AVR单片机快速入门：从MCS51到AVR的转换指南

"MCS51向AVR的快速转换指南" 在嵌入式系统开发中，从一个微控制器平台转换到另一个是常见的需求。本文主要关注的是从传统的8位MCS51（51系列）单片机转向Atmel的AVR系列单片机的过程。AVR系列以其高效的RISC（精简指令集计算机）架构和强大的功能吸引了众多开发者。下面将详细介绍AVR相较于MCS51的主要特点和转换过程中需要注意的关键点。 首先，AVR的运行速度显著提升。AVR的机器周期只有1个时钟周期，大多数指令执行都在一个周期内完成，这意味着在相同的时钟频率下，AVR的性能接近MCS51的1MHz时钟速度的1MIPS（每秒百万指令）性能的224倍。例如，一个8MHz的AVR工作起来相当于224MHz的MCS51。 其次，AVR具有独立的程序存储器和数据存储器总线，这允许程序和数据同时读写，提高了执行效率。AVR内部集成了可重复编程的FLASH和EEPROM，支持在系统编程（ISP），使得单片机在生产后还能进行编程、升级或修改，减少了工艺流程和额外的编程设备成本。 AVR还配备了内置的上电复位电路和看门狗定时器，提高了系统可靠性并降低了外围电路复杂度。部分AVR型号与MCS51系列的引脚兼容，如AT90S1200对应AT89C1051，这使得在同一PCB板上切换不同类型的单片机成为可能，增强了设计的灵活性和备货选择性。 在定时/计数器和串口通信方面，AVR的功能也得到了显著增强。其串口波特率发生器不占用定时器资源，为其他应用提供了更多自由。此外，AVR的C语言编译器如ICCAVR6.0支持的标准版提供了更高级的特性，但需要注意的是，不同版本的AVR C编译器可能存在语法差异，转换时需谨慎处理。 在存贮器配置上，AVR的布局与MCS51有所不同。MCS51有三个地址空间，分别由MOV, MOVX, 和MOVC指令访问，而AVR的存贮器分为五个部分： 1. 程序空间：000H~FFFH，通过LPM指令访问。 2. 片内数据存储器：0060H~025FH，使用STS, LDS和ST, LD指令访问。 3. 片外数据存储器：0260H~FFFFH，同样使用STS, LDS和ST, LD指令访问。 4. 32个通用寄存器R0~R31，数据传输使用MOV指令。 5. I/O寄存器：00H~3FH，使用IN和OUT指令访问。 虽然从0000H~005FH的地址在介绍中看似未被使用，但实际这些地址被映射为通用寄存器和I/O寄存器的数据空间地址，确保了高效的数据访问。 从MCS51转向AVR需要理解RISC架构的优势，熟悉新的存储器布局和指令集，并利用其内置特性如ISP和增强的外设功能。在转换过程中，开发者应当注意代码的优化、存储器的管理和I/O操作的差异，以充分利用AVR的强大性能。