第2章atmega16单片机硬件结构

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ATMEGA16单片机实验

ATMEGA16单⽚机实验实验⼀软件和硬件的认识⼀、实验⽬的：1、掌握硬件原理。

2、初步掌握实验板的使⽤⽅法。

3、熟悉软件⼯作界⾯。

⼆、实验仪器：ATmage16实验板⼀块PC机⼀台三、实验内容及步骤：1、插上电源，按下开关。

观察批⽰灯是否点亮。

电源（可输⼊7~12V）ATmega16管脚图2、由原理可知I/O⼝的批⽰灯为低电平亮，在实验板上取地与I/O⼝相接，观察是否点亮。

I/O⼝LED显⽰与接⼝3、打开编程界⾯，点击各栏，认识各栏的⽤途。

A VRICC IDE 软件的⼯作界⾯4、输⼊以下程序：#includeint main(void){DDRA = 0xff;/* all outputs */DDRB = 0xff;/* all outputs */DDRC = 0xff; /*all outputs */DDRD = 0xff; /*all outputs */PORTA = 0x00; /* 输出低电平*/PORTB = 0x00; /* 输出低电平*/PORTC = 0x00; /* 输出低电平*/PORTD = 0x00; /* 输出低电平*/while(1);}观察I/O⼝的灯是否被点亮。

实验⼆I/O⼝的输⼊与输出⼀、实验⽬的：1、了解IO⼝的结构；2、熟悉IO⼝的特性；3、掌握IO⼝的控制。

⼆、实验仪器：ATmage16实验板⼀块PC机⼀台三、实验原理：作为通⽤数字I/O 使⽤时，A VR 所有的I/O 端⼝都具有真正的读-修改-写功能。

这意味着⽤SBI 或CBI 指令改变某些管脚的⽅向( 或者是端⼝电平、禁⽌/ 使能上拉电阻) 时不会改变其他管脚的⽅向( 或者是端⼝电平、禁⽌/ 使能上拉电阻)。

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，如Figure23 所⽰。

在控制I/O时，分别由⽅向寄存器DDRX与数据寄存器PORTX控制I/O的状态，如下表。

《基于ATmega16单片机多功能充电器的硬件开发》毕业设计(论文)

学号：xxxxxxxxxxx毕业设计说明书基于ATmega16单片机多功能充电器的硬件开发The hardware development of the multifunctionl charger based on ATmega16 MCU学院计算机与电子信息学院专业电气工程及其自动化班级xxxxxxx 学生xxxxx指导教师（职称）xxxxxxx论文时间2015 年01 月01 日至2015 年06月7日广东石油化工学院本科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：《基于ATmega16单片机多功能充电器的硬件开发》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在熊建斌老师的指导下，独立进行研究所完成。

毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。

学生签名：年月日院（系）：计算机与电子信息学院专业电气工程及其自动化班级：xxxxxxxxxx 学生：xxx 学号：xxxxxx一、毕业设计课题基于ATmega16单片机多功能充电器的硬件开发二、毕业设计工作自2015 年01月01日起至2015 年06 月07 日止三、毕业设计进行地点广东石油化工学院四、毕业设计的内容要求主要内容：（1）系统设计思路；（2）硬件设计；（3）软件设计实现；具体实现：充电器接入电池后，MCU对电池电压进行检测，如果电池电压小于4.2V，则接通光电耦合器，并把电压显示LCD上对电池进行充电，整个充电过程都需要不断检测电池电压。

当电压达到饱和，即电压达到4.2V，MCU断开光电耦合器，停止充电，并且报警。

指导教师xxxxx接受毕业设计任务开始执行日期2015 年 1 月 1 日学生签名摘要蓄电池的使用已长达一百多年，电池性能的好坏对电子产品的使用效果有着及其重要的作用，而且充电器的功能又直接影响到电池的使用。

充电器用途广泛，在很多领域都有涉及，尤其是手机、相机、玩具、便携设备等领域使用最广泛。

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最小系统硬件设计

AVR基本硬件线路设计与分析(ATmega16功能小板)基本的AVR硬件线路，包括以下几部分：1。

复位线路2。

晶振线路3。

AD转换滤波线路4。

ISP下载接口5。

JTAG仿真接口6。

电源下面以本网站推荐的AVR入门芯片 ATmega16L-8AI 分析上述基本线路。

(-8AI表示8M频率的TQFP贴片封装，工业级，更详细的型号含义资料，请参考：AVR芯片入门知识)复位线路的设计Mega16已经内置了上电复位设计。

并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可(R0)。

为了可靠，再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除干扰、杂波。

D3(1N4148)的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将R0(10K)电阻短路，让C0快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。

