AVR單片機的優(yōu)勢特征及未來發(fā)展展望

本文就單片機在生活中具體的應(yīng)用，娓娓道來單片機的發(fā)展歷程跟特性，并對單片機的前景進行了展望。

隨著城市公交事業(yè)的不斷發(fā)展，無人售票公共汽車已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在各大城市的公交系統(tǒng)中，在這種情況下，傳統(tǒng)的依靠售票員共報站的方式不再適用，取而代之的是高自動化、高集成度、高智能化得語音報站系統(tǒng)。

公交車語音報站系統(tǒng)的使用，為乘客提供了更加人性化的服務(wù)，它不但能夠播報當(dāng)前的到站站名，還能預(yù)報下一站的站名，有的報音系統(tǒng)還增加了許多附加功能，如轉(zhuǎn)乘提示、安全提示等等，使乘客能夠方便、安全地到達(dá)目的地。語音報站系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)普通話報站，語音清晰流暢，并將相關(guān)信息通過屏顯示出來，滿足了不同類型乘客的需要。

模擬人聲進行報站和預(yù)報站，對所報站名進行漢字顯示，到站狀態(tài)顯示，站名語音信息的錄入，錄音、放音以及站名的選擇控制，這都是因為語音報站那樣一個系統(tǒng)，來實現(xiàn)這樣的基本功能。這只是AVR單片機的一個簡單的應(yīng)用。

那么簡單的說說AVR單片機吧。

單片機又稱單片微控制器，它是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上，概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。單片機技術(shù)是計算機技術(shù)的一個分支，是簡易機器人的核心元件?？梢哉f，二十世紀(jì)跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞--“智能型”，如智能型洗衣機等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。

1997年，由ATMEL公司挪威設(shè)計中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術(shù)，共同研發(fā)出RISC精簡指令集的高速8位單片機，簡稱AVR。

AVR單片機的優(yōu)勢特征

單片機已廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。單片機種類很多，在簡易機器人制作和創(chuàng)新中，為什么選用AVR單片機呢？

一、簡便易學(xué)，費用低廉

首先，對于非專業(yè)人員來說，選擇AVR單片機的最主要原因，是進入AVR單片機開發(fā)的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學(xué)習(xí)AVR單片機的開發(fā)。單片機初學(xué)者只需一條ISP下載線，把編輯、調(diào)試通過的軟件程序直接在線寫入AVR單片機，即可以開發(fā)AVR單片機系列中的各種封裝的器件。AVR單片機因此在業(yè)界號稱“一線打天下”。

其次，AVR單片機便于升級。AVR程序?qū)懭胧侵苯釉陔娐钒迳线M行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產(chǎn)品升級。

再次，AVR單片機費用低廉。學(xué)習(xí)AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式（即把PC機上編譯好的程序?qū)懙絾纹瑱C的程序存儲器中），不需購買仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進行所有AVR單片機的開發(fā)應(yīng)用，這可節(jié)省很多開發(fā)費用。程序存儲器擦寫可達(dá)10000次以上，不會產(chǎn)生報廢品。

二、高速、低耗、保密

首先，AVR單片機是高速嵌入式單片機：

1、AVR單片機具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。

2、多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行。

3、中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。

其次，AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8V即可工作。

再次，AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖LOCkBit技術(shù)，保密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電子顯微鏡看到。

三、I/O口功能強，具有A/D轉(zhuǎn)換等電路

1.AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業(yè)級產(chǎn)品，具有大電流（灌電流）10～40mA，可直接驅(qū)動可控硅SSR或繼電器，節(jié)省了外圍驅(qū)動器件。

2.AVR單片機內(nèi)帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉(zhuǎn)換，可組成廉價的A/D轉(zhuǎn)換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。

3.部分AVR單片機可組成零外設(shè)元件單片機系統(tǒng)，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。

4.AVR單片機可重設(shè)啟動復(fù)位，以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護，可防止程序走亂（飛），提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。

四、有功能強大的定時器/計數(shù)器及通訊接口

定時/計數(shù)器T/C有8位和16位，可用作比較器。計數(shù)器外部中斷和PWM（也可用作D/A）用于控制輸出，某些型號的AVR單片機有3～4個PWM，是作電機無級調(diào)速的理想器件。

AVR單片機有串行異步通訊UART接口，不占用定時器和SPI同步傳輸功能，因其具有高速特性，故可以工作在一般標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)頻率下，而波特率可達(dá)576K。

還有IAP功能，方便升級或銷毀應(yīng)用程序。

從市場角度看AVR單片機

·性價比：AVR大部分型號的性價比較高，性價比表現(xiàn)突出的型號有：atmega48、atmega8、atmega16、atmega169P

·供貨方面：通用型號的AVR供貨較為穩(wěn)定，非常規(guī)型號的AVR樣品及供貨仍存在問題。

·市場占有率：目前，AVR的市場占有率還是不如PIC與51，但，AVR的優(yōu)點使得AVR的市場占有一直在擴展，AVR的年用量也一直在上漲。

從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機上種儀表的控制；從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理；以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都不離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔(dān)心精度達(dá)不到了。所以單片機的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來也會有更多的人來接受它、使用它。據(jù)深圳贛冠培訓(xùn)中心單片機研究室主任黃老師介紹：根據(jù)國家權(quán)威統(tǒng)計顯示目前我國的單片機容量達(dá)3億片，且每年以大約20%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)尤其像深圳這樣電子產(chǎn)品高度發(fā)達(dá)的地區(qū)構(gòu)大部分都用到單片機，而且這種發(fā)展趨勢也不斷地向內(nèi)地輻射。所以，學(xué)習(xí)單片機在我國有具有廣闊前景.