下面就總結(jié)一下AVR單片機ATmega16的主要特點:

(注: 括號內(nèi)有紅色 *x*符號的表示文章下方會有解釋/擴展)

1) 采用 RISC 結(jié)構(gòu)的AVR內(nèi)核單片機.

131 條機器指令, 大多數(shù)指令為單個系統(tǒng)時鐘周期執(zhí)行的指令;

32 個 8 位通用工作寄存器;

全靜態(tài)工作方式(Fully Static Operation). (*A*)

工作在 16 MHz 時具有 16 MIPS 的性能.(注:ATmega16L 系列最大工作頻率為 8 MHz);

內(nèi)部配備有 2 個時鐘周期的硬件乘法器.

2)片內(nèi)自帶大容量, 非易失的程序和數(shù)據(jù)存儲器 (*B*)

16KB 在線可編程(ISP,In-System Programming)Flash 程序存儲器(擦寫次數(shù)>10 000), 采用 Boot load 技術(shù)支持IAP(In-Application Programming)功能.

1KB片內(nèi) SRAM 數(shù)據(jù)存儲器, 可以實現(xiàn) 3 級鎖定的程序加密;

512 字節(jié)片內(nèi) ISP 的EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器(擦鞋次數(shù)>100 000);

3) 片內(nèi)含JTAG接口

支持符合 JTAG 標準(與IEEE 1149.1 標準兼容)的邊界掃描功能, 用于芯片檢測;

支持擴展的片內(nèi)在線調(diào)試功能;

可通過 JTAG 接口對片內(nèi) Flash, EEPROM, 熔絲位和加密鎖定位實現(xiàn)下載編程; (*C*)

4) 外圍接口

2 個帶有分別獨立和可設(shè)置預(yù)分頻的 8 位定時/計數(shù)器;

1 個帶有可設(shè)置預(yù)分頻器, 具有比較, 捕捉功能的 16 位定時/計數(shù)器;

片內(nèi)含獨立振蕩器的實時時鐘 RTC;

4 路 PWM 通道;

8 路 10 位 ADC;

面向字節(jié)的兩線接口 TWI(Two—Wire Serial Interface, 完全兼容 IIC 總線硬件接口);

1 個可編程, 增強型全雙工, 支持同步/異步通信的串行接口 USART;

1 個可工作于主機/從機模式的 SPI (Serial Peripheral Interface Bus)串行接口(支持 ISP 程序下載);

片內(nèi)集成模擬比較器; (*D*)

片內(nèi)含有可編程的具有獨立片內(nèi)震蕩期的看門狗定時器 WDT;

5)其他特點

內(nèi)含上電復(fù)位電路以及可編程的掉電檢測復(fù)位電路 BOD(Brown-out Detection);

片內(nèi)含有 1/2/4/8 MHz 經(jīng)過標定的, 可校正的 RC 震蕩器, 可作為系統(tǒng)時鐘使用;

21 種內(nèi)外部中斷源; (*E*)

6 種休眠模式(空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及
擴展的Standby 模式), 支持節(jié)電方式工作;

32 個可編程 I/O 口. 封裝方式有:40腳 PDIP 封裝, 44 腳 TQFP 封裝, 與44 腳的 MLF 封裝;(*F*)

工作電壓: ATmega16L 為 2.7~5.5V, ATmega16 為 4.5~5.5V;

運行速度: ATmega16L為 0~8MHz, ATmega16為0~16MHz;

功耗指標: ATmega16L 工作在 1MHz, 3V, 25攝氏度時:典型功耗為 1.1mA,空閑模式為 0.35mA,掉電模式為 < 1uA;

注釋A:

全靜態(tài)工作方式就是時鐘停止振蕩(而且手冊中也說了工作頻率是 0~8/16MHz), 但是寄存器和數(shù)據(jù)存儲器(ATmega16采用的是 SRAM 存儲器, 所以不必進行定時刷新)的數(shù)據(jù)不會丟失. 前提是你電源得存在, 不然就關(guān)機了不是?

注釋B:

Atmega16 單片機的 Flash 程序存儲器空間可以分為兩段: 引導(dǎo)程序段(Boot Program Section)和應(yīng)用程序段(Application Program section). 兩段的讀/寫保護可以分別通過設(shè)置對應(yīng)的鎖定位(Lock Bits)來實現(xiàn). 在引導(dǎo)程序段內(nèi)駐留的引導(dǎo)程序中, 可以使用 SPM 指令實現(xiàn)對應(yīng)用程序段的寫操作(即實現(xiàn) IAP 功能, 使系統(tǒng)能自懂更新系統(tǒng)程序). 在 AVR 中, 所有的存儲空間都是線型的. SRAM 可以通過 6 種不同的尋址方式進行訪問.(分別是: 數(shù)據(jù)存儲器空間直接/間接尋址, 帶后增/預(yù)減量的數(shù)據(jù)存儲器空間的寄存器間接尋址, 帶位移的數(shù)據(jù)存儲器空間的寄存器間接尋址, 數(shù)據(jù)存儲器空間堆棧寄存器 SP 間接尋址).

