avr單片機(jī)課件

1、2021/6/161一一 . AVR單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 介紹單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成，使大家對單片機(jī)芯片的介紹單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成，使大家對單片機(jī)芯片的內(nèi)部硬件有基本了解和認(rèn)識(shí)。掌握了單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組內(nèi)部硬件有基本了解和認(rèn)識(shí)。掌握了單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成，對學(xué)習(xí)、了解任何一種類型單片機(jī)的工作原理，編寫單成，對學(xué)習(xí)、了解任何一種類型單片機(jī)的工作原理，編寫單片機(jī)的系統(tǒng)軟件以及和設(shè)計(jì)外圍電路都是非常重要的。片機(jī)的系統(tǒng)軟件以及和設(shè)計(jì)外圍電路都是非常重要的。 以以ATmega16ATmega16為主線，介紹和講述為主線，介紹和講述AVRAVR單片機(jī)內(nèi)核的基單片機(jī)內(nèi)核的基本結(jié)構(gòu)、引腳功能

2、、工作方式等。本結(jié)構(gòu)、引腳功能、工作方式等。 2021/6/162單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu) 集成了構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最基本的單元集成了構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最基本的單元 操作管理寄存器功能是管理、協(xié)調(diào)、控制和操作單片機(jī)芯片中的各功能單操作管理寄存器功能是管理、協(xié)調(diào)、控制和操作單片機(jī)芯片中的各功能單元的使用和運(yùn)行。元的使用和運(yùn)行。( (狀態(tài)寄存器、控制寄存器、方式寄存器、數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)寄存器、控制寄存器、方式寄存器、數(shù)據(jù)寄存器) ) 2021/6/163二二. ATmega16. ATmega16單片機(jī)的組成單片機(jī)的組成 AVRAVR單片機(jī)是一種基于增強(qiáng)單片機(jī)是一種基于增強(qiáng)RIS

3、CRISC結(jié)構(gòu)的、低功耗、結(jié)構(gòu)的、低功耗、CMOSCMOS技技術(shù)、術(shù)、8 8位微控制器位微控制器(Enhanced RISC Microcontroller)(Enhanced RISC Microcontroller)，目前有，目前有TinyTiny、MegaMega兩個(gè)系列兩個(gè)系列5050多種型號。它們的功能和外部的引腳各多種型號。它們的功能和外部的引腳各有不同，小到有不同，小到8 81212個(gè)引腳，多到個(gè)引腳，多到100100個(gè)引腳，但它們內(nèi)核的基個(gè)引腳，但它們內(nèi)核的基本結(jié)構(gòu)是一樣的，指令系統(tǒng)相容。本結(jié)構(gòu)是一樣的，指令系統(tǒng)相容。 2021/6/164AVR單片機(jī)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)單片機(jī)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)

4、 2021/6/16532個(gè)通用工作寄存器中，有個(gè)通用工作寄存器中，有6個(gè)寄存器可以合并成為個(gè)寄存器可以合并成為3個(gè)個(gè)16位的，位的，用于對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間進(jìn)行間接尋址的間接地址寄存器（存放用于對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間進(jìn)行間接尋址的間接地址寄存器（存放地址指針），以實(shí)現(xiàn)高效的地址計(jì)算。這地址指針），以實(shí)現(xiàn)高效的地址計(jì)算。這3個(gè)個(gè)16位的間接地址位的間接地址寄存器稱為：寄存器稱為：X寄存器寄存器，Y寄存器和寄存器和Z寄存器寄存器。其中。其中Z寄存器還寄存器還能作為間接尋址程序存儲(chǔ)器空間的地址寄存器，用于在能作為間接尋址程序存儲(chǔ)器空間的地址寄存器，用于在Flash程序存儲(chǔ)器空間進(jìn)行查表等操作。程序存儲(chǔ)器空間

