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8 位 AVR 微控制器 ATmega16/ ATmega16L

ATmega16/ ATmega16L 綜述

ATmega16/ ATmega16L 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先進(jìn)的指 令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間,ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz,從而可 以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 AVR  內(nèi)核具有豐富的指令集和  32  個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元 (ALU) 相連接,使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié) 構(gòu)大大提高了代碼效率,并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 ATmega16/ ATmega16L 有如下特點(diǎn):16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力,即RWW), 512 字節(jié) EEPROM,1K 字節(jié) SRAM,32 個(gè)通用 I/O 口線,32 個(gè)通用工作寄存器,用于邊 界掃描的 JTAG 接口,ATmega16/ ATmega16L 支持片內(nèi)調(diào)試與編程,三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 (T/C), 片內(nèi) / 外中斷,可編程串行 USART,ATmega16/ ATmega16L 有起始條件檢測(cè)器的通用串行接口,8 路 10 位具 有可選差分輸入級(jí)可編程增益 (TQFP 封裝 ) 的 ADC ,ATmega16/ ATmega16L 具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定 時(shí)器,一個(gè) SPI 串行端口,以及六個(gè)可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式 時(shí) CPU 停止工作,而 USART、兩線接口、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及 中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；ATmega16/ ATmega16L 掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩,所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之 外都停止工作；ATmega16/ ATmega16L 在省電模式下,異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行,允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn),而其 余功能模塊處于休眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時(shí)終止 CPU 和除了異步定時(shí)器與 ADC 以 外所有 I/O 模塊的工作,以降低 ADC 轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲； Standby 模式下只有晶體或諧 振振蕩器運(yùn)行,ATmega16/ ATmega16L 其余功能模塊處于休眠狀態(tài),使得器件只消耗極少的電流,同時(shí)具有快速 啟動(dòng)能力；擴(kuò)展 Standby 模式下則允許振蕩器和異步定時(shí)器繼續(xù)工作。 ATmega16/ ATmega16L 芯片是以 Atmel 高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi) ISP Flash 允許程序存儲(chǔ)器通 過(guò) ISP 串行接口,或者通用編程器進(jìn)行編程,也可以通過(guò)運(yùn)行于 AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程 序進(jìn)行編程。引導(dǎo)程序可以使用任意接口將應(yīng)用程序下載到應(yīng)用 Flash 存儲(chǔ)區(qū) (Application Flash Memory)。在更新應(yīng)用Flash存儲(chǔ)區(qū)時(shí)引導(dǎo)Flash區(qū)(Boot Flash Memory)的程序繼續(xù) 運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了 RWW 操作。通過(guò)將 8 位 RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 集成在一個(gè) 芯片內(nèi), ATmega16/ ATmega16L 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī),為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而 低成本的解決方案。 ATmega16/ ATmega16L 具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具,包括：C 語(yǔ)言 編譯器、宏匯編、程序調(diào)試 器 / 軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。

ATmega16/ ATmega16L 產(chǎn)品特性

• ATmega16/ ATmega16L 高性能、低功耗的 8 位 AVR 微處理器
• ATmega16/ ATmega16L 先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu)
  –  131 條指令 – 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期
  –  32 個(gè) 8 位通用工作寄存器
  –  全靜態(tài)工作
  –  工作于 16 MHz 時(shí)性能高達(dá) 16 MIPS
  –  只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器
   
• ATmega16/ ATmega16L 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
  –  16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 擦寫壽命 : 10,000 次
  –  具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū) 通過(guò)片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程 真正的同時(shí)讀寫操作
  – 512 字節(jié)的 EEPROM 擦寫壽命 : 100,000 次
  –  1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM
  –  可以對(duì)鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密 JTAG 接口 ( 與 IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)兼容 )
  –  符合 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能
  –  支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能
  –  通過(guò) JTAG 接口實(shí)現(xiàn)對(duì) Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程  
• ATmega16/ ATmega16L 外設(shè)特點(diǎn)
  –  兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器
  –  一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器
  –  具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器 RTC
  –  四通道 PWM
  –  8 路 10 位 ADC
  8 個(gè)單端通道
  TQFP 封裝的 7 個(gè)差分通道
  2 個(gè)具有可編程增益 （1x, 10x, 或 200x）的差分通道
  –  面向字節(jié)的兩線接口
  –  兩個(gè)可編程的串行 USART
  –  可工作于主機(jī) / 從機(jī)模式的 SPI 串行接口
  –  具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器
  –  片內(nèi)模擬比較器
   