当AVR在工作时，按下S0开关时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。

重要说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，复位脚可以不接任何的零件，AVR芯片也能稳定工作。

即这部分不需要任何的外围零件。

晶振电路的设计Mega16已经内置RC振荡线路，可以产生1M、2M、4M、8M的振荡频率。

不过，内置的毕竟是RC振荡，在一些要求较高的场合，比如要与RS232通信需要比较精确的波特率时，建议使用外部的晶振线路。

早期的90S系列，晶振两端均需要接22pF左右的电容。

Mega系列实际使用时，这两只小电容不接也能正常工作。

不过为了线路的规范化，我们仍建议接上。

重要说明：实际应用时，如果你不需要太高精度的频率，可以使用内部RC振荡。

即这部分不需要任何的外围零件。

AD转换滤波线路的设计为减小AD转换的电源干扰，Mega16芯片有独立的AD电源供电。

官方文档推荐在VCC串上一只10uH 的电感（L1），然后接一只0.1uF的电容到地（C3）。

ATmega16单片机中文技术资料

ATmega16 主要特性如下：•高性能、低功耗的8位AVR微处理器•先进的RISC结构o 131条指令-大多数指令执行时间为单个时钟周期o 32个8位通用工作寄存器o全静态工作o 工作于16 MHz时性能高达16 MIPSo只需两个时钟周期的硬件乘法器*非易失性程序和数据存储器o 16K字节的系统内可编程Flash擦写寿命：10,000次o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o 512 字节的EEPROM擦写寿命：100,000次o 1K字节的片内SRAMo可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密• JTAG 接口（与IEEE 1149.1 标准兼容）o符合JTAG标准的边界扫描功能o支持扩展的片内调试功能o 通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程.外设特点o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o 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o具有独立振荡器的实时计数器RTCo 四通道PWMo 8 路10 位ADC8个单端通道TQFP封装的7个差分通道2个具有可编程增益（1x, 10x,或200x ）的差分通道o面向字节的两线接口o 两个可编程的串行USARTo可工作于主机/从机模式的SPI串行接口o具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器o片内模拟比较器•特殊的微控制器特点o上电复位以及可编程的掉电检测o片内经过标定的RC振荡器o片内/外中断源o 6种休眠模式：空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式和待机模式以式* I/O和封装o 32个可编程的I/O 口 o 40引脚PDIP 封装,44引脚TQFP 封装,与44引脚MLF 封装 •工作电压： o ATmega16L : 2.7 - 5.5V o ATmega16 : 4.5 - 5.5V •速度等级o 0 - 8 MHz ATmega16L o 0 - 16 MHz ATmega16 ・ ATmega16 在 1 MHz, 3V, 25 C 时的功耗o 正常模式：1.1 mAo 空闲模式：0.35 mA o 掉电模式：< 1叭加二卍十二PB ：I L; PB F IWT2/AIN0) PB2 OC 沙1皆；PB3 焼：F'B< ：M0&i i P'B5 M 的］PM 严』D .2■二 4 2 芒曲九TAJ M 州阳 Kt ;m e rol PCIA) 2'' 3 4 £ 厂 □眈 ADSL ： □ AM ［ADC1) 二I FA2 ADCS 1 □ RM gDC 旳 □ PM MS □ F^5 ADCJ ： □吨 AD 26： □时［ADC7： □ AREF □ GhiD □ WCC □ pc ：厂力sea 3 PCS 】n □ PCS :'-Dr □ PC4 'DO 3 PCS T WS L □ PC2 TCK ： □ PC * SDA ： □ POD 'SCL! □ POT OC2-。

ATmega16内部结构

ATmega16内部结构.3.1 A VR中央处理器CPUA VR CPU是单片机的核心部分，它由运算逻辑单元ALU、程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器等部件组成。

