1.学习单片机为什么选用avr

1、学习单片机为什么选用 AVR 单片机?育要面向现代化,面向世界,面向未来!创新是一个民族进步的!高科技必须从青少年开始抓起。2003 年青少年科技创新大赛新设专门展区展示青少年机器人创意设计的优秀作品。青少年科技创新大赛(China Adolescents Science & Technology Invention Contest, 简称CASTIC) 由中国科协、教育部、科技部、国家环境保护、国家体育、自然科学基金、共青团、妇联和承办省（区、市）主办，是一项具有 20 年历史的性青少年科技创新和科学研究项目的科技比赛，是目前国内面向在校中小学生规模最大、层次最高且具有示范性和导向性的青少年

2、科技教育活动之一，其根本在于推动青少年科技活动的蓬勃开展，培养青少年的创新精神和实践能力，提高青少年的科技素质，鼓励优秀的涌现。为培养青少年的实践能力和创新精神，把现代化的科学技术引入中小学青少年科技教育活动中，激发广大青少年学习、探索、掌握和运用电子的，提高青少年的科学素质，大赛根据各地开展青少年机器人活动的开设专门展区展示青少年机器人创意设计的优秀作品。大赛情况，从活动开展较好的地区中选择优秀的机器人创意设计作品进行展示。展示的设计作品要有创新性和新颖性，要有良好的功能和完整的演示表演过程，能够完成不同的动作，并有对设计模型的创意、功能和结构等简短介绍的文字说明。最近几届青少年创新大赛中,

3、 利用单片机的创新项目占总项目的比例大幅度增加。这引起人们关注单片机学习的优越性,创新的容易性,可发挥性, 以及单片机作为微控制器(什么东西里都可以嵌进去)的真实含义。人们开始这是提高青少年动手能力、提高学生素质教育的好方法。随着的发展，智能机器人这一的前沿领域也得到了飞速的发展。有，从信息产业的角度看，本世纪第一个 10 年将是智能机器人时代。我国的中小学校应具有教育超前意识。为了适应未来科技社会对培养的需要,中国教育部门制订了首先在普通高中开设“简易机器人制作”课程,在 2004 年秋季试点,在 2007 年推广。电子技术如今迅猛发展,尤其是单片机已广泛地应用于军事、工业、家用电器、智能玩

4、具、便携式智能仪表、机器人制作等领域,使产品功能、精度和质量大幅度提高,且电路简单，故障率低，可靠性高，成本低廉。ATMEL 公司把 51 内核与其擅长的 Flash 制造技术相结合,推出可重复擦写 1 000 次以上且低功耗的 89C51/52/1051/2051 等产品,取代其它 8751 单片机系列,称霸单片机市场数年。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(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速 8 位单片机,简称 AVR。1.1 进入 AVR 单片机门槛

5、低-一线打天下!青少年及单片机初学者,只需一条 ISP 并口线,把编辑、调试通过的程序写入 AVR 单片机。一条 ISP线可开发 AVR 单片机系列中的各种封装的器件,所以进入 AVR 单片机门槛很低,化钱最少,号称一线打天下。1. 可反复擦写且无报废产品AVR 单片机的程序器(存放编写的)是由 Flash器(闪烁器可像闪电一样快地擦写，或称快速擦写)的,可擦写 1 000 次以上。对于新工艺 AVR 器件, 程序器擦写可达 10 000 次以上,不再有报废品产生。而某些其他品种的单片机,只能烧录一次, 不能更改, 烧录错了产品就报废。2. 有多种编程方式AVR 程序可以并行写入(用万用编程器

6、),也可用串行 ISP(通过 PC 机 RS232 口或打印口)编程擦写。也就是说，可以不必将 IC拆下拿到万用编程器上擦写,而直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作即可。这样可方便产品升级。ISP编程是今后单片机编程的发展方向。某些 AVR 单片机具有 Boot 区。在 Boot 区内可以建立自己的管理,对自己进行编程管理。这些包括 ATmega8/16/32/64/128 和 ATmega8515/8535 等。写入新时无需外部器件,通过任何接口都可以进行编程(并行编程器、ISP、JTAG、UART 和自编程等)。学习 AVR 单片机可使用 ISP编程方式(即把 PC 机上编译好的程序写到

