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简易AVR单片机教程

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简易AVR单片机教程

简介

AVR单片机是一种低功耗、高性能的微控制器，由Atmel公司开发并广泛应用于嵌入式系统的开发中。本教程将介绍AVR单片机的基本知识以及编程技巧，帮助初学者快速入门。

目录

1. AVR单片机概述

2. 硬件基础

– 2.1 芯片选型

– 2.2 电路设计

– 2.3 连接方式

3. 编程环境搭建

– 3.1 AVR Studio – 3.2 AVR编程语言

– 3.3 编译与烧录

4. 基本功知识

– 4.1 GPIO控制

– 4.2 定时器与计数器

– 4.3 中断处理

5. 进阶内容

– 5.1 PWM控制

– 5.2 串口通信

– 5.3 ADC模数转换

6. 实例项目

– 6.1 LED灯控制

– 6.2 电机控制

– 6.3 温湿度监测 1. AVR单片机概述

AVR（Alf-Egil Bogen, Vegard Wollan, Ragnar Melland）单片机是Atmel公司推出的一款低功耗高性能的微控制器。它采用RISC架构，具有较高的运算速度和较低的功耗。由于其易于学习和使用的特点，AVR单片机被广泛应用于嵌入式系统的开发中。

2. 硬件基础

2.1 芯片选型

在开始使用AVR单片机之前，我们首先需要选择合适的芯片。Atmel公司生产了多种型号的AVR单片机，各具特色。在选择芯片时，我们需要考虑以下几个因素：

• 项目需求：根据项目的具体需求（如GPIO数量、模拟输入输出等），选择适合的芯片型号。 • 价格：芯片的价格也是选择的一个重要因素，需要根据项目的预算进行合理选择。

• 开发工具支持：确保选择的芯片在目标开发工具中有良好的支持，以便后期开发和调试。

2.2 电路设计

在使用AVR单片机之前，我们还需要进行电路设计。简单的AVR单片机电路设计包含以下几个关键组成部分：

• 电源电路：AVR单片机需要稳定的电源来正常工作。一般使用电源滤波电容、稳压电路等来提供稳定的电压。

• 复位电路：AVR单片机上电时需要复位，复位电路可通过连接一个复位电阻和电容实现。

• 晶振电路：AVR单片机需要外接晶振来提供时钟信号，从而进行计时和指令执行。一般需要一个晶振和两个电容组成晶振电路。 2.3 连接方式

在将AVR单片机与其他外部器件连接时，我们可以使用以下几种连接方式：

• GPIO（通用输入输出口）：通过GPIO口可以连接LED、按键等外部设备。需要注意的是，AVR单片机的GPIO口通常需要通过外部上下拉电阻进行稳定。

• UART（通用异步接收和发送串口）：通过UART接口可以连接串口设备，进行数据的接收和发送。

• SPI（串行外设接口）：通过SPI接口可以连接外部SPI设备（如EEPROM、传感器等）。

• I2C（两线式串行总线）：通过I2C总线可以与多种器件（如显示器、温湿度传感器等）通信。 3. 编程环境搭建

3.1 AVR Studio

AVR Studio是Atmel公司提供的一款AVR单片机集成开发环境（IDE），它提供了编写、编译和调试AVR单片机程序的功能。AVR

Studio具有友好的界面和丰富的功能，适合初学者入门。

3.2 AVR编程语言

AVR单片机的编程语言主要有C语言和汇编语言。C语言是一种高级语言，易于学习和使用，可以提高编程效率。汇编语言是一种低级语言，可以直接操作单片机的寄存器和指令，灵活性更高。

3.3 编译与烧录

在编写AVR单片机程序之后，我们需要将其编译成可执行文件，并将其烧录到目标芯片上。编译可以使用AVR Studio等IDE提供的编译器完成，烧录可以使用USB ISP、芯片编程器等设备完成。 4. 基本功知识

4.1 GPIO控制

GPIO（通用输入输出口）是AVR单片机的重要功能之一，它可以实现与外部设备的连接和控制。AVR单片机的GPIO口可以配置为输入和输出，可以通过设置寄存器的值来控制GPIO的电平。