注釋C:

熔絲是一個保護知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)計。就是在特定的引腳上加上電壓，足夠的電流，就可以燒斷里邊的這根熔絲(AVR的熔絲可以多次編程, 并不是 OTP 熔絲)，燒斷以后，片里的程序就不可以被讀出來也不能改寫了，只能用來運行. 通過設(shè)定和配置 AVR 單片機的熔絲位, 我們就可以使 AVR 具有不同特性的功能組合, 更加適合實際的使用和學習. 出廠時不同熔絲位的設(shè)定值是不同的, 一定要注意區(qū)分, 熔絲位的配置在 AVR 單片機中非常重要, 配置不好可能會鎖死單片機或者不能正常工作; 配置之前一定要對照datasheet 手冊仔細核對準; 一定要發(fā)篇博客總結(jié)學習下.

注釋D:

比較器是通過比較兩個輸入端的電流或電壓的大小，在輸出端輸出不同電壓結(jié)果的電子元件。比較器常被用于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中。 使用 AVR 的模擬比較器就可以構(gòu)成 ADC 轉(zhuǎn)換器;AVR 單片機在復(fù)位后, 模擬比較器是處于允許工作狀態(tài)的. 如果不使用它, 就把寄存器 ACSR 的 ACD 位設(shè)置為 1, 以關(guān)閉模擬比較器減少電源消耗; 與其相關(guān)的寄存器是 SFIOR 和 ACSR. AVR 的模擬比較器是 AVR 的中斷源之一;

注釋E:

這 21 個內(nèi)外部中斷源是(按優(yōu)先級排序):

AVR單片機中斷向量區(qū)向量號Flash空間地址中斷源

中斷定義說明

1 $000RESET外部引腳電平引發(fā)的復(fù)位, 上電復(fù)位, 掉電檢測復(fù)位,
看門狗復(fù)位, JTAG AVR 復(fù)位 2 $002INT0外部中斷 0 3 $004INT1外部中斷 1 4 $006TIMER 2 COMP定時/計數(shù)器 2 比較匹配 5 $008TIMER 2 OVF定時/計數(shù)器 2 溢出 6 $00ATIMER 1 CAPT定時/計數(shù)器 1 事件捕捉 7 $00CTIMER 1 COMPA定時/計數(shù)器 1 比較匹配 A 8 $00ETIMER 1 COMPB定時/計數(shù)器 1 比較匹配 B 9 $010TIMER 1 OVF定時/計數(shù)器 1 溢出 10 $012TIMER 0 OVF定時/計數(shù)器 0 溢出 11 $014SPI STCSPI 串行傳輸結(jié)束 12 $016USART RXCUSART, 接收結(jié)束 13 $018USART UXREUSART, 數(shù)據(jù)寄存器空 14 $01AUSART TXCUSART, 發(fā)送結(jié)束 15 $01CADCA/C 轉(zhuǎn)換結(jié)束 16 $01EEE_RDYEEPROM 就緒 17 $020ANA_COMP模擬比較器 18 $022TWI兩線串行接口 19 $024INT2外部中斷請求 2 20 $026TIMER 0 COMP定時/計數(shù)器 0 比較匹配 21 $028SPM_RDY保存程序存儲器內(nèi)容就緒

中斷向量區(qū)大小 = 中斷源個數(shù) X 每個中斷向量占據(jù)字數(shù)

其中中斷還分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷(AVR 中復(fù)位為唯一一個不可屏蔽的中斷).

注釋F:

AVR 單片機的 I/O 口共 32 個, 分為 4 組端口, 每組 8 個;4 個端口的第一功能是通用的雙向 I/O 口, 每位都要通過指令設(shè)置為獨立的輸入/輸出口. 設(shè)置為輸入時內(nèi)部自帶有上拉電阻, 這些內(nèi)部上拉可以通過編程設(shè)置為有效或者無效. 當輸出高電平時, 可輸出 20mA 的電流, 而當輸出低電平時,可以吸收 40mA 的電流. 因此 AVR 可以直接驅(qū)動數(shù)碼管和 LED 發(fā)光二極管. 另外要注意的就是, AVR 單片在復(fù)位后, 所有的 I/O 口都是默認為輸入方式的, 上拉電阻無效, 即I/O為輸入高阻的三態(tài)狀態(tài). I/O空間為連續(xù)的 64 個 I/O 寄存器空間, 他們分別對應(yīng)單片機各個外圍功能的控制和數(shù)據(jù)寄存器地址. I/O 寄存器空間可使用 I/O 寄存器訪問指令直接訪問, 也可將其映射為通用工作寄存器組后的數(shù)據(jù)存儲器空間, 使用數(shù)據(jù)存儲器訪問指令進行操作. I/O 寄存器空間在數(shù)據(jù)存儲器空間的映射地址為 $020--&05F.

下圖是 AVR 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖: