avr单片机晶振(avr单片机和51的区别)
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谈谈你对单片机的认识
从大一的时候在大学图书馆看到关于AVR单片机的书籍，到参加竞赛、工作，我和单片机已经打了六七年的交道了吧。其间我都是在做产品的软件开发，与硬件工程师合作，根据需求选择合适的单片机型号和外围器件，完成代码编写。积累了一点对单片机选型、特点的认识。
所以这篇想谈谈关于单片机特点和选型。
单片机
MCU，微处理器，他有很多名字，但是我还是喜欢叫他单片机，因为他就是单单的一片，没什么其他的模块，一片里面就集成了CPU，RAM、ROM等，冯·诺依曼必有的结构单元。只要外部给他晶振，给他电源，他就能像计算机一样工作起来。高级一点的单片机内部RC就能起振，外部晶振都可以免去，只要外部给个稳定的3.3V，就可以工作。
单片机设备做的可以有多小？看到老外玩的蚊子飞机，就知道了，大学的时候非常的震惊，也是这样，让我对飞行器着迷不已。
听过一个趣闻，就是为什么一个字节是8个BIT，而不是12个？据说是最早的芯片，因为工艺限制了，只能有八个引脚，想要更多的引脚怎么办，多用几个八脚芯片就好了，于是1个字节对应一个芯片，一个芯片的八个脚对应八个比特就顺理成章了。
计算机的技术从来都是往两个方向发展的，一个是计算速度快，资源多，同时可处理的事件多，相对应的，功耗大，体积大。一个就是计算速度慢，资源少，但是价格低廉，体积小，功耗低。
前者所发展而来的就是咱们的计算机，WINDOWS\LINUX操作系统，后者就是单片机系统了，各种嵌入式操作系统。手机的范畴有点迷了，我还是愿意把手机放在单片机系统这个层面来看。
在从业人数规模来看，前者发展出来的计算机，软件编程带动了多少人的就业，我们把这从事这职业的人叫做“码农”，他们的工作就是在前人对计算机一层一层又一层的封装下，进行针对应用的开发。顶层软件层的开发需要，促成JAVA、C#、PYTHON这样的语言出现，这些语言本身不涉及底层，只是调用底层的接口函数。显而易见的，想通过JAVA让计算机主板发出一个方波信号出来，是何等困难，但对应的是用JAVA在通用电脑屏幕上显示一串数字是何等的简单。
后者单片机，开发的人数就不如通用计算机了，单片机资源少，可用的“轮子”少，啥玩意都需要自己自力更生。能快速的发出方波，如果有DDS芯片的话，可以调制出正弦波，等等通用主机模块做不到的功能。更加的自定义！缺陷的话，显而易见的，想通过单片机在屏幕上显示一串HELLOWORLD字符，那得是进阶的人才能做到的咯！
所以单片机软件开发不是“纯软件”开发，也需要对硬件有相当的学习，对数字电路、模拟电路也要了解才行。这一行门槛高，很难速成，一定是慢慢积累~
是否“裸奔”
裸奔，顾名思义就是单片机穿不穿衣服？衣服是啥，操作系统呗！
选单片机的时候，根据需求不同，首先要选此单片机是否需要跑操作系统，还是裸奔。
·当需要用复杂协议栈的时候，操作系统变得非常有用。
例如，希望咱们的单片机可以连互联网，通过网线联网，或者通过WIFI信号联网，那么多半需要运行操作系统，如果不跑操作系统也行，但是工作量很大，不稳定。
工程师需要比方案，咱们比比方案。
1、开源的RTOS几乎都提供TCP/IP协议栈，社区的开源代码经过很多人，很多年的稳定运行。
2、自己写TCP/IP协议栈，嵌入到裸奔工程中，稳定性未知，BUG数量未知。
两个方案肯定选择前者，笔者自己试过在ENC28J60网卡芯片上自己硬刚协议栈，其中艰难不言而喻，到最后还是妥协选择开源社区。
·当需要运行多个复杂任务的时候，操作系统很有用
操作系统提供TASK机制，消息管理机制，如果上位机编程经验的人，对线程会有很深刻的理解，不同的TASK就是不同的线程。有了TASK机制，对任务的管理就会方便的多。好像安卓系统运行起来了，咱们可以用JAVA为他随时增加新功能，下个APK包，安装就好了，对吧。
什么时候，我会选择裸奔单片机？
裸奔有裸奔的好处，笔者怕黑。认为“上位机”开发人员之所以天天加班，有干不完的事，改不完的BUG，最大的原因就是“黑”。黑盒子太多了。黑盒子指的是一个程序块，这个程序块你压根不知道他是怎么实现的，你只知道他提供什么功能，至于自己是不是正确的调用了黑盒子的接口，你只能通过文档去看，然后就不断不断的试错，效率极低。所以很多时候大神上位机开发人员，是对黑盒子（某语言提供的对象、方法）有深刻掌握的人！
裸奔的单片机不一样，如果你愿意，启动时的汇编代码都可以自己写，配置好时钟，配置好各样的寄存器，所有的代码都是你自己写的，出了问题自己找，自己的代码还找不出原因，那就废了。如果你觉得C语言也是黑盒子，为了躲避C语言开发者给你留的坑，你甚至可以用汇编写代码，当然这个我不推荐了，C语言很棒，bug很少。裸奔开发，你眼前唯一的黑盒子就是硬件是如何实现的，也只有硬件能坑你一把。
不言而喻，裸奔的单片机代码，虽然简单，但是所能做的功能也会有局限。
裸奔的话，联网什么的别想了。
所以如果需求比较简单，一定裸奔，需求困难，就跑操作系统。
什么单片机支持操作系统？
理论上，只要ROM/RAM资源足够，所有的单片机都可以执行嵌入式操作系统，但是，不是所有人都有移植操作系统的能力。