4.2 定时器与计数器

AVR单片机提供了多个定时器与计数器，可以用于实现定时和计数功能。定时器可以用于产生周期性的中断，并用于精确定时。计数器可以用于计数或测量外部事件的频率。

4.3 中断处理

AVR单片机支持中断机制，可以在特定事件发生时中断CPU的正常执行，转而执行相应的中断服务程序。中断处理可以提高系统的实时性和响应效率。 5. 进阶内容

5.1 PWM控制

PWM（脉冲宽度调制）是一种常用的控制方式，可以实现对电机速度、LED亮度等的精确控制。AVR单片机提供了多个PWM输出通道，可以通过设置寄存器的值来控制PWM信号的占空比。

5.2 串口通信

串口通信是一种常用的数据传输方式，可以实现与其他设备（如PC、传感器等）之间的数据交互。AVR单片机提供了UART（通用异步接收和发送串口）接口，可用于串口通信。

5.3 ADC模数转换

ADC（模数转换器）是用于将模拟信号转换为数字信号的设备。AVR单片机提供了ADC模块，可以对模拟信号进行采样和转换，从而实现模拟信号的数字化处理。 6. 实例项目

6.1 LED灯控制

LED灯控制是AVR单片机的入门级项目之一，通过控制单片机的GPIO口，可以实现LED灯的开关和闪烁。

6.2 电机控制

电机控制是AVR单片机的典型应用之一，通过控制单片机的PWM输出口，可以实现对电机的速度和方向控制。

6.3 温湿度监测

温湿度监测是AVR单片机在物联网领域中的应用之一，通过连接温湿度传感器和单片机，可以实时监测环境的温度和湿度，并进行数据处理和上传。 结语

本教程简要介绍了AVR单片机的基础知识和编程技巧，希望对初学者提供一些帮助。在实际使用中，还需要通过学习和实践不断加深对AVR单片机的理解和掌握。祝愿大家在AVR单片机的学习和应用中取得成功！

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ATMEGA128--AVR教程

ATMEGA128--AVR教程

AVR教程（1）：AVR单片机介绍

作者：微雪电子 文章来源： 点击数： 478 更新时间：2008-4-1 23:58:21

AVR，它来源于：1997年，由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术，共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。

AVR单片机特点

每种MCU都有自身的优点与缺点，与其它8-bit MCU相比，AVR 8-bit MCU最大的特点是：

● 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；

● 超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象；

● 快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；

● 作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10mA-20mA灌电流的能力；

● 片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；

● 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；

● 大部分AVR除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。

● 性价比高。

开发AVR单片机，需要哪些编译器、调试器？

软件名称 类型 简介 官方网址

AVR Studio IDE、汇编编译器 ATMEL AVR Studio集成开发环境(IDE)，可使用汇编语言进行开发（使用其它语言需第三方软件协助），集软硬件仿真、调试、下载编程于一体。ATMEL官方及市面上通用的AVR开发工具都支持AVRStudio。

GCCAVR (WinAVR) C编译器 GCC是Linux的唯一开发语言。GCC的编译器优化程度可以说是目前世界上民用软件中做的最好的，另外，它有一个非常大优点是，免费！在国外，使用它的人几乎是最多的。但，相对而言，它的缺点是，使 用操作较为麻烦。