5、進(jìn)行查表等操作。 ATmega16ATmega16單片機(jī)的單片機(jī)的FlashFlash程序存儲(chǔ)器空間可以分成兩段：程序存儲(chǔ)器空間可以分成兩段：引導(dǎo)引導(dǎo)程序段（程序段（Boot program sectionBoot program section）和應(yīng)用程序段）和應(yīng)用程序段（Application program sectionApplication program section）。兩個(gè)段的讀寫保護(hù)可以）。兩個(gè)段的讀寫保護(hù)可以分別通過設(shè)置對應(yīng)的鎖定位（分別通過設(shè)置對應(yīng)的鎖定位（Lock bitsLock bits）來實(shí)現(xiàn)。在引導(dǎo)程）來實(shí)現(xiàn)。在引導(dǎo)程序段內(nèi)駐留的引導(dǎo)程序中，可以使用序段內(nèi)駐留的

6、引導(dǎo)程序中，可以使用SPMSPM指令，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用程指令，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用程序段的寫操作（實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用自編程序段的寫操作（實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用自編程IAPIAP功能，使系統(tǒng)能夠自己功能，使系統(tǒng)能夠自己更新系統(tǒng)程序）。更新系統(tǒng)程序）。2021/6/166典型典型AVR芯片芯片ATmega16特點(diǎn)特點(diǎn) （1）采用先進(jìn)RISC結(jié)構(gòu)的AVR內(nèi)核 （2）片內(nèi)含有較大容量的非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（3）片內(nèi)含JTAG接口 （4）外圍接口 （6）寬電壓、高速度、低功耗（5）其它的特點(diǎn)片內(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；片內(nèi)含有1M/2M/4M/8M，經(jīng)過標(biāo)定的、可校正的RC振蕩器，可作為系統(tǒng)時(shí)鐘使用；多達(dá)2

7、1個(gè)各種類型的內(nèi)外部中斷源；有6種休眠模式支持省電方式工作； 2021/6/1672個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的8位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器；1個(gè)帶有可設(shè)置預(yù)分頻器、具有比較、捕捉功能的個(gè)帶有可設(shè)置預(yù)分頻器、具有比較、捕捉功能的16位定時(shí)位定時(shí)器器/計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器；片內(nèi)含獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘片內(nèi)含獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC；4路路PWM通道；通道；8路路10位位ADC面向字節(jié)的兩線接口面向字節(jié)的兩線接口TWI（兼容（兼容I2C硬件接口）；硬件接口）；1個(gè)可編程的增強(qiáng)型全雙工的，支持同步個(gè)可編程的增強(qiáng)型全雙工的，支持同步/異步通信的串行接異步通信的串行接

8、口口USART；1個(gè)可工作于主機(jī)個(gè)可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的從機(jī)模式的SPI串行接口（支持串行接口（支持ISP程序下程序下載）；載）；片內(nèi)模擬比較器；片內(nèi)模擬比較器；內(nèi)含可編程的，具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的看門狗定時(shí)器內(nèi)含可編程的，具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的看門狗定時(shí)器WDT；2021/6/168 外部引腳與封裝外部引腳與封裝40腳雙列直插PDIP、44腳方形的TQFP和MLF形式（貼片形式）。 2021/6/169三三. ATmega16. ATmega16內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1.AVR CPU1.AVR CPU部分部分ALUALU運(yùn)算邏輯單元、運(yùn)算邏輯單元、3232個(gè)個(gè)8 8位快速訪問通用寄存器位快速訪問

9、通用寄存器組（寄存器文件）、程組（寄存器文件）、程序計(jì)數(shù)器序計(jì)數(shù)器PCPC、指令寄存、指令寄存器、指令譯碼器。器、指令譯碼器。2.2.程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器FlashFlash。3.3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAMRAM和和EEPROMEEPROM。4.4.各種功能的外圍接口、各種功能的外圍接口、I/OI/O，以及與它們相關(guān)的，以及與它們相關(guān)的數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)寄存數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)寄存器等。器等。2021/6/16102021/6/1611 ATmega16的片內(nèi)含有的片內(nèi)含有4種頻率（種頻率（1/2/4/8M）的）的RC振蕩源，振蕩源，可直接作為系統(tǒng)的工作時(shí)鐘使用?？芍苯幼鳛橄到y(tǒng)的工作時(shí)鐘使用。

