第二章ATmega16芯片资源.ppt

第 章 ATMEGA16芯片资源 本章内容 §2.1.ATmega16结构 §2.2.ATmega16资源及性能 §2.3.ATmega16寄存器、存储器 §2.4.ATmega16引脚及封装 ATmega16是一款基于AVR RISC的低功耗CMOS的8位高性能单片机。 采用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。 ATmega16可以取得接近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。 ATmega16是AVR系列单片机的高档产品之一。 1.ATmega16结构 ATMega16的资源及接口 1、16K的Flash 2、Boot代码区 3、512字节的EEPROM 4、1K的SRAM 5、JTAG接口, 仿真和下载 7、3个带PWM的定时器 8、8路10位的AD转换器 9、UART（异步串口） 10、SPI（同步串口） 11、看门狗 12、TWI（IIC）接口 13、模拟比较器 14、32个通用I/O口 6、支持ISP下载 Mega16的系统结构图 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 32×8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SRAM 512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ADC 1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WDT 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：0.5μA I/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 2.7~5.5V（ATmega16L） 4.5~5.5V（ATmega16） 运行速度 0~8MHz（ATmega16L） 0~16MHz（ATmega16） ATMEGA16 寄存器、存储器 3 Flash 程序存储器 ATmega16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、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，可以按字节读写。 EEPROM 的寿命至少为100,000 次擦除周期。EEPROM 的访