• ATmega16/ ATmega16L 特殊的處理器特點(diǎn)
  –  上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)
  –  片內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定的 RC 振蕩器
  –  片內(nèi) / 片外中斷源
  –  6 種睡眠模式 : 空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及 擴(kuò)展的 Standby 模式
   
• ATmega16/ ATmega16L I/O 和封裝
  –  32 個(gè)可編程的 I/O 口
  –  40 引腳 PDIP 封裝 , 44 引腳 TQFP 封裝 , 與 44 引腳 MLF 封裝
   工作電壓 :
  –  ATmega16L：2.7 - 5.5V
  –  ATmega16：4.5 - 5.5V  
• ATmega16/ ATmega16L 速度等級(jí)
  –  0 - 8 MHz ATmega16L
  –  0 - 16 MHz ATmega16
• ATmega16/ ATmega16L 在 1 MHz, 3V, 25°C 時(shí)的功耗
  –  正常模式 : 1.1 mA
  –  空閑模式 : 0.35 mA
  –  掉電模式 : < 1 μA

ATmega16/ ATmega16L 引腳說(shuō)明

VCC：數(shù)字電路的電源 GND：地 端口 A(PA7..PA0) ： 端口 A 做為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。 端口 A 為 8 位雙向 I/O 口,具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特 性,可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí),若內(nèi)部上拉電阻使能,端口被外部電路拉 低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中,即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振,端口 A 處于高阻狀態(tài)。 端口 B(PB7..PB0) ： 端口 B 為 8 位雙向 I/O 口,具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特 性,可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí),若內(nèi)部上拉電阻使能,端口被外部電路拉 低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中,即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振,端口 B 處于高阻狀態(tài)。端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能, 端口 C(PC7..PC0) ： 端口 C 為 8 位雙向 I/O 口,具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特 性,可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí),若內(nèi)部上拉電阻使能,端口被外部電路拉 低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中,即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振,端口  C  處于高阻狀態(tài)。如果 JTAG 接口使能,即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、PC3(TMS) 與 PC2(TCK) 的上拉電阻被激 活。 端口 C 也可以用做其他不同的特殊功能
端口 D(PD7..PD0) ： 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口,具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特
性,可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí),若內(nèi)部上拉電阻使能,則端口被外部電路 拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中,即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振,端口 D 處于高阻狀態(tài)。 端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能. RESET ： 復(fù)位輸 入引腳。持 續(xù) 時(shí)間超過(guò)最 小門限時(shí)間 的低電平將引 起系統(tǒng)復(fù)位持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 XTAL1 ： 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。 XTAL2 ： 反向振蕩放大器的輸出端。 AVCC ： AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。不使用ADC時(shí),該引腳應(yīng)直接與VCC 連接。使用ADC 時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 VCC 連接。 AREF ： A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。

ATmega16/ ATmega16L 定貨型號(hào)

ATmega16/ ATmega16L 技術(shù)支持

1. ATMEL 愛特梅爾 AVR 單片機(jī) ATmega16/ ATmega16L中文技術(shù)資料 DataSheet .pdf
2. ATMEL 愛特梅爾 AVR 單片機(jī) ATmega16/ ATmega16L英文數(shù)據(jù)手冊(cè) DataSheet .PDF
3. ATmega16的Modbus通訊技術(shù)
4. ATmega128的外部并行接口器件擴(kuò)展應(yīng)用
5. 基于ATmega128 的智能閥門 電動(dòng)裝置控制器的設(shè)計(jì) .PDF
6. ATMEL 愛特梅爾半導(dǎo)體公司產(chǎn)品線 .PDF (編號(hào):Atmel Products)
7. Atmel 愛特梅爾AVR 微控制器簡(jiǎn)介.PDF (編號(hào):Tech AVR 000)MLF 32
8. 面向新手的AVR開發(fā)工具,及基本知識(shí).PDF(編號(hào):Tech AVR 001)
9. 使用AVR 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的PWM功能設(shè)計(jì)要點(diǎn) .PDF (編號(hào):Tech AVR 002)