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ATMEGA16

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ATMEGA16
ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。

由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

ATmega16 AVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。

所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。

这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。

ATmega16 有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I/O 模块的工作，以降低ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。

本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的。

片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP 串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR 内核之中的引导程序进行编程。

引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(ApplicationFlash Memory)。

在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW 操作。

通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。

ATmega16 具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C 语言编译器、宏汇编、程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。

ATmega16产品特性
高性能、低功耗的8位AVR微处理器
l 先进的RISC 结构
l 131条指令
l 大多数指令执行时间为单个时钟周期
l 32个8位通用工作寄存器
l 全静态工作
l 工作于16MHz时性能高达16MIPS
l 只需两个时钟周期的硬件乘法器
l 非易失性程序和数据存储器
l 16K 字节的系统内可编程Flash，擦写寿命: 10,000次
l 具有独立锁定位的可选Boot代码区，通过片上Boot程序实现系统内编程，真正的同时读写操作
l 512 字节的EEPROM，擦写寿命:100,000次
l 1K字节的片内SRAM
l 可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密
l JTAG 接口( 与IEEE 1149.1 标准兼容)
l 符合JTAG 标准的边界扫描功能
l 支持扩展的片内调试功能
l 通过JTAG 接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程
外设特点
u 两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器
l 一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器
l 具有独立振荡器的实时计数器RTC
l 四通道PWM
l 8路10位ADC，8个单端通道，2个具有可编程增益（1x,10x,或200x）的差分通道
l 面向字节的两线接口
l 两个可编程的串行USART
l 可工作于主机/ 从机模式的SPI 串行接口
l 具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器
l 片内模拟比较器
u 特殊的处理器特点
l 上电复位以及可编程的掉电检测
l 片内经过标定的RC振荡器
l 片内/片外中断源
l 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uI/O和封装
l 32个可编程的I/O口
l 40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装
u 工作电压
l ATmega16L：2.7 - 5.5V
l ATmega16：4.5 - 5.5V
u 速度等级
l、8MHz ATmega16L
l、0-16MHz ATmega16
u、ATmega16L在1MHz,3V,25°C时的功耗
l、正常模式:1.1mA
l、空闲模式:0.35mA
l、掉电模式:<1μA
ATmega16 引脚功能
引脚名称引脚功能说明
VCC电源正
GND电源地
端口A(PA7..PA0)
端口A做为A/D转换器的模拟输入端。

端口A为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。

其输出缓冲器具
ATmega引脚图
有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A处于高阻状态。

端口B(PB7..PB0)
端口B 为8 位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。

其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B 处于高阻状态。

端口B 也可以用做其他不同的特殊功能。

端口C(PC7..PC0)
端口C为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。

其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。

作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。

在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C于高阻状态。

如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TMS)与PC2(TCK)的上拉电阻被激活。

端口C也可以用做其他不同的特殊功能。

端口D(PD7..PD0)
目前，AVR已被广泛用于：
1、空调控制板
2.打印机控制板
3、智能电表
4智能手电筒
5、LED控制屏
5医疗设备
6、GPS
从市场角度看AVR单片机
性价比：AVR大部分型号的性价比较高，性价比表现突出的型号有：atmega48、atmega8、atmega16、atmega169P。

合集下载

atmega16

atmega16


■ B口（PB7～PB0）：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。B口的输出缓冲器具 有双向大电流的驱动能力。当作为输入时，且内部上 拉电阻有效时，如果外部引脚被拉低，B口管脚将输 出电流。在复位过程中，即使还未起振的情况下，B 口仍呈现三态。 B口有第二功能，第二功能的使用方法后续章节 再介绍。
■ 工作在16MHZ时具有16MIPS的性能
■ 片内集成硬件乘法器
片内集成了较大容量的非易失性程序 和数据存储器以及工作寄存器
■ 16K字节的在线可编程Flash ■ 支持在线编程 ■ 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
ATmega16结构
AVR采用了啥佛结构，即程序和数据总线分离，且具有预 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时期内完成。 ATmega16具有16K字节的程序存储器Flash。因为所有的 指令为16位或32位宽，故Flash的结构为8K×16。为了程序 的安全性，Flash存储器空间被分为两部分：引导程序段和 应用程序段，可以通过对相应熔丝位的编程设定，选择是否 需要使用引导程序段以及该段空间的大小。Flash存储器的使 用寿命至少为1000次的擦写循环。
知识回顾与新课引入
1、ROM和RAM的功能是？它们的相同与不同之处？ 2、存储器的分类与特点？ 3、计算机体系结构一般分为哪两种？
ATmega16芯片资源
ATmega16是AVR系列单片机的高档产品之一。
ATmega16结构 ATmega16资源及性能 ATmega16的I/O寄存器 ATmega16引脚 ATmega16系统配置
ATmega16单片机小系统板简介

