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1、§2.1AVR单片机硬件结构ATmega16的主要特点ATmega16结构概要§2.3单片机开发实验板§2.2单片机指令系统ATmega16存储器和寄存器组织第2章ATmega16单片机的系统结构ATmega16ATmega16简介(前一次已开始讨论)ATmega16简介(前一次已开始讨论)1.高速（16MHz）、RISCAVR内核2.1KBSRAM，16KBFlashROM3.512字节EEPROM，方便数据存储4.4个8位并行IO口，驱动能力强5.具有Jtag仿真接口与ISP下载接口6.低功耗、宽电压（2.7V~
2、5.5V）7.丰富的片上外设：3个外部中断，3个定时器，USART，SPI，IIC，ADC8.片内上电复位电路9.片内RC振荡器，可以省去外部晶振(1)Flash程序存储器可擦写1000次以上,不再有报废品产生。PIC有的是OTP,只能烧录一次。AVR程序存储器数据为16位组织,也可按8位理解。PIC是12/14位程序存储器,作寄存器转移和算术、逻辑运算带来不便。(2)高速度(50ns)、低功耗!硬件应用Harward结构,具有预取指令功能,使得指令可以在一个时钟周期内执行。PIC要4个时钟周期执行一条指令。直接的寄
3、存器-ALU连接寄存器堆ALU寄存器操作只需一个时钟12111Done!2机器周期22Done!8机器周期2Done!12机器周期Done!24机器周期执行2条指令HC05C51PIC(3)超功能精简指令!具有32个通用工作寄存器(相当于8051中的32个累加器,克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象),有128B～4KB个SRAM,可灵活使用指令运算。AVR寄存器堆R0R1R2R3R26R27R28R29R30R31寄存器文件XPointerYPointerZPointerXLXHYLYHZLZH07X、Y、Z寄存
4、器（16位寻址寄存器）8位状态寄存器SREG(4)工业级产品!具有大电流(灌电流)10～20mA或40mA(单一输出),可直接驱动SSR或继电器;有看门狗定时器(WDT),安全保护,防止程序走飞,提高产品的抗干扰能力。(5)程序写入可以并行写入(用万用编程序器),也可用串行在线ISP擦写。也就是说不必将IC拆下拿到万用编程上烧录,而可直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作,方便产品升级。ISP、JTAG这是今后单片机编程的发展方向。(6)AVR的I/O口是真正的I/O口,能正确反映I/O口的真实情况。I/O口有输入／
5、输出／三态高阻输入,也可设定内部拉高电阻作输入端的功能,便于作各种应用特性所需(多功能I/O口)方向寄存器为0,代表输入,K1OFF,K2ON数据寄存器为0,代表上拉关闭,K3OFFK2K1K3方向寄存器为0,代表输入数据寄存器为1,K3OＮ，代表上拉转换K３K2K1方向寄存器为1,代表输出数据寄存器为1,代表上拉转换关闭K2K１K３(7)高度保密(LOCK)!★不可破解的Lockbit技术★不象MaskROM那样可通过电子显微镜破解★Flash单元深藏于芯片内部★可多次烧写的Flash且具有多重密码保护锁死(LOC
6、K)功能,因此可快速完成产品商品化,并可多次更改程序(产品升级)而不必浪费IC或电路板,大大提高产品质量及竞争力。(8)AVR内带模拟比较器,I/O口可作A/D转换用,可组成廉价的A/D转换器。(9)可重设启动复位。AVR系列有内部电源开关启动计数器,可将低电平复位(/RESET)直接接到Vcc端。当电源开时,由于利用内部RC的看门狗定时器,可延迟MCU启动执行程序。这种延时使I/O口稳定后执行程序,以提高单片机工作可靠性。(10)具有休眠省电功能(POWERDOWN)及闲置(IDLE)低功耗功能。一般耗电在1～2.
7、5mA,典型功耗情况,WDT关闭时为100nA(11)像8051一样,有多个固定中断向量入口地址,可快速响应中断。而PIC只有一个中断入口,要查询后才能响应中断,失去了最佳响应中断时间。(12)AT90S1200/2343/ATtiny15等部分AVR器件具有内部RC振荡器-1MHz的工作频率,使该类单片机成为无外加元器件即可工作,就是一片芯片,可谓简单方便,作加密器件使用更妙。(13)计数器/定时器,C/T有8位和16位,可作比较器;计数器外部中断和PWM(也可当D/A)用于控制输出,有的有3-4个PWM,作电机无
8、级调速是理想器件。(14)有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI传输功能,因其高速故可以工作在一般标准整数频率,而波特率可达576K。(15)工作电压范围宽(2.7～6.0V),电源抗干扰性强。AT90LXX为低电压器件(2.7～6.0V),AT90SXX电压为(4.0～6.0V),最低器件ATtiny12己到1.8V～5.5V。(1