7、单片机的程序存储器中), 不需仿真器、编程器、擦抹器、适配器等，即可进行所有 AVR 单片机的开发应用。这可节省很多开发费用。如果有条件,只需化费很少的钱自己也可焊接一条 ISP下(开发所有的 AVR 单片机)。3. 有多种免费编程语言可供选择线,即可一线打天青少年学习单片机用什么语言编程也是的。有一种及大陆生产的指令方法设计的单片机学习板。其优点是：简单易学,适合小学生用；缺点是：不能用于复杂控制,与大专院校中单片机知识的学习不衔接,与现实社会科研应用不能接轨。ATMEL 公司提供的 AVR 单片机的集成环境汇编级开发调试是免费的,模拟调试功能也相当强大。 对单片机初学者来说，可节省不少硬件

8、仿真器的费用。高级 C 语言,ICC AVR C 编译器(.HEX)支持无 SRAM 器件;增加组为 AVR 单片机入门学习这已足够了。模块;ICC Demo 版在 45 天内是完全版, 45 天后转限 2 KB 版。 作还有其他高级语言可供选择: IAR AVR C 编译器，编译器与 AVR 同步设计,支持 C 和 EC+等; CodeViAVR C 编译器，有模块,Demo 版为限 2 KB 版; GNU C 编译器, 网友-AVR，Demo 版为限 2 KB 版。免费版;双龙和中鸣公司开发的机器人图形语言,流程图语言, 只要你会操作电脑, 即使是小学生或仅有小学文化程度, 都可以进行单片

9、机开发应用,以及机器人的创新设计。4. 有多种器件供选择AVR 单片机系列齐全,可适用于各种不同场合的要求。AVR 单片机有 3 个档次: 低档 Tiny 系列 AVR 单片机: 主要有Tiny11/12/13/15/26/28 等;中档 AT90S 系列 AVR 单片机: 主要有 AT90S1200/2313/8515/8535 等; 高档 ATmega 系列 AVR 单片机: 主要有 ATmega8/16/32/64/128（KB）以及 ATmega8515/8535 等。容量为 8/16/32/64/128AVR 器件价格从几元到几十元, 引脚从 8 脚到 64 脚, 还有各种不同封装供

10、选择。5. 有多种开发实验板配合你学习开发双龙电子的 SL-DIY 系列 AVR 单片机积木化开发实验板, 提供了一个廉价的学习 AVR 单片机的软件、硬件开发。通过自己组装单片机实验板硬件,只要接上 PC 机及 5 V 直流电源, 它什么事都能做, 是青少年参加电子大奖赛的廉价工具及助手。双龙电子还有各种配套积木化应用板可供选择: SL-DIY02-1 开发实验板和 SL-DIY02-2 组态开发实验板,可帮助你了解单片机 I/O 口工作原理,学习工控组态方法；SL-DIY02-3 带 A/D 的开发实验板； SL-DIY02-4 为伺服电机(舵机)驱动、通信板；SL-DIY02-5 为万能

11、扩展板；SL-DIY02-6 为积木式轮式机器人驱动、检测板,具有多个红外传感器、光电传感器、接触传感器、稳压滤波电路(912 V)、直流电机及驱动电路、电池匣、接口(收发器为选购件),以及 SL-DIY02-1/3 接口插座等。将 SL-DIY02-1(或 3)开发实验板 插在 SL-DIY02-6 积木式机器人驱动板插座上, 可组成 SL 积木式智能机器人。SL-DIY02-9 伺服电机器人控制板,可开发各种智能机器人(实体机器人与虚拟机器人)。还有各种开发实验板、仿真器可供选择。开发实验板包括 SL-AVR/SL-AVR+/SL-AVRAD/SL-MEGA8；硬件仿真器包括有 ICE-2

12、00 和 JTAG ICE。1.2AVR 是高速单片机一个时钟周期执行一条指令。AVR 是高速单片机!硬件应用哈佛(Harward)结构,具有预取指令功能, 即在执行一条指令时, 预先把下一条指令取进来,使得指令可以在一个时钟周期内执行。多累加器型，数据处理速度快。超功能精简指令!具有 32 个通用工作寄存器, 相当于有32 条立交桥, 可以快速通行。相当多的单片机只有一个累加器, 就像一条独木桥,什么事都要通过累加器, 真是又累又慢,吃力不讨好,速度快不了。AVR 单片机系列中有 128 B4 KB 的 SRAM 静态随机数据器,可灵活使用指令运算, 存放数据。（3） 中断响应速度快。AVR

13、 像 8051 一样,有多个固定中断向量地址,可快速响应中断。（4） 高级C 语言编程效率高。从高级语言 C 代码完成同一任务实例来比较, 8 MHz AVR 单片机的速度相当于 224 MHz 的 80C51 单片机,AVR 比 80C51 快 28 倍。1.3AVR 是低功耗单片机具有休眠省电功能(er Down)及闲置(Idle)低功耗功能。一般耗电在 12.5 mA；对于典型功耗情况,WDT 关闭时为 100 nA,更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低 1.8 V 即可工作。1.4高度，可保护你的科研成果 不可的位加密锁 Lock Bit 技术。 不像有的单片机那样可通过电子显微镜

