ATmega128的外部并行接口器件扩展应用

ATmega128的外部并行接口器件扩展应用ATmega128片内的RAM有4K字节，这在8位单片机中算佼佼者。

因此，设计一般的应用系统，应尽量不采用外部扩展并行器件的设计。

这样不仅方便PCB板的设计，减少PCB板的面积，同时也提高了系统的抗干扰性。

对于必须采用外部并行器件扩展的设计，ATmega128的PORTA（低8位地址线和8位数据线复用）、PORAC（高8位地址线）口提供了并行扩展接口。

尽管并行接口的基本使用原理同一般的单片机相同，但由于ATmega128的结构上的特点，以及其使用了增强型的并行接口，因此在使用并行扩展接口时还需要仔细的设计。

其主要特性有：*外部并行扩展的地址从0x1100开始；*使用外部并行扩展时，应将MCUCR寄存器中的SRE位置“1”，允许外部并行扩展；*可将PORTC口高位不用的地址线释放，作为普通的I/O口使用；*可设置对不同区域采用不同的读写操作时序（加等待），用于配合扩展使用不同时序操作的外部并行器件。

5.5.1 外部扩展RAM存储器的设计下图给出一个外部扩展32K的RAM（6264）的译码参考电路。

图中使用了一片74HC138和与门，与门的输出作为6264的片选信号，其地址空间为0x0000 –0x8FFF。

74HC138其它7个引脚输出用于在地址大于0x9000以上空间扩展其它更多的并行接口器件，每根线选通的地址空间为4K。

由于ATmega128的RAM空间前4352个字节分配给芯片内部的通用寄存器、I/O寄存器和4K 字节的内部SRAM，所以外部并行扩展器件的起始地址是从0x1100开始的（见第二章内容）。

当MCU在对0X0000-0X10FF范围的SRAM地址空间操作时，实际是对芯片内部的SRAM或寄存器操作，尽管会影响地址总线、数据总线和ALE，但此时和不受影响，因此对相应的处在这段地址范围的外部扩展的存储器没有影响。

在图5.6的设计中，实际上已经把6264中地址范围在0x0000-0x0FFF的一段存储单元“移”到ATmega128的RAM地址空间高端0x8000-0x8FFF处。

收稿日期:2008-05-26基金项目:国家863项目 天然气和垃圾填埋气燃烧发电在热气机的应用研究 (2006AA05Z245)作者简介:范伟成(1979 ),男,主要从事嵌入式控制系统的设计;王文良(1981 ),男,主要从事嵌入式控制系统的设计;沈孟良(1971 ),男,研究员,硕士生导师,主要研究方向为自动控制技术。

基于ATm ega128单片机的CAN 总线接口设计及应用范伟成,王文良,沈孟良(上海齐耀动力技术有限公司,上海 201203)摘要:从CAN 总线的工作原理出发,简要阐述了CAN 独立控制器S J A 1000、CAN 收发器T J A 1050和AVR 单片机AT-m eg a128的特点,着重介绍了一种基于该单片机的CAN 总线的硬件接口电路及软件驱动方法。

通过国家863计划项目 天然气和垃圾填埋气燃烧发电在热气机上的应用研究 的实际应用验证了此方案的可行性。

关键词:CAN 总线;ATm ega128单片机;SJ A 1000中图分类号:TP336 文献标识码:A 文章编号:1000-8829(2008)10-0048-03CAN Port Desi gn and Application Based on EmbeddedM icrocontroller ATm ega 128FAN W e-i cheng ,WANG W en -liang ,S HEN M eng -liang(Shangha iM i cropo w er L t d.,Shanghai 201203,Ch i na)Abstrac t :Based on t he pri nc i p l e o f CAN,the feature o f CAN con tro ll er SJ A1000,CAN transce i ver T J A 1050and M C U ATm ega128are i n troduced .Then the CAN hard w are i n terface and the C AN dr i ver so ft w are desi gn me t hod a re focused on .F ina lly t he va li d ity i s proved t hrough t he practical applica tion i n N ati onal 863Schem e Pro j ec t The research on stirli ng eng i ne generator us i ng natura l gas and landfill gas .K ey word s :C AN;ATm ega128;SJ A 10001 CAN 简介CAN,全称为 contro ller area net w ork ,即控制器局域网,最早由德国BOSCH 公司在20世纪80年代末提出,是国际上使用最广泛的现场总线之一。

Atmega128开发板使用说明书概要介绍Atmega128开发板上硬件资源丰富，接口齐全，基本上涵盖了Atmega128单片机所能涉及到的所有功能，可以满足单片机开发工程师和电子爱好者的开发实验的需求，或者高校电子、计算机专业学生的学习实验的需要。

