机器人常用的单片机使用经验（二）

实践经验
A 刚开始看书时，按照书上的电路图连线然后通电调试，但总不成功，将自己的电路和书上的电路仔细对照发现不了问题。原因在于很多书上的电路图都是“简化图”，即省略了一些电路，而这些被省略的电路却关乎系统的运行。比如，当单片机书讲到AD转换电路，给出的电路图多省略了晶振和复位电路，按照AD转换电路图搭出来的系统自然不能运行。
B 51单片机P0口输出信号时需要上拉电阻，我经常忘记加电阻，导致电路不好使。
C 51单片机31引脚需要接正极，以选择采用内部程序存储器。如果忘记给这个引脚以正确的电压，你的单片机可能不能执行程序。


4 应用举例

四 爱好者制作机器人首选 AVR系列单片机

1 简介

AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位一直是衡量单片机性能的重要指标，而AVR单片机是典型高性能单片机。
早期单片机，比如51单片机为了提高可靠性（防止数据误读或跑飞）采用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。例如51单片机需要12个晶振周期才能组成1个机器周期，而且很多指令需要2个机器周期才能执行。AVR单片机的推出，彻底打破这种旧设计格局，废除了机器周期，采用精简指令集，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。AVR单片机在12个晶振周期中能执行12条指令，从这个角度看，如果晶振频率相同，AVR的速度是51的12倍到24倍。
AVR有32个通用寄存器，在进行大量复杂运算时，AVR的32个寄存器可相当于51的32个累加器，克服了51系列单片机只有单一累加器数据处理造成的瓶颈现象，在复杂运算时速度比51快5倍以上。由此可看出，51与AVR相比是多么慢，AVR是多么快。
AVR系列单片机多内部集成了多路AD转换器、电压比较器、ISP、I2C、JTAG总线电路、UART串口、大功率IO口、看门狗等实用电路，并且很多AVR单片机型号有EEPROM、FLASH、SRAM三种存储器，可以实现实时修改程序存储器中的内容，即AVR单片机可以自己修改自己的程序。同时AVR一般能工作在宽电压范围（2.7～6.0V），有的居然可以在1.8V电压下工作。以上这些性能只是AVR众多性能中的一部分，然而已经让51系列单片机望尘莫及了。
如此高性能的单片机价格居然和51单片机差不多，比如ATmega8价格为8元左右，ATmega16在13元左右，这是AVR有极高性价比的真实写照。


2 性能
AVR家族人丁兴旺，包括ATinyAVR（微小型）、低功耗类、ATmegaAVR高中低档5类单片机。它们都基于同一核心技术，但在内部集成的电路多少上有不同。不论你要做电子手表还是视频处理，都有一款合适的AVR单片机能满足你的需要。
本文只列出ATmega16中档单片机的性能：
16KB的FLASH程序存储器；512B的EEPROM；1KB的SRAM；32个快速寄存器；32个大功率IO口；20个中断；2个外部中断口；有SPI、SUART、I2C总线接口；2个8位定时器；1个16位定时器；3个PWM通道；有实时时钟RTC；8个10位AD通道；电压比较器；看门狗；内置时钟振荡器；JTAG接口；ISP在线编程；电压范围为2.7V-5.5V；外部时钟晶振0-16MHz；有PID和多种贴片封装。
AVR的IO口能输出20mA和吸收40mA的电流，不仅可直接驱动LED,甚至可直接驱动微型直流减速电机。而且AVR的IO口可编程设置成输入、输出、高阻态状态，是真正的3态IO口。和51相比使用AVR开发产品你会发 现前所未有的方便和自由。
AVR单片机可上操作系统，比如UCOS2、Linux等，自主编程实现操作系统功能也很容易。
根据任务具体需要选择最合适的单片机，使单片机资源充分利用，使系统性价比达到最高，同时兼顾未来扩展需要，不要一味选用高性能单片机，这就是选单片机的原则。
用ARM+操作系统做超声波测距仪——杀鸡用了牛刀。用AVR中档单片机做机器视觉——有些吃不消。如果把它们调换一下，一切就恰到好处了。