10、為為ATmega16提供系統(tǒng)時(shí)鐘源時(shí)，有三種主要的選擇：提供系統(tǒng)時(shí)鐘源時(shí)，有三種主要的選擇：（1）直接使用片內(nèi)的）直接使用片內(nèi)的1/2/4/8M的的RC振蕩源；振蕩源；（2）在引腳）在引腳XTAL1和和XTAL2上外接由石英晶體和電容組成的諧上外接由石英晶體和電容組成的諧振回路振回路,配合片內(nèi)的配合片內(nèi)的OSC（Oscillator）振蕩電路構(gòu)成的振蕩源；）振蕩電路構(gòu)成的振蕩源； （3）直接使用外部的時(shí)鐘源輸出的脈沖信號）直接使用外部的時(shí)鐘源輸出的脈沖信號2021/6/1612存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 AVR單片機(jī)在片內(nèi)集成了單片機(jī)在片內(nèi)集成了Flash程序存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、SRAM數(shù)據(jù)存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和儲(chǔ)

11、器和EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 三個(gè)存儲(chǔ)器空間互相獨(dú)立，物理結(jié)構(gòu)也不同。三個(gè)存儲(chǔ)器空間互相獨(dú)立，物理結(jié)構(gòu)也不同。 程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器為閃存存儲(chǔ)器為閃存存儲(chǔ)器Flash，以，以16位（字）為一個(gè)存儲(chǔ)位（字）為一個(gè)存儲(chǔ)單元，作為數(shù)據(jù)讀取時(shí)，以字節(jié)為單位，而擦除、寫入則是以單元，作為數(shù)據(jù)讀取時(shí)，以字節(jié)為單位，而擦除、寫入則是以頁為單位的（不同型號頁為單位的（不同型號AVR單片機(jī)一頁的大小也不同）。單片機(jī)一頁的大小也不同）。 SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是以是以8位（字節(jié)）為一個(gè)存儲(chǔ)單元，編址位（字節(jié)）為一個(gè)存儲(chǔ)單元，編址方式采用與工作寄存器組、方式采用與工作寄存器組、I/O寄存器和寄存器

12、和SRAM統(tǒng)一尋址的方式統(tǒng)一尋址的方式 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是以是以8位（字節(jié)）為一個(gè)存儲(chǔ)單元，位（字節(jié)）為一個(gè)存儲(chǔ)單元，對其的讀寫操作都以字節(jié)為單位。對其的讀寫操作都以字節(jié)為單位。 2021/6/1613I/O端口端口 ATmega16有四個(gè)有四個(gè)8位的雙向位的雙向I/O端口端口PA、PB、PC、PD，它們對外對應(yīng)它們對外對應(yīng)32個(gè)個(gè)I/O引腳，每一位都可以獨(dú)立地用于邏輯信引腳，每一位都可以獨(dú)立地用于邏輯信號的輸入和輸出。號的輸入和輸出。 AVR大部分的大部分的I/O端口都具備雙重功能，分別同片內(nèi)的各種端口都具備雙重功能，分別同片內(nèi)的各種不同功能的外圍接口電路組合成一些可以完成特

13、殊功能的不同功能的外圍接口電路組合成一些可以完成特殊功能的I/O 口，如口，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬比較器、捕捉器定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬比較器、捕捉器等。等。 輸出時(shí)輸出時(shí), ,每個(gè)引腳可供出達(dá)每個(gè)引腳可供出達(dá)20mA20mA的驅(qū)動(dòng)電流。的驅(qū)動(dòng)電流。輸入時(shí)，每個(gè)引腳可吸納最大為輸入時(shí)，每個(gè)引腳可吸納最大為40mA40mA的電流。的電流?？芍苯域?qū)動(dòng)發(fā)光二極管可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LEDLED（一般（一般LEDLED的驅(qū)動(dòng)電流為的驅(qū)動(dòng)電流為10mA10mA左右）左右）和小型繼電器。和小型繼電器。 2021/6/1614四四. 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址空間存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址空間 1.支持支持IS