14、看到位方式Flash。AVR 单片机的位单元深藏于, 无法用电子显微镜看到。 可多次烧写的 Flash，且具有多重可多次更改程序(产品升级)而不必浪费 IC保护锁死(Lock)功能,因此可快速完成产品的商品化,并或电路板,可大大提高产品质量及竞争力。1.5I/O 口功能强、驱动能力大AVR 单片机的 I/O 口是真正的 I/O 口,能正确反映 I/O 口输入/输出的真实情况。I/O 口有输入/输出、三态输入,也可设定拉高电阻作输入端的功能,以便于各种应用所需(多功能 I/O 口) 。工业级产品，具有大电流(灌电流)1040 mA,可直接驱动可控硅 SSR 或继电器, 节省了驱动器件。1.6具有

15、 A/D 转换电路,可用作闭环控制AVR 单片机内带模拟比较器,I/O 口可用作 A/D 转换,可组成廉价的 A/D 转换器。AT90S4434/8535具有 8 路 10 位 A/D;AT90S2333/4433 具有 6 路 10 位 A/D;功能更强的 ATmega128 有 128 KB Flash、4 KBEEPROM、4KB RAM、53 个 I/O 端口、34 个中断源、8 个外中断、SPI、UART、8 路 10 位 A/D 以及 ISP。1.7有的 AVR 单片机可组成零外设元件单片机系统AT90S1200/2343/ATtiny15/ATmega8 等部分 AVR 器件具有

16、RC 振荡器,18 MHz 的工作频率,使该类单片机无外加元器件即可工作。就是一片用。,可谓简单方便，成本又低,更适于作加密器件使1.8AVR 单片机工作可靠性强AVR 单片机可重设启动复位。它有电源开关启动计数器,可将低电平复位(/RESET)直接接到Vcc 端。当电源打开时,由于利用RC 的看门狗定时器 WDT,所以可延迟 MCU 启动执行程序。这种延时使 I/O 口稳定后执行程序,以提高单片机工作的可靠性。某些 AVR 单片机还有复位电压调节功能供选择,适用于单片机使用不源电压的场合。有看门狗定时器实行安全保护,可防止程序走乱(飞),提高了产品的能力。工作电压范围宽(2.76.0 V),

17、电源性强。AT90LXX 为低电压器件，电压为 2.76.0 V；AT90SXX 电压为 4.06.0 V；工作电压范围最低的器件有 ATtiny12/ATmega8,电压己到 1.85.5 V。1.9有功能强大的定时/计数器定时/计数器 T/C 有 8 位和 16 位,可用作比较器。计数器外部中断和(也可用作 D/A)用于控制输出,某些型号的 AVR 单片机有 34 个, 是作电机无级调速的理想器件。1.10有异步、同步串行通讯接口 AVR 单片机有串行异步通讯 UART 接口,不占用定时器和 SPI 同步传输功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般标准整数频率下,而波特率可达 576K。1

18、.11AT90S8515/ATmega8515 具有高达 64 KB 的可扩展外部数据器AT90S8515/ATmega8515 的引脚排列及功能与 8051 相似,即可替代 8051 系列单片机(8751 或 8752)的应用系统。他们之间仅差复位电平,只需对调复位电阻、电容的位置即可。还增加很多新功能,如WDT、A/D 和等1.12具有较大容量EEPROM有可擦写 10 万次的 EEPROM,为掉电后数据的保存带来方便,来电后能记住掉电时的工作状态。EEPROM 容量为 64 B4 KB 。1.13具有JTAG 仿真编程功能ATmega16/32/64/128 等单片机,还具有 JTAG

19、边界扫描(编程功能,大大降低了单片机的开发成本。功能检测,不用仿真头)、仿真和1.14单片机的硬件软化与硬化代替)以及单片机可做到硬件软化(硬件用硬化(用硬件代替)。对于电子设计、电子制作、智能电子和机器人制作等,用 AVR 单片机可以很低的成本来方便、快速、高效地完成。AVR 单片机是目前市场上广泛流行的通用单片机之一, 硬件、齐全。 只要你会操作电脑, 即可进行单片机的学习、开发应用以及机器人的创新制作。AVR 单片机是青少年学习单片机知识以及科研创新开发的好工具,也是机器人制作的最佳选择。若你学会了 AVR 单片机的开发应用,那么当青少年继续升学深造时,不需再从头学起单片机知识。IT 行

