1.1 AVR单片机简介

AVR单片机是Atmel公司推出的一款基于RISC指令架构的高性能、低功耗的8位单片机。所谓精简指令集RISC（Reduced Instruction Set Computer）是20世纪90年代开发出来的，它是综合了半导体集成技术和软件技术性能的新型微处理器架构，是相对于复杂指令集CISC（Complex Instruction Set Computer）而言的。RISC先使用频率通过最高的简单指令、避免复杂指令、采用固定指令长度、减少指令格式和寻址方式等方法来缩短指令周期，提高处理器的运算速度。采用这种RISC结构，使得AVR系列的单片机具备1MIPS/MHz的高速处理能力。

AVR单片机的快速存取寄存器文件由32个通用寄存器组成。32个寄存器全部直接与运算逻辑单元（ALU）相连，每一个寄存器都可以代替累加器工作。这使得微处理器可以在执行当前指令时取出要执行的下一条指令，从而避免了传统的累加器结构造成累加器和存储器之间的数据传输瓶颈效应，提高了系统性能。

在传统的CISC结构中，单片机外部振荡器的时钟被分频降低到内部执行周期。AVR单片机没有对外部时钟分频，它用一个时钟周期来执行一条指令。

AVR单片机采用哈佛（Harvard）总线结构，程序存储器和数据存储器是分开的。微处理器直接访问全部程序存储器和数据存储器。

Atmel公司将高密度、非易失性存储器技术运用在了AVR单片机上面，使得AVR单片机都具有ISP（In System Programming）的功能。即使在程序运行时，也可以对系统进行重新编程。

Atmel公司在AVR高端产品ATmega系列部分单片机中还集成了在线调试单元，通过JTAG即可实现在线调试和程序下载功能。这使得AVR单片机成为一种能满足多种需求的高灵活性和低成本的高速微处理器。

AVR单片机除了支持汇编语言编程外还支持C和Basic等高级语言编程。采用高级语言对系统开发是单片机应用发展的一个趋势。采用高级语言编程能有效地进行系统的开发和程序的移植。