14、P的的Flash程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器 AVR單片機(jī)包括單片機(jī)包括1K128K字節(jié)的片內(nèi)支持字節(jié)的片內(nèi)支持ISP的的Flash程程序存儲(chǔ)器。（序存儲(chǔ)器。（16K） Flash存儲(chǔ)器的使用壽命最少為存儲(chǔ)器的使用壽命最少為1萬次寫萬次寫/擦循環(huán)。擦循環(huán)。ATmega16單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器為單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器為8K 16（16K 8），程序計(jì)數(shù)器），程序計(jì)數(shù)器PC寬寬為為13位，以此來對位，以此來對8K字程序存儲(chǔ)器地址進(jìn)行尋址。字程序存儲(chǔ)器地址進(jìn)行尋址。 地址空間從地址空間從$000開始開始 2021/6/16152. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM空間空間 全部共全部共11201120個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址

15、為線性編址個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址為線性編址, ,前前9696個(gè)地址為寄存器組個(gè)地址為寄存器組. .3232個(gè)個(gè)8 8位通用寄存器位通用寄存器: : SRAM數(shù)據(jù)地址空間數(shù)據(jù)地址空間$0000$001F ， I/OI/O寄存器（寄存器（6464個(gè)個(gè)8 8位位I/OI/O寄存器），寄存器），分配在分配在SRAMSRAM數(shù)據(jù)地址空間的數(shù)據(jù)地址空間的$0020$0020$005F$005F。10241024個(gè)地址是片內(nèi)數(shù)據(jù)個(gè)地址是片內(nèi)數(shù)據(jù)SRAMSRAM，地址空間占用，地址空間占用$0060$0060$045F$045F。 ATmega16不支持外部不支持外部SRAM擴(kuò)展擴(kuò)展 2021/6/16163.內(nèi)部

16、內(nèi)部EEPROM 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 AVR系列單片機(jī)還包括系列單片機(jī)還包括64B4K字節(jié)的字節(jié)的EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 它們被組織在一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間中。這個(gè)數(shù)據(jù)空間采用單字它們被組織在一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間中。這個(gè)數(shù)據(jù)空間采用單字節(jié)讀寫方式。節(jié)讀寫方式。EEPROM 的使用壽命至少為的使用壽命至少為 10萬次寫萬次寫/擦循環(huán)。擦循環(huán)。 ATmega16的的EEPROM容量是容量是512字節(jié)，地址范圍為字節(jié)，地址范圍為$0000$01FF。 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用于存放一些需要掉電保護(hù)，而且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可用于存放一些需要掉電保護(hù)，而且比較固定的系統(tǒng)參數(shù)、表格等。比較固定的系統(tǒng)參數(shù)、表格等

17、。2021/6/1617五五. 通用寄存器組與通用寄存器組與I/O寄存器寄存器 1. 通用寄存器組通用寄存器組 2021/6/1618 AVR寄存器組最后的寄存器組最后的6個(gè)寄存器個(gè)寄存器R26R31具有特殊的功能，具有特殊的功能，這些寄存器每兩個(gè)合并成一個(gè)這些寄存器每兩個(gè)合并成一個(gè)16位的寄存器，作為對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器位的寄存器，作為對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（使用空間（使用X、Y、Z）以及程序存儲(chǔ)器空間（僅使用）以及程序存儲(chǔ)器空間（僅使用Z寄存器）寄存器）間接尋址的地址指針寄存器。間接尋址的地址指針寄存器。 2021/6/16192. I/O寄存器寄存器 2021/6/16202021/6/1621202

18、1/6/1622 AVR系列單片機(jī)所有系列單片機(jī)所有I/O口及外圍接口的功能和配置均通過口及外圍接口的功能和配置均通過I/O寄存器的進(jìn)寄存器的進(jìn)行設(shè)置和使用。行設(shè)置和使用。CPU訪問訪問I/O寄存器用兩種不同的方法，寄存器用兩種不同的方法，1.對對I/O寄存器訪問的寄存器訪問的IN、OUT專用指令專用指令 2.用對用對SRAM訪問的指令。訪問的指令。 2021/6/1623狀態(tài)寄存器和堆棧指針寄存器狀態(tài)寄存器和堆棧指針寄存器 1狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器SREG2堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器SP通常初始化時(shí)將通常初始化時(shí)將SP的指針設(shè)在的指針設(shè)在SRAM最高處最高處 2021/6/1624六六. A