新手还是得靠厂家帮你移植操作系统，所以选单片机的时候，得问一下，上网查一下，它支持哪些操作系统？
以TI的CC2640为例，这玩意支持TI自家的嵌入式操作系统TI-RTOS，好用！
裸奔的话，所有单片机都能裸奔，毕竟不穿衣服谁不会啊~
温度特性
注意要看设计产品的工作温度区间，是民用级，还是军工级，有些单片机芯片高低温实验过不了的，会出现代码起飞，内部FLASH莫名丢几个等这些问题，不要等代码写好，送去拿证了，过不了高低温，被老板骂~
低功耗特性
芯片是否有较好的休眠模式，老牌的芯片厂家都非常注重硬件低功耗模式，提出了各种各样的睡眠方式，TI就是把低功耗做的很好的厂家。如果是设计电池供电的产品，一定要考虑低功耗。低功耗更多需要代码去优化，这看一个软件工程师的水平~
一个纽扣电池，产品用一年，那就太牛了！
开发环境
喜欢IAR还是MDK？笔者喜欢IAR多一点，感觉界面很硬朗，MDK的话显得像是在写上位机软件~CORTEXMx系列的单片机多半都是用MDK开发的，STM32算是明星级产品了。TI的产品大多是用IAR。所以哪个开发环境你更熟悉，也可以作为考虑范畴。
芯片是否冷门？
STM32的技术支持是真的多，资料满天飞，所以如果对自己读DATASHEET的能力有所怀疑的话，一定要选类似STM32这样的popular芯片。
选冷门芯片是对自己的很大挑战，你会发现百度问题几乎没人答，你得写英文e-mail给原厂工程师，满心欢喜克服语言困难写完，他也不会理你。你得翻墙去国外论坛找资料。但是一旦你开发好，你会成就感爆棚，也会觉得，单片机不过如此~然后写一些关于这个芯片的CSDN文章，帮助建设社区！
学生的话可以推荐尝试尝试，工作的就算了，都996了别升级007咯~
最近的状态
大学的时候，对单片机，对飞行器的热情，我都在年复一年，日复一日的工作中慢慢淡去了。现在我唯一想的就是努力把产品做好，卖到世界的各个角落，这也算changeworld的一种方式吧~嘿嘿，自己给自己熬点鸡汤，愿明天会好~
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单片机工作的三个基本条件
单片机工作的三个基本条件：
1.单片机供电电源正常。供电电源是单片机工作的首要条件，如果电源都不正常，那单片机肯定不能正常工作，出现电源不正常的情况，主要查找以下几点：（1）电源供电是否正常；（2）芯片是否存在短路现象；（3）芯片的电源管脚是否虚焊或者漏焊；（4）芯片的电源管脚是否有开路现象；
2.单片机复位管教不能出现复位信号。如果单片机一直处于复位状态，那么单片机的程序肯定运行不正常，所以在遇到单片机不能正常工作且电源正常的情况下，就需要测量一下单片机的复位管脚是否有复位信号出现，不同的单片机的复位信号是不同的，例如51单片机的复位信号是高电平，AVR单片机的复位信号是低电平，具体的要根据芯片资料来判断，单片机出现复位的问题，主要查找以下几点：（1）电容选择不合适，建议复位电路以单片机典型电路上使用的参数为主；（2）电阻选择不合适，建议复位电路以单片机典型电路上使用的参数为主；（3）复位信号的位置选取的不对；
3.晶振是否起振…引起晶振起振的原因很多，包括晶振频率选择、电容的选择，如果晶振不起振主要查找以下几点：（1）晶振是否与单片机的典型应用电路上使用的晶振频率不一致；我以前在调试51板子时就曾遇到过将11.0592M晶振错焊为12M晶振，而造成的单片机一直不能正常工作的情况；（2）晶振旁边的晶体负载电容是否焊接正确：：晶体负载电容如果焊接错误，或者焊接短路都有可能造成晶振不起振，单片机不能正常工作。
avr单片机和51的区别
①AVR单片机（ATmega16）的时钟源（晶振、内部RC
等）可以不经过分频直接提供给CPU使用，而51的CPU主频等于晶振的12分频，ATmega16外部提供16M的晶振，所以AVR单片机的运行速度比51单片机的运行速度要快得多，并且AVR单片机可提供内容1M、2M、4M、8M等可变的CUP频率。
②AVR具有超功能精简指令。具有32个通用工作寄存器（相当于8051中的32个累加器，克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象），有128B～4KB个SRAM，可灵活使用指令运算。
③AVRI/O口是真正的双向I/O口，单片机读取外部引脚电平直接通过PINX读取，不需要像51那样先给I/O口全写1操作后才能读取外部引脚电平，使得单片机读取外部数据更容易。
④AVR内部提供丰富的中断及寄存器资源，光外部中断就有3个，定时器有3个，丰富的寄存器资源使得可以设置外部中断的多种触发方式，以及设置内部定时分频系数，丰富的寄存器资源使得可以对AVR的I/O口进行多功能操作
⑤两者的CPU构架以及指令集完全不同，51系列单片机所使用的是CISC指令系统，冯诺依曼结构体系的总线；而AVR系列的单片机则使用的是RISC指令系统，哈佛结构的总线，AVR系列的单片机每个震荡周期处理一条指令，而相应的，51系列的单片机则需要12个震荡周期来完成一条指令的处理。
⑥针对51系列单片机的I/O脚所体现出来的弊端，AVR单片机做了相应的改进，即加入了控制输入或输出的方向寄存器，从而解决了51系列单片机I/O脚位高电平时同为输入和输出的状态。
