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ATmega16单片机的特点和内部结构解析 来源：工程师周亮•作者：21ic• 2019-09-30 16:32 • 次阅读 • 个评论下面就总结一下AVR单片机ATmega16的主要特点：
（注： 括号内有红色 *x*符号的表示文章下方会有解释/扩展） 1） 采用 RISC 结构的AVR内核单片机。 131 条机器指令， 大多数指令为单个系统时钟周期执行的指令; 32 个 8 位通用工作寄存器; 全静态工作方式（Fully StaTIc OperaTIon）。 （*A*） 工作在 16 MHz 时具有 16 MIPS 的性能。（注：ATmega16L 系列最大工作频率为 8 MHz）; 内部配备有 2 个时钟周期的硬件乘法器。 2）片内自带大容量， 非易失的程序和数据存储器 （*B*） 16KB 在线可编程（ISP，In-System Programming）Flash 程序存储器（擦写次数》10 000）， 采用 Boot load 技术支持IAP（In-ApplicaTIon Programming）功能。 1KB片内 SRAM 数据存储器， 可以实现 3 级锁定的程序加密; 512 字节片内 ISP 的EEPROM 数据存储器（擦鞋次数》100 000）; 3） 片内含JTAG接口 支持符合 JTAG 标准（与IEEE 1149.1 标准兼容）的边界扫描功能， 用于芯片检测; 支持扩展的片内在线调试功能; 可通过 JTAG 接口对片内 Flash， EEPROM， 熔丝位和加密锁定位实现编程; （*C*） 4） 外围接口 2 个带有分别独立和可设置预分频的 8 位定时/计数器; 1 个带有可设置预分频器， 具有比较， 捕捉功能的 16 位定时/计数器; 片内含独立振荡器的实时时钟 RTC; 4 路 PWM 通道; 8 路 10 位 ADC; 面向字节的两线接口 TWI（Two—Wire Serial Interface， 完全兼容 IIC 总线硬件接口）; 1 个可编程， 增强型全双工， 支持同步/异步通信的串行接口 USART; 1 个可工作于主机/从机模式的 SPI （Serial Peripheral Interface Bus）串行接口（支持 ISP 程序）; 片内集成模拟比较器; （*D*） 片内含有可编程的具有独立片内震荡期的看门狗定时器 WDT; 5）其他特点 内含上电复位电路以及可编程的掉电检测复位电路 BOD（Brown-out DetecTIon）; 片内含有 1/2/4/8 MHz 经过标定的， 可校正的 RC 震荡器， 可作为系统时钟使用; 21 种内外部中断源; （*E*） 6 种休眠模式（空闲模式、ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby 模式以及 扩展的Standby 模式）， 支持节电方式工作; 工作电压： ATmega16L 为 2.7~5.5V， ATmega16 为 4.5~5.5V; 运行速度： ATmega16L为 0~8MHz， ATmega16为0~16MHz; 功耗指标： ATmega16L 工作在 1MHz， 3V， 25摄氏度时：典型功耗为 1.1mA，空闲模式为 0.35mA，掉电模式为 《 1uA; 注释A： 全静态工作方式就是时钟停止振荡（而且手册中也说了工作频率是 0~8/16MHz）， 但是寄存器和数据存储器（ATmega16采用的是 SRAM 存储器， 所以不必进行定时刷新）的数据不会丢失。 前提是你电源得存在， 不然就关机了不是？ 注释B： Atmega16 单片机的 Flash 程序存储器空间可以分为两段： 引导程序段（Boot Program Section）和应用程序段（Application Program section）。 两段的读/写保护可以分别通过设置对应的锁定位（Lock Bits）来实现。 在引导程序段内驻留的引导程序中， 可以使用 SPM 指令实现对应用程序段的写操作（即实现 IAP 功能， 使系统能自懂更新系统程序）。 在 AVR 中， 所有的存储空间都是线型的。 SRAM 可以通过 6 种不同的寻址方式进行访问。（分别是： 数据存储器空间直接/间接寻址， 带后增/预减量的数据存储器空间的寄存器间接寻址， 带位移的数据存储器空间的寄存器间接寻址， 数据存储器空间堆栈寄存器 SP 间接寻址）。 注释C： 熔丝是一个保护知识产权的设计。就是在特定的引脚上加上电压，足够的电流，就可以烧断里边的这根熔丝（AVR的熔丝可以多次编程， 并不是 OTP 熔丝），烧断以后，片里的程序就不可以被读出来也不能改写了，只能用来运行。 通过设定和配置 AVR 单片机的熔丝位， 我们就可以使 AVR 具有不同特性的功能组合， 更加适合实际的使用和学习。 出厂时不同熔丝位的设定值是不同的， 一定要注意区分， 熔丝位的配置在 AVR 单片机中非常重要， 配置不好可能会锁死单片机或者不能正常工作; 配置之前一定要对照datasheet 手册仔细核对准; 一定要发篇博客总结学习下。 注释D： 比较器是通过比较两个输入端的电流或电压的大小，在输出端输出不同电压结果的电子元件。比较器常被用于模数转换电路中。 使用 AVR 的模拟比较器就可以构成 ADC 转换器;AVR 单片机在复位后， 模拟比较器是处于允许工作状态的。 如果不使用它， 就把寄存器 ACSR 的 ACD 位设置为 1， 以关闭模拟比较器减少电源消耗; 与其相关的寄存器是 SFIOR 和 ACSR. AVR 的模拟比较器是 AVR 的中断源之一; 注释E： 这 21 个内外部中断源是（按优先级排序）： AVR单片机中断向量区向量号Flash空间地址中断源 中断定义说明 1 $$000RESET外部引脚电平引发的复位， 上电复位， 掉电检测复位， 看门狗复位， JTAG AVR 复位 2 $$002INT0外部中断 0 3 $$004INT1外部中断 1 4 $$006TIMER 2 COMP定时/计数器 2 比较匹配 5 $$008TIMER 2 OVF定时/计数器 2 溢出 6 $$00ATIMER 1 CAPT定时/计数器 1 事件捕捉 7 $$00CTIMER 1 COMPA定时/计数器 1 比较匹配 A 8 $$00ETIMER 1 COMPB定时/计数器 1 比较匹配 B 9 $$010TIMER 1 OVF定时/计数器 1 溢出 10 $$012TIMER 0 OVF定时/计数器 0 溢出 11 $$014SPI STCSPI 串行传输结束 12 $$016USART RXCUSART， 接收结束 13 $$018USART UXREUSART， 数据寄存器空 14 $$01AUSART TXCUSART， 发送结束 15 $$01CADCA/C 转换结束 16 $$01EEE_RDYEEPROM 就绪 17 $$020ANA_COMP模拟比较器 18 $$022TWI两线串行接口 19 $$024INT2外部中断请求 2 20 $$026TIMER 0 COMP定时/计数器 0 比较匹配 21 $$028SPM_RDY保存程序存储器内容就绪 中断向量区大小 = 中断源个数 X 每个中断向量占据字数 其中中断还分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断（AVR 中复位为唯一一个不可屏蔽的中断）。 注释F： AVR 单片机的 I/O 口共 32 个， 分为 4 组端口， 每组 8 个;4 个端口的关键词：AVR 单片机 学习板 开发板 仿真器 编程器 器 线 Atmega16 32 64 128 AVR开发板 AVR学习板 ...2021-11-14 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