19、Tmega16單片機(jī)的工作狀態(tài)單片機(jī)的工作狀態(tài) AVR AVR單片機(jī)的工作狀態(tài)通常包括：單片機(jī)的工作狀態(tài)通常包括： 復(fù)位狀態(tài)復(fù)位狀態(tài) 正常程序執(zhí)行工作狀態(tài)正常程序執(zhí)行工作狀態(tài) 休眠節(jié)電工作狀態(tài)休眠節(jié)電工作狀態(tài) 程序運(yùn)行代碼下載的編程程序運(yùn)行代碼下載的編程 熔絲位的配置。熔絲位的配置。 2021/6/16251. AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng) 采用了在采用了在ATmega16ATmega16引腳引腳XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2上外接由石英上外接由石英晶體和電容組晶體和電容組成的諧振回路，成的諧振回路，并配合片內(nèi)的并配合片內(nèi)的OSCOSC（OscillatorOscillat

20、or）振蕩電路構(gòu)成振蕩電路構(gòu)成的振蕩源作為的振蕩源作為系統(tǒng)時(shí)鐘源系統(tǒng)時(shí)鐘源的 簡單的電路是直接使用片內(nèi)的簡單的電路是直接使用片內(nèi)的4M的的RC振蕩源，這樣就可以將振蕩源，這樣就可以將C1、C2、R2和和4M晶體省掉，引腳晶體省掉，引腳XTAL1和和XTAL2懸空，懸空，(精準(zhǔn)度、溫度變化的影響）。精準(zhǔn)度、溫度變化的影響）。 2021/6/16262. AVR的復(fù)位源和復(fù)位方式的復(fù)位源和復(fù)位方式ATmega16單片機(jī)共有單片機(jī)共有5個(gè)復(fù)位源，它們是個(gè)復(fù)位源，它們是：1. 上電復(fù)位。上電復(fù)位。當(dāng)系統(tǒng)電源電壓低于上電復(fù)位當(dāng)系統(tǒng)電源電壓低于上電復(fù)位門限門限Vpot時(shí)，時(shí)，MCU復(fù)位。復(fù)位。2. 外部復(fù)

21、位外部復(fù)位。當(dāng)外部引腳。當(dāng)外部引腳RESET為低電平，為低電平，且低電平持續(xù)時(shí)間大于且低電平持續(xù)時(shí)間大于1.5us時(shí)，時(shí)，MCU復(fù)位。復(fù)位。3. 掉電檢測（掉電檢測（BOD）復(fù)位。）復(fù)位。BOD使能時(shí)，且使能時(shí)，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限（電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限（4.0v或或2.7v）時(shí)，時(shí)，MCU復(fù)位。復(fù)位。4. 看門狗復(fù)位?？撮T狗復(fù)位。WDT使能時(shí)，并且使能時(shí)，并且WDT超時(shí)超時(shí)溢出時(shí)，溢出時(shí)，MCU復(fù)位。復(fù)位。5. JTAG AVR復(fù)位。復(fù)位。當(dāng)使用當(dāng)使用JTAG接口時(shí)，可接口時(shí)，可由由JTAG口控制口控制MCU復(fù)位。復(fù)位。2021/6/16271上電復(fù)位上電復(fù)位AVR內(nèi)部含有

22、上電復(fù)位內(nèi)部含有上電復(fù)位POR(Power_on Reset)電路電路無論何時(shí)，只要無論何時(shí)，只要Vcc低于檢低于檢測電平測電平Vpot時(shí)，器件進(jìn)入時(shí)，器件進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位狀態(tài)。 2外部復(fù)位外部復(fù)位外部復(fù)位是由外加在外部復(fù)位是由外加在RESET引腳上的低電平將產(chǎn)生的。當(dāng)引腳上的低電平將產(chǎn)生的。當(dāng)RESET引腳被拉低于引腳被拉低于Vrst的時(shí)間大于的時(shí)間大于1.5s時(shí)既觸發(fā)復(fù)位過程時(shí)既觸發(fā)復(fù)位過程 2021/6/16283掉電檢測（掉電檢測（BOD）復(fù)位）復(fù)位ATmega16有一個(gè)片內(nèi)的有一個(gè)片內(nèi)的BOD（ Brown-out Detection）電源檢測）電源檢測電路，用于在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對系統(tǒng)