AVR教程第六课

AVR教程第六课

推荐论坛: 推荐网站: 动手学AVR单片机六、流水灯实验 ---基于ATmega64 CEPARK-AVR单片机教程. 技术专家tiankai 原创 专家技术博客地址: /space.php?uid=8160 有技术类问题欢迎去给技术专家留言. 推荐论坛: 收集人:wang1jin 前面已经了解了AVR单片机的一些知识，另外我们也自制了avr单片机的开发工具，现在开始进入实战演练阶段了。在正式开始之前，强烈建议手头准备一份ATmega64单片机的数据手册（中文和英文的最好都准备了），这个数据手册可以直接从网上下载。 在接下来的学习中，我们主要用到的开发工具是编程器，至于仿真器，可以少用或不用。因为我们开始学习的都是一些比较简单、程序量也不大。当程序中出现问题的时候，我们可以采用在程序可能出现问题的地方增加指示的方法来调试（比较常用的方法是在程序的特定地方点亮或者熄灭LED发光二极管，或者在程序中增加串口输出来提示程序的执行结果）。 一、编译软件的使用 编译软件我们采用WINAVR，也就是俗称的GCC。GCC支持项目开发（就是把项目中所有用到的程序、文件放置在一个文件夹中）。在实际的开发过程中我们可以不必每次都创建新项目，可以直接编写源程序，然后保存为.c格式的文件后直接编译运行就可以了。 安装完GCC后，我们可以对编译器进行一些小小的设置，这样可以是我们编写出来的程序更加直观和便于查看。 推荐论坛: 推荐网站: 1、打开WINAVR中的PN(Programmers NotePad），选择菜单“Tools”下面的“Options”选项，出现如下图所示的对话框 、选择“Style”选项中的“Schemes”，开始设置程序中不同代码的显示颜色，首先设置预编译指令的颜色，如下图（颜色可以根据个人喜好设置） 推荐论坛: 推荐网站: 3、然后设置操作符（包括运算符）的颜色，如下图， 推荐论坛: 推荐网站: 4、接下来设置数字的颜色，如下图 推荐论坛: 推荐网站: 5、这些代码中不同代码设置成不同颜色可以帮助我们更加直观的分析程序，同时也便于我们查找错误， 6、设置打印代码时最多打印列数，如下图 推荐论坛: 推荐网站: 7、设置新建文件的缺省类型（默认为.c文件），如下图 推荐论坛: 推荐网站: 8、编译快捷键设置，如下图 推荐论坛: 推荐网站: 9、经过以上设置以后，GCC编译环境已经基本符合我们的使用习惯了。 二、下面开始我们的第一个实验：流水灯 1、在GCC中新建文件并保存为main.c。输入以下程序代码，然后保存为main.c #include //io端口寄存器配置文件，必须包含 #include //GCC中的延时函数头文件 int main(void) //GCC中main文件必须为返回整形值的函数，没有参数 { 推荐论坛: 推荐网站: PORTB = 0Xff; //PORTB输出低电平，使LED熄灭 DDRB = 0XFF; //配置端口PB全部为输出口 while(1) { unsigned char Flow_LED,Delay500ms; //定义流水灯循环次数以及延时时间变量 for(Flow_LED = 0;Flow_LED <= 7;Flow_LED++) //流水灯从0-7总共循环8次 { PORTB = 0xff & (~(1 << Flow_LED)); //每次循环中点亮一个LED for(Delay500ms = 0;Delay500ms < 20;Delay500ms++) //延时500ms { _delay_ms(100); //delay.h中的延时1ms函数 } } } } 2、配置makefile文件，AVR单片机比较麻烦的一点是熔丝位的配置，在我们使用的GCC编译环境中需要配置makefile文件。我们可以使用GCC自带的makefile生成工具MFile来生成makefile文件，也可以从网上（OURAVR网站有个比较详细的makefile文件设置教程）下载一个makefile文件，然后更改其中的内容。makefile文件中主要配置以下几个设置： 单片机型号配置，如下图 推荐论坛: 推荐网站: 时钟频率配置，如下图 编译目标文件名称，如下图 需要添加编译的其他.c文件（这一选项配置在以后用到时会有所讲解，在此可以不必过多关注），如下图 配置好makefile文件后将它和我们刚才编写的程序保存在同一个文件夹下。这是按下快捷键F9或者选择“Tools”菜单下的“make all”选项，对我们刚刚编写的程序进行编译。编译成功后，GCC的下方会出现如下图所示的提示结果 这说明我们的程序编译成功，没有错误，接下来就可以将生成的.hex文件下载到学习板中，就会看到8个数码管轮流点亮了。 关于这个程序的详细讲解以及相关C语言的知识我们下次再讲。 ---------------------------------------------------------------- 最下面给大家介绍几个下载资料的地方: 51学习专区: / 推荐论坛: 推荐网站: USB学习专区: / CAN学习专区: AVR学习专区: / FPGA学习专区: / STM32学习专区: / ARM学习专区: / DSP学习专区: / PIC学习专区: / DIY电子制作专区: / GPS学习专区: / GUI学习专区: / 推荐论坛: 推荐网站: EDA软件学习专区: / 电源学习专区: / ------------------------------------------------------------------