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AVR单片机Atmega128外扩RAM关键字：AVR单片机Atmega128 外扩RAM由于AVR系列单片机采用的是内部外部RAM统一编址，ATmega128工作在非ATmega 103模式时具有4k+256B的包括寄存器文件（通用工作寄存器）、I/O寄存器、扩展I/O寄存器和内部SRAM的连续内部存储空间。

所以在扩展外部RAM时，和内部SRAM地址重叠的外部RAM地址是不能直接访问的。

也就是说扩展的外部RAM每64k要浪费掉内部SRAM那么大的空间（AT90系列如此）。

所幸的是mega系列解决了这一缺点，专门有一个寄存器XMCRB用来解决对与内部SRAM地址空间相同地址的外部RAM访问。

其低三位XMM2 、XMM1 、XMM0三位的设置，决定高位地址线PC口的哪些口线被释放为普通I/O，而不是作为高位地址。

这样就可以巧妙地屏蔽高位，就ATmega128而言，要避开内部的4k+245B空间,注意到,只要所访问的地址范围大于0X1100(且MCUCR,XMCRA设置正确),那么所访问的就是外部RAM空间。

所以在访问小于4k+245B的外部地址时，只要使地址大于0X10FF就可以访问了。

0X1100用二进制表示为：0001，0001，0000，0000，高位地址线PC5、PC6、PC7没有使用到。

在访问的时候就可设置XMCRB的XMM1、XMM0位为1，释放该三根地址线为普通I/O，将其设为输出。

并且输出0；并在外部地址加上一个虚地址以使地址超过0X1100，如此设置，就可以访问外部0X0000～0X10FF空间了。

超出这个空间，CPU就自动将其识别为外部相应的地址了，不用设置XMCRB寄存器（即不需释放任何总线），也不需加虚地址，按照正常外部RAM访问即可。

在此约定所加的虚地址为0X2000，XMCRB寄存器设置为****，*011，所释放的地址线输出0。

表10－0X10FF范围的寄存器状态和寻址范围（略）表2各寻址范围地址线和寄存器状态表（略）表3各寻址范围地址线和寄存器状态表（略）比如要访问外部0X0200地址，用二进制表示为0000，0010，0000，0000。

产品特点•高性能、低功耗的 AVR® 8位微处理器•先进的 RISC 结构–133条指令 – 大多数可以在一个时钟周期内完成–32 x 8 通用工作寄存器 + 外设控制寄存器–全静态工作–工作于16 MHz时性能高达16 MIPS–只需两个时钟周期的硬件乘法器•非易失性的程序和数据存储器–128K 字节的系统内可编程Flash寿命: 10,000次写/擦除周期–具有独立锁定位、可选择的启动代码区通过片内的启动程序实现系统内编程真正的读-修改-写操作–4K字节的EEPROM寿命: 100,000次写/擦除周期–4K 字节的内部SRAM–多达64K字节的优化的外部存储器空间–可以对锁定位进行编程以实现软件加密–可以通过SPI实现系统内编程•JTAG接口(与IEEE 1149.1标准兼容)–遵循JTAG标准的边界扫描功能–支持扩展的片内调试–通过JTAG接口实现对Flash, EEPROM, 熔丝位和锁定位的编程•外设特点–两个具有独立的预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器–两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器–具有独立预分频器的实时时钟计数器–两路8位PWM–6路分辨率可编程（2到16位）的PWM–输出比较调制器–8路10位ADC8个单端通道7个差分通道2个具有可编程增益（1x, 10x, 或200x）的差分通道–面向字节的两线接口–两个可编程的串行USART–可工作于主机/从机模式的SPI串行接口–具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器–片内模拟比较器•特殊的处理器特点–上电复位以及可编程的掉电检测–片内经过标定的RC振荡器–片内/片外中断源–6种睡眠模式: 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–可以通过软件进行选择的时钟频率–通过熔丝位可以选择ATmega103兼容模式–全局上拉禁止功能•I/O和封装–53个可编程I/O口线–64引脚TQFP与 64引脚 MLF封装•工作电压–2.7 - 5.5V ATmega128L–4.5 - 5.5V ATmega128•速度等级–0 - 8 MHz ATmega128L–0 - 16 MHz ATmega128微处理器，具有128K字节的系统BDTIC /ATMEL2ATmega1282467L–AVR–05/04引脚配置Figure 1. ATmega128的引脚综述ATmega128为基于AVR RISC 结构的8位低功耗CMOS 微处理器。