23、電壓電路，用于在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對系統(tǒng)電壓VCC的檢測，并同一個(gè)固定的檢測，并同一個(gè)固定的閾值電壓相比較。的閾值電壓相比較。BOD檢測閾值電壓可以通過檢測閾值電壓可以通過BODLEVEL熔熔絲位設(shè)定為絲位設(shè)定為2.7V或或4.0V。BOD檢測閾值電壓有遲滯效應(yīng)，以避免檢測閾值電壓有遲滯效應(yīng)，以避免系統(tǒng)電源的尖峰毛刺誤觸發(fā)系統(tǒng)電源的尖峰毛刺誤觸發(fā)BOD檢測器。閾值電平的遲滯效應(yīng)可檢測器。閾值電平的遲滯效應(yīng)可以理解為：上閾值電壓以理解為：上閾值電壓VBOT+ = VBOT + VHYST/2，下閾值電，下閾值電壓壓VBOT- = VBOT - VHYST/2。2021/6/16294看門狗復(fù)位看門狗復(fù)位

24、ATmega16片內(nèi)還集成一個(gè)獨(dú)立的看門狗定時(shí)器片內(nèi)還集成一個(gè)獨(dú)立的看門狗定時(shí)器WDT。該。該WDT由片內(nèi)獨(dú)立的由片內(nèi)獨(dú)立的1M振蕩器提供時(shí)鐘信號，并且可用專用的熔絲位振蕩器提供時(shí)鐘信號，并且可用專用的熔絲位或由用戶通過指令控制或由用戶通過指令控制WDT的啟動(dòng)和關(guān)閉，以及設(shè)置和清零計(jì)的啟動(dòng)和關(guān)閉，以及設(shè)置和清零計(jì)數(shù)值。當(dāng)數(shù)值。當(dāng)WDT啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，一旦發(fā)生計(jì)數(shù)溢出，它將觸發(fā)產(chǎn)生啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，一旦發(fā)生計(jì)數(shù)溢出，它將觸發(fā)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘周期寬度的復(fù)位脈沖。脈沖的上升沿將使器件進(jìn)入復(fù)一個(gè)時(shí)鐘周期寬度的復(fù)位脈沖。脈沖的上升沿將使器件進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，脈沖的下降沿啟動(dòng)延時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)過設(shè)定的啟動(dòng)位狀態(tài)，脈沖的下降

25、沿啟動(dòng)延時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)過設(shè)定的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間，延時(shí)時(shí)間，CPU重新開始運(yùn)行。使用重新開始運(yùn)行。使用WDT功能，可以防止系統(tǒng)功能，可以防止系統(tǒng)受到干擾而引起的程序運(yùn)行紊亂和跑飛，提高了系統(tǒng)的可靠性受到干擾而引起的程序運(yùn)行紊亂和跑飛，提高了系統(tǒng)的可靠性 2021/6/16305. 對對AVR的編程下載的編程下載 對單片機(jī)的編程操作對單片機(jī)的編程操作,通常也稱為程序下載通常也稱為程序下載,是指以特殊手段和軟是指以特殊手段和軟硬件工具硬件工具,對單片機(jī)進(jìn)行特殊的操作，以實(shí)現(xiàn)下面的對單片機(jī)進(jìn)行特殊的操作，以實(shí)現(xiàn)下面的3種功能：種功能：(1) 將在將在PC機(jī)上生成的該單片機(jī)系統(tǒng)程序的運(yùn)行代碼寫入機(jī)上生成的

26、該單片機(jī)系統(tǒng)程序的運(yùn)行代碼寫入單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。(2) 用于對片內(nèi)的用于對片內(nèi)的Flash、EEPROM進(jìn)行擦除、數(shù)據(jù)的寫入進(jìn)行擦除、數(shù)據(jù)的寫入（包括運(yùn)行代碼）、和數(shù)據(jù)的讀出。（包括運(yùn)行代碼）、和數(shù)據(jù)的讀出。(3) 實(shí)現(xiàn)對實(shí)現(xiàn)對AVR配置溶絲位的設(shè)置；芯片型號的讀取；加密配置溶絲位的設(shè)置；芯片型號的讀取；加密位的鎖定等。位的鎖定等。2021/6/1631AVR單片機(jī)支持多種形式的編程下載方式：單片機(jī)支持多種形式的編程下載方式：高壓并行編程方式高壓并行編程方式 這種編程方式需要占用芯片眾多的引腳和這種編程方式需要占用芯片眾多的引腳和12V的電壓，所以必須的電壓，所以必須

