片機技術體現(xiàn)了單片機集多種器件(包括FLASH程序存儲器、看門狗、EEPROM、同/異步串行口、TWI、SPI、A/D模數(shù)轉換器、定時器/計數(shù)器等)和多種作用(增強可靠性的復位系統(tǒng)、降低功耗抗干擾的休眠模式、品種多門類全的中斷系統(tǒng)、具輸入捕獲和比較匹配輸出等多樣化作用的定時器/計數(shù)器、具替換作用的I/O端口…… )于一身，充分體現(xiàn)了單片機技術的從“片自為戰(zhàn)”向“片上系統(tǒng)SoC”過渡的發(fā)展方向。