AVR单片机与PIC单片机烧录说明

AVR单片机与PIC单片机烧录说明

AVR单片机与PIC单片机程序烧录说明

1，AVR单片机程序烧录

我们使用的辅助工具是AVR Studio 4和AVR烧录器(JTAGICE

mkll)，下面介绍一下AVR单片机程序烧录的步骤。

a, 将AVR 烧录器通过串口线将开发板连接至电脑，开发板需要

外接电源。

b，打开AVR Studio 4，关闭自动启动的提示窗口。

c，打开烧录器和外接电源

d，点击菜单栏中的“Tools”——点击下拉菜单里的“programmer

AVR——点击右边显示菜单里的”connect”。

e，如果正常连接，就会显示一个设置画面，点击main设置菜单

里设置单片机的型号，点击Fuses设置熔丝位，设置好后别忘了点击

右下角的read键下熔丝的位置，点击program装载编译好的文件，第

一行为.hex文件。

f，文件装载好以后点击相应后面的program键就可以将程序下载

到单片机里面了。

2，PIC单片机程序烧入

我们使用的辅助工具为MPLAB IDE v8.60和MPLAB ICD 2.下面

介绍一下PIC单片机程序烧入的步骤。

a, 现将MPLAB ICD 2通过串口线将开发板连接至电脑。开发板

不需要外接电源

b, 打开MPLAB IDE v8.60，关闭自动启动的窗口。

c, 在菜单栏中点击“Configure”菜单——“Select Device”——

在“Device”中选择我们所需要的单片机类型（例如我们选择：

PIC16F1829）——点击“OK”。

d，点击“Programmer”菜单——“Select Programmer”——选择

“MPLAB ICD 2”。

e，点击“File”菜单——“Import”——选择要烧入的程序文件

——点击菜单栏第三行最右边的“Resert and Connect to ICD”图标—

—点击菜单栏最左边的“Programmer target device”——待output窗

AVR第1讲实例一跑马灯

AVR第1讲实例一跑马灯

实用标准文案

精彩文档 第1讲实例一跑马灯程序

什么是单片机？

定义:单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

特点:它的体积小、质量轻、价格便宜。

应用:单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

其它:学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机的种类多

8位单片机：

51系列（8031,8051,AT89C51/52,AT89S51/52），AVR（ATmega 16/32/128），华邦的W77xx、W78xx系列，Motorola单片机: M68HC11,M68HC12 等等

16位单片机：PIC系列单片机16cxx 16fxx，

32位单片机：32位的单片机像ARM7、ARM9等

AVR芯片入门

AVR单片机有3个档次:

低档Tiny;中档AT90S系列 (正在淘汰或转型到Mega中);

高档ATmega系列AVR单片机: 主要有ATmega8/16/32/64/128（ 存储容量为8/16/32/64/128 KB）等。

ATmeg16，40脚PDIP封装,44脚TQFP封装

实用标准文案

精彩文档

实用标准文案

精彩文档 产品特性

• 高性能、低功耗的 8 位AVR® 微处理器

• 先进的RISC 结构

– 131 条指令 – 大多数指令执行时间为单个时钟周期

– 32个8 位通用工作寄存器

– 全静态工作

– 工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS

– 只需两个时钟周期的硬件乘法器

• 非易失性程序和数据存储器

– 16K 字节的系统内可编程Flash

擦写寿命: 10,000 次

– 具有独立锁定位的可选Boot 代码区

通过片上Boot 程序实现系统内编程

真正的同时读写操作