27、采用專用的編程器單獨(dú)對芯片操作。這樣采用專用的編程器單獨(dú)對芯片操作。這樣AVR芯片必須從芯片必須從PCB板上取下來，不可以實(shí)現(xiàn)芯片在線（板）的編程操作，因此這板上取下來，不可以實(shí)現(xiàn)芯片在線（板）的編程操作，因此這種方式不適合系統(tǒng)調(diào)試過程以及產(chǎn)品的批量生產(chǎn)需要。種方式不適合系統(tǒng)調(diào)試過程以及產(chǎn)品的批量生產(chǎn)需要。串行編程方式（串行編程方式（ISP） 串行編程方式是通過串行編程方式是通過AVR芯片本身的芯片本身的SPI或或JTAG串行口實(shí)現(xiàn)串行口實(shí)現(xiàn)的，由于編程時(shí)只需要占用比較少的外圍引腳，所以可以實(shí)現(xiàn)的，由于編程時(shí)只需要占用比較少的外圍引腳，所以可以實(shí)現(xiàn)芯片的在線編程（芯片的在線編程（In Syst

28、em Programmable），不需要將芯片），不需要將芯片從從PCB板上取下來，所以串行編程方式也是最方便和最常用的板上取下來，所以串行編程方式也是最方便和最常用的編程方式。編程方式。2021/6/1632串行編程方式還細(xì)分成串行編程方式還細(xì)分成SPI、JTAG方式方式:前者表示通過芯片的前者表示通過芯片的SPI串口實(shí)現(xiàn)對串口實(shí)現(xiàn)對AVR芯片的編程操作，芯片的編程操作，后者則是通過后者則是通過JTAG串口來實(shí)現(xiàn)的。串口來實(shí)現(xiàn)的。AVR的許多芯片都同時(shí)集成有的許多芯片都同時(shí)集成有SPI和和JTAG兩種串口，因此可兩種串口，因此可以同時(shí)支持以同時(shí)支持SPI和和JTAG的編程。的編程。使用使用J

29、TAG方式編程的優(yōu)點(diǎn)方式編程的優(yōu)點(diǎn) 通過通過JTAG口還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在片實(shí)時(shí)仿真調(diào)試（口還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在片實(shí)時(shí)仿真調(diào)試（On Chip Debug），缺點(diǎn)是需要占用），缺點(diǎn)是需要占用AVR的的4個(gè)個(gè)I/O引腳。引腳。 采用采用SPI方式編程，只需要一跟簡單的編程電纜，同時(shí)可方式編程，只需要一跟簡單的編程電纜，同時(shí)可以方便的實(shí)現(xiàn)以方便的實(shí)現(xiàn)I/O口的共用，因此是最常使用的方式。其不足口的共用，因此是最常使用的方式。其不足之處是不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在片實(shí)時(shí)仿真調(diào)試。之處是不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在片實(shí)時(shí)仿真調(diào)試。 2021/6/1633其它編程方式其它編程方式 一些型號的一些型號的AVR還支持串行高壓編程方式

30、和還支持串行高壓編程方式和IAP(In Application Programmable)在運(yùn)行編程方式。在運(yùn)行編程方式。串行高壓編程串行高壓編程是替代并行高壓編程的一種方式，主要針對是替代并行高壓編程的一種方式，主要針對8個(gè)個(gè)引腳的引腳的Tiny系列的系列的AVR使用。使用。IAP在運(yùn)行編程方式在運(yùn)行編程方式則是采用了則是采用了ATMEL稱為自引導(dǎo)加載稱為自引導(dǎo)加載（Boot Load）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，往往在一些需要進(jìn)行遠(yuǎn)程修改更）技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，往往在一些需要進(jìn)行遠(yuǎn)程修改更新系統(tǒng)程序，或動(dòng)態(tài)改變系統(tǒng)程序的應(yīng)用中才采用。新系統(tǒng)程序，或動(dòng)態(tài)改變系統(tǒng)程序的應(yīng)用中才采用。 ATmega16片內(nèi)集成了片內(nèi)集