20、业就缺少既懂硬件又懂的技术,如果青少年所学的知识能与现实社需接轨,就业问题就很容易解决。附背景资料:中、小学开设机器人课程的意义、必要性、及方法!随着的发展，智能机器人(分实体机器人与虚拟机器人)这一的前沿领域也得到了飞速的发展，有，从信息产业的角度看，本世纪第一个十年将是智能机器人时代。我国的中小学校应具有教育超前意识 ，为了适应未来科技社会对人才培养的需要,中国教育部门制订了首先在普通高中开设“简易机器人制作”课程。一、智能机器人教学实验的必要性和可行性教育今天的超前发展是为以后的经济和社会发展打基础的。为了使现在的学生能够适应未来信息时代的要求，在基础教育内容中及时地增加有关智能机器人知

21、识的教学内容是有必要的。随着智能机器人市场的逐步形成，使得一些为适应青少年普及的智能机器人应运而生，为中、小学开展智能机器人的教学创造了物质条件。随着机器人技术的发展个人机器人将会成为学习、生活、的好伙伴。二、智能机器人具有技术教育价值的原因如下：(1) 技术的综合性。智能机器人集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、人工智能、多技术、通讯技术、网络技术等众多领域的科学与技术知识，没有一种技术比智能机器人更综合。技术的先进性。智能机器人是技术前沿之一，集成了许多领域的先进技术。技术的自我更新性。智能机器人发展的终极目标是类人机器人，需要人类几十年的努力，在此发展过程中

22、，智能机器人能吸收众多技术领域的新发展，从而在本质上保证了智能机器人作为技术教育好的技术自我更新性。能持续走在时代前列，而大多数技术无良(4)机器人项目的等各种能力。 (5)体验性。智能机器人非常便于设计各种创新项目或比赛，学生在实施智能体验过程中培养动手能力、创新力、综合能力、协作能力和激发性。智能机器人创新项目或比赛富有性，互动性,趣味盎然，有效激发学生对技术的。其中（4）、（5）两项特性和新的体验教育模式吻合。其实，智能机器人作为新的技术教育装备本质上支持体验教育模式，也只有采用体验教育模式，教育智能机器能体现真实的教育价值。下面再分析一下智能机器人和技术教育知识上的吻合度。下面为教育部

23、将颁布的“高中技术课程标准”的内容模块。必修基础 2 学分算法与程序设计 2 学分网络技术应用 2 学分选修多应用 2 学分数据管理技术 2 学分人工智能初步 2 学分技术与设计 2 学分电子控制技术 2 学分建筑与其设计 2 学分简易机器人制作 2 学分现代农业技术 2 学分家政与生活动技术 2 学分服装及其设计 2 学分汽车驾驶与保养 2 学分必修选修其中“基础”、“算法与程序设计”、“人工智能初步”、“技术与设计”、“电子控制技术”、“简易机器人制作”等 6 个模块的知识和智能机器人的知识吻合，有将近50的吻合度，这得益于智能机器人的技术综合性。其中“算法与程序设计”、“网络技术应用”、

24、“多应用”、“数据管理技术”、“服装及其设计”、“建筑与其设计” 等 6 个模块的知识和虚拟智能机器人的知识吻合，又有将近 50的吻合度，这得益于虚拟智能机器人的技术综合性。虚拟智能机器人与实体智能机器人结合互动、联动,把 12 个模块的知识和智能机器人的知识吻合，有将近 90以上的吻合度，这得益于智能机器人的技术综合性。根据以上分析，教育智能机器人作为通用技术教育、教育的全新装备在中国即将全面展开的基础教育中将扮演极为重要的角色。三、开展智能机器人教育的目的和意义目的：1.在教学和活动中培养学生的创新精神和实践能力2.探索教育意义：的新途径1.有利于对创造型的培养及提高国民素质与创新能力教育目标的全面实现2.有利于全面党的教育方针,全面实施并推进素质教育3.有利于迎接知识经济的,全面实施科教兴国的4.有利于学生自身创造潜能的生成,促进学生素质的全面发展、和谐发展、创新发展四、“简易机器人制作”提纲单片机技术是计算机技术的一个分支,是简易机器人的元件。日常生活中的 VCD机、DVD 机、数字电视机、自动洗衣机、空调及其等设备都使用着各种各样的单片机,同时在工业控制、智能机器、智能应用。、智能化仪表和仪器等领域,它也得到了广泛通过本模块的学习,学生应该知道单片机和机械传动的基本知识,能设计与制作由单片机和传械等组成的简易自动控制机器或简单的自动控制系