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1、结构资源及性能寄存器、存储器引脚及封装,第 2 章 ATMEGA16芯片资源,基于AVR RISC的低功耗CMOS的8位高性能单片机。Harvard结构，程序和数据总线分离，具有预取指令功能，即CPU在执行一条指令的同时去取下一条指令，这种模式使得指令可在一个时钟完成。接近1MIPS/MHZ的性能，从而使得设计人员可以在功耗和执行速度之间取得平衡。AVR系列单片机的高档产品之一。,1.ATmega16结构,AVR RISC 结构高性能、低功耗RISC的结构130条指令，大多数为单周期指令328的通用（工作）寄存器+外设控制寄存器工作在16MHz时具有16MIPS的性能片内集成硬件乘法器（执行速
2、度为2个时钟周期）,2.ATmega16 资源及性能,程序和数据存储器、工作寄存器16K字节的在线可编程Flash（擦除次数为10000次）支持在线编程（In-System Programming）1K字节的片内SRAM512字节的在线可编程EEPROM可编程的程序加密位,外围资源2个带预分频器、具有比较、PWM功能的8位定时器/计数器1个带预分频器、具有比较、捕获和PWM功能的16位定时器/计数器1个具有独立振荡器的异步实时时钟（RTC）4个PWM通道8通道10位ADC1个I2C的串行口1个可编程的串行USART接口1个主/从收/发的SPI同步串行接口带片内RC振荡器的可编程看门狗定时器WD
3、T片内模拟比较器,特制的MCU特点上电复位和可编程的欠电压检测电路内部集成了可校准的RC振荡器内部和外部的中断源20个6种休眠模式：空闲模式（Idle）、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、待命模式和外部待命模式,在4MHz、3V、25条件下的功耗工作模式：3.6mA空闲模式：1.0mA掉电模式：0.5AI/O和封装32个可编程的I/O引脚40脚PDIP封装，44脚TQFP封装工作电压2.75.5V（ATmega16L）4.55.5V（ATmega16）运行速度08MHz（ATmega16L）016MHz（ATmega16）,ATMEGA16 寄存器、存储器,3,Flash 程序存储器 A
4、Tmega16具有16K字节的在线编程Flash，用于存放程序指令代码。因为所有的AVR指令为16 位或32 位，故而Flash 组织成8K x 16 位的形式。Flash存储器至少可以擦写10,000次。ATmega16的程序计数器(PC)为13位，因此可以寻址8K 字的程序存储器空间。用SPI 或JTAG 接口实现对Flash 的串行下载。,程序存储器映像,SRAM 数据存储器 前1120 个数据存储器包括了寄存器文件、I/O 存储器及内部数据SRAM。起始的96 个地址为寄存器文件与64 个I/O 存储器，接着是1024 字节的内部数据SRAM。数据存储器的寻址方式分为5 种：直接寻址、
5、带偏移量的间接寻址、间接寻址、带预减量的间接寻址和带后增量的间接寻址。寄存器文件中的寄存器R26 到R31 为间接寻址的指针寄存器。直接寻址范围可达整个数据区。带偏移量的间接寻址模式能够寻址到由寄存器Y 和 Z 给定的基址附近的63 个地址。在自动预减和后加的间接寻址模式中，寄存器X、Y 和Z 自动增加或减少。ATmega16的全部32个通用寄存器、64个I/O寄存器及1024个字节的内部数据SRAM可以通过所有上述的寻址模式进行访问。,SRAM 数据存储器映像,EEPROM 数据存储器 ATmega16 包含512 字节的EEPROM 数据存储器。它是作为一个独立的数据空间而存在的，可以按字
6、节读写。EEPROM 的寿命至少为100,000 次擦除周期。EEPROM 的访问由地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器决定。通过SPI和JTAG及并行电缆下载EEPROM数据的操作。,时钟源 ATmega16芯片有如下几种通过Flash熔丝位进行选择的时钟源。时钟输入到AVR时钟发生器，再分配到相应的模块。缺省时钟 器件出厂时缺省设置的时钟源是1 MHz 的内部RC振荡器，启动时间为最长。这种设置保证用户可以通过ISP 或并行编程器得到所需的时钟源。晶体振荡 XTAL1 与XTAL2 分别为用作片内振荡器的反向放大器的输入和输出，这个振荡器可以使用石英晶体，也可以使用陶瓷谐振器。,ATmega
7、16引脚配置:44引脚的TQFP封装 40引脚的PDIP封装,4.ATmega16 引脚与封装,ATmega16 引脚VCC：工作电源，2.75.5V。GND：地线。A口（PA7PA0）：8位双向I/O口，每一个引脚都有独立可控的内部上拉电阻。A口的输出缓冲器具有双向（输出和吸收）大电流的驱动能力。当作为输入时，且内部上电阻有效时，如果外部引脚被拉低，A口管脚将输出电流。在复位过程中，即使是在系统时钟还未起振的情况下，A口仍呈现为三态。B口（PB7PB0）：8位双向I/O口。C口（PC7PC0）：8位双向I/O口。D口（PD7PD0）：8位双向I/O口。A、B、C、D口均有第二功能，是多功能复用引脚。,/RESRT：复位输入。在该引脚上，一个超过系统规定长度的低电平信号，将引起系统复位。低于系统规定长度的低电平信号脉冲，不能保证可靠复位。XTAL1：内部反转晶振放大器的输入端和向内部时钟操作电路的输入端。XTAL2：内部反转晶振放大器的输出端。AVCC：A/D转换器的电源。当A口被用作ADC时，AVCC应通过一个低通滤波器与VCC连接。在不使用ADC时，该引脚应直接与VCC相接。AREF：A/D转换器的模拟参考电源。,ATmega16 封装PDIP40封装,ATmega16 封装TQFP44封装,