31、成了16K字節(jié)的支持系統(tǒng)在線可編程（字節(jié)的支持系統(tǒng)在線可編程（ISP）和在應(yīng)用可編程（和在應(yīng)用可編程（IAP）的）的Flash程序存儲(chǔ)器，以及程序存儲(chǔ)器，以及512個(gè)字個(gè)字節(jié)的節(jié)的EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。另外在它的內(nèi)部，還有一些專數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。另外在它的內(nèi)部，還有一些專用的可編程單元熔絲位，用于加密鎖定和對芯片的配置等。用的可編程單元熔絲位，用于加密鎖定和對芯片的配置等。對對ATmega16編程下載操作，就是在片外對上述的存儲(chǔ)器和編程下載操作，就是在片外對上述的存儲(chǔ)器和熔絲單元進(jìn)行讀熔絲單元進(jìn)行讀/寫（燒入）以及擦除的操作。寫（燒入）以及擦除的操作。2021/6/1634AVR單片機(jī)的工作狀態(tài)單

32、片機(jī)的工作狀態(tài)復(fù)位狀態(tài)、常規(guī)工作狀態(tài)、編程狀態(tài)復(fù)位狀態(tài)、常規(guī)工作狀態(tài)、編程狀態(tài) RESET引腳電平為高引腳電平為高AVR處在常規(guī)工作狀態(tài)時(shí)，有兩種工作方式：正常程序執(zhí)行工處在常規(guī)工作狀態(tài)時(shí)，有兩種工作方式：正常程序執(zhí)行工作方式和休眠節(jié)電工作方式。作方式和休眠節(jié)電工作方式。正常程序執(zhí)行工作方式正常程序執(zhí)行工作方式 2021/6/1635休眠節(jié)電工作方式休眠節(jié)電工作方式 休眠節(jié)電工作方式是使單片機(jī)處于低功耗節(jié)電的一種工作休眠節(jié)電工作方式是使單片機(jī)處于低功耗節(jié)電的一種工作方式。當(dāng)單片機(jī)需要處于長時(shí)間等待外部觸發(fā)信號，待有外部方式。當(dāng)單片機(jī)需要處于長時(shí)間等待外部觸發(fā)信號，待有外部觸發(fā)后才做相應(yīng)的處理，

33、或每隔一段時(shí)間才需要做處理的情況觸發(fā)后才做相應(yīng)的處理，或每隔一段時(shí)間才需要做處理的情況時(shí)，可以使用休眠節(jié)電工作方式，以減小對電源的消耗。時(shí)，可以使用休眠節(jié)電工作方式，以減小對電源的消耗。 ATmega16有有6種不同的休眠模式，每一種模式對應(yīng)的種不同的休眠模式，每一種模式對應(yīng)的電源消耗也不同，被喚醒的方式也有多種類型，用戶可以根電源消耗也不同，被喚醒的方式也有多種類型，用戶可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇。據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行選擇。 休眠節(jié)電工作方式對使用電池供電的系統(tǒng)非常重要，休眠節(jié)電工作方式對使用電池供電的系統(tǒng)非常重要，AVR提供了更多的休眠模式，更加符合和適應(yīng)實(shí)際的需要。提供了更多的休眠模式，更加符合和適應(yīng)實(shí)際的需要。如如ATmega16處在掉電休眠模式狀態(tài)，其本身的耗電量小于處在掉電休眠模式狀態(tài)，其本身的耗電量小于1A。2021/6/16362. RESET引腳電平為低引腳電平為低 一旦一旦RESET腳的電平被外部拉低，當(dāng)滿足某些特殊條件后，腳的電平被外部拉低，當(dāng)滿足某些特殊條件后，芯片將進(jìn)入編程狀態(tài)。例如，如果芯片帶有芯片將進(jìn)入編程狀態(tài)。例如，如果芯片