ATmega16单片机小系统板简介

1.概述本单片机小系统板为一单元实验板，使用一颗基于A VR构架的A Tmega16单片机。

A Tmega16有16KB的程序存储空间，1KB内部SRAM，512B内置EEPROM。

外部共有32个GPIO，一路USART，一路主从SPI，一路I2C，两个8位定时器，一个16位定时器，4通道PWM输出，8路10位AD输入。

还有各种丰富的管脚中断和不同的时钟可供使用。

2.硬件说明1．本单片机小系统板的电源输入电压为DC 2.7--5V，科创课程实验建议使用DC 5V。

2．小系统板上的P1为下载口，可供程序烧录、eeprom数据读写、熔断丝设置。

3．小系统板上的接插件PB、PC、PD分别对应A Tmega16芯片引脚的PB、PC、PD口。

PB、PC、PD口是八位数据端口，可作为通用IO口，也可用作第二功能使用，具体请参见datasheet的相关部分。

4．小系统板上的接插件PA的1-5脚分别连接A Tmega16芯片PA口的PA0-PA4，PA0-PA4是AD转换的模拟电压输入端口，也可作为通用IO口使用。

5．小系统板上的接插件PA的9脚连接A Tmega16芯片的V ref ，10脚接地。

A Tmega16有一个标称值为2.56V的内部基准源，每颗芯片的实际值会有所不同。

6．A Tmega16 PA口的PA5-PA7作为串行数据输出到小系统板上的74HC595上，有二片74HC595驱动4位数码管和4个LED灯。

小系统板上的P2作为串行数据输出总线，可级联74HC595。

7．小系统板上的四个按钮SW1-4分别连接在A Tmega16芯片PC4-7。

按钮RST为复位键。

3.开发环境推荐的入门开发环境为A VR studio 4 + WinA VR，即使用Atmel的免费IDE A VR studio 4和基于gcc的WinA VR编译器。

软件安装这两个软件的安装非常简单，双击之后一路回车即可。

官方下载地址：A VR studio 4：/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725WinA VR：/projects/winavr/files/课程FTP://202.120.39.248也会提供软件包。

Atmega16单片机介绍

Atmega16单片机介绍

Atmega16单片机介绍ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。

由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

ATmega16 AVR 核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。

所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期同时访问两个独立的寄存器。

这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。

ATmega16 有如下特点:16K字节的系统可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，支持片调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP 封装) 的ADC ，具有片振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

工作于空闲模式时CPU 停止工作，而USART、两线接口、A/D 转换器、SRAM、T/C、SPI 端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态； ADC 噪声抑制模式时终止CPU 和除了异步定时器与ADC 以外所有I /O 模块的工作，以降低ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby 模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。

ATmega16寄存器详述

ATmega16寄存器详述


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～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ @ 珠联璧合 xlzhu xlzhu@
ega1 6 寄存器详述 ATm ATmega1 ega16
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表2 端口引脚配置 DDRXn 0 0 0 1 1 PORTXn 0 1 1 0 1 PUD × 0 1 × × I/O 输入 输入 输入 输出 输出 上拉电阻 否 是 否 否 否 说明 I/O 三态输入 I/O 口带上拉电阻输入 高阻态 推免0输出 推免1输出
点，可直接驱动LED、SSR或继电器。 � � 40引脚PDIP封装，44引脚TQFP 封装，与44引脚MLF封装。
工作电压 � � ATmega16L：2.7 - 5.5V ATmega16：4.5 - 5.5V
�
速度等级 � � 0 ~8 MHz ATmega16L 0 ~16 MHz ATmega16
3. I/O 端口 3.1 I/O 端口特性 � � � � 共有PA~PD四组通用I/O口，每组I/O都是8位寄存器。 作为通用数字I/O 使用时，所有AVR I/O 端口都具有真正的读-修改-写功能。 输出缓冲器具有对称的驱动能力，可以输出或吸收大电流，直接驱动LED。 所有的端口引脚都具有与电压无关的上拉电阻。并有保护二极管与VCC 和地相连。
◎输入引脚地址 PINA
BIT PINA 读/写 初始值 7 PINA7 R N/A 6 PINA6 R N/A 5 PINA5 R N/A 4 PINA4 R N/A 3 PINA3 R N/A 2 PINA2 R N/A 1 PINA1 R N/A 0 PINA0 R N/A
5 PB 口寄存器 3. 3.5 ◎数据方向寄存器 DDRB