一．运算逻辑单元ALU运算逻辑单元ALU的功能是进行算术运算和逻辑运算，可对半字节（4位）、单字节等数据进行操作。

如能完成加、减、自动加1、自动减1、比较等算术运算和与、或、异或、求补、循环移位等逻辑操作。

操作结果的状态，如产生进位、结果为零等状态信息将影响到状态寄存器SREG相应的标志位。

运算逻辑单元ALU还包含一个布尔处理器，用来处理位操作。

它可执行置位、清零、取反等操作。

ATmega16的ALU还能实现无符号数、有符号数以及浮点数的硬件乘法操作。

一次硬件乘法操作的时间为2个时钟周期。

二．程序计数器PC、指令寄存器和指令译码器程序计数器PC用来存放下一条需要执行指令在程序存储器空间的地址（指向Flash空间）。

取出的指令存放在指令寄存器中，然后送入指令译码器产生各种控制信号，控制CPU的运行（执行指令）。

A VR一条指令的长度大多数为16位，还有少部分为32位，因此A VR的程序存储器结构实际上是以字（16位）为一个存储单元的。

ATmega16的程序计数器为13位，正好满足了对片内8K字（即手册上的16K字节）的Flash程序存储器空间直接寻址的需要，因此也不能（不支持）在外部扩展程序存储器。

A VR CPU在译码执行一条指令的同时，就将PC中指定的Flash单元中的指令取出，放入指令寄存器中（图中的Instruction Register），构成了一级流水线运行方式。

A VR采用一级流水线技术，在当前指令执行的时候，就取出下一条将要执行的指令，加上大多数AVR 指令的长度是一个字，就使得A VR CPU实现了一个时钟周期执行一条指令。

采用这种结构，减少了取指令的次数，大大提高了CPU的运行速度，同时也提高了取指令操作的（系统的）可靠性。

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 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。

ATmega16最小系统

目录第一章概述第二章单片机最小系统及编译、下载软件的使用2.1.1 单片机最小系统2.1.2 编译软件2.2.1 下载软件Progisp的使用第三章熟悉ATmega16的片上资源3.1.1 会看芯片数据手册的重要性3.1.2 中断3.1.3定时器/计数器的基本结构及工作原理3.1.4 PWM3.2外部中断3.3 USART3.4.1 A/D转换模块3.5 EEPROM第四章ATmega16实际应用4.1 外接按键4.2 驱动数码管4.3 液晶显示屏12864的使用4.4 基于DS18B20的温度测量4.5 基于PWM的直流电机调速4.6 步进电机的使用4.7 舵机的使用4.8 超声波测距及其应用倒车雷达4.9 基于JZ863的无线串口通信4.10 单片机与计算机间的通信第五章第二章单片机最小系统及编译、下载软件的使用2.1.1 单片机最小系统能让单片机工作的有最基本元器件构成的系统称为单片机最小系统。

单片机最小系统通常包括：电源（+5V）复位电路：启动后让单片机从初始状态执行程序振荡电路：单片机是一种时序电路，必须施加脉冲信号才能工作。

Mega16内部有RC 震荡电路但相比外部的晶体震荡电路还是不够准确，另外它也可以使用外部晶振工作，两者之间的切换通过熔丝位（以后会讲）来选择在其内部有一个时钟产生电路只要接上两个电容和一个晶振即可正常工作。

ATmega16 单片机最小系统的硬件电路图如下：如图所示为ATmega16最小系统电路图，图中标有相同代号的引脚表示连接在一起。

图中ISP 和JTAG为ATmega16的两种下载方式各自的引脚接口，ISP用于在线下载程序比较方便快捷，所用下载软件为progisp ；JTAG是在线仿真接口通过仿真器连接单片机进行程序的下载和仿真，所用软件为AVR Studio ；通常我门使用ISP下载就已经足够了，并且方便快捷很稳定好用，下载器也便宜；JTAG在需要仿真的时候用，它可以看见单片机各个引脚的输出值和输入值等，但JTAG实际定使用中不稳定有时候很容易出错电脑不识别下不进去程序等问题，个人偏好使用ISP.说明：此最小系统电路图中只画出了最简单的应用电路——流水灯，和最基本的能让单片机正常工作的外围电路及下载程序所必须的ISP和JTAG接口，如果你想焊一个电路板出来自己使用，其他的外围电路可以在日后使用当中自己再往上焊。

ATmega16单片机芯片资料

ATmega16单片机芯片资料产品特性• 高性能、低功耗的8 位AVR® 微处理器• 先进的RISC 结构– 131 条指令–大多数指令执行时间为单个时钟周期– 32个8 位通用工作寄存器–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• 非易失性程序和数据存储器– 16K 字节的系统内可编程Flash擦写寿命: 10,000 次–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– 512 字节的EEPROM擦写寿命: 100,000 次– 1K字节的片内SRAM–可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密• JTAG 接口( 与IEEE 1149.1 标准兼容)–符合JTAG 标准的边界扫描功能–支持扩展的片内调试功能–通过JTAG 接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程• 外设特点–两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器–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–具有独立振荡器的实时计数器RTC–四通道PWM– 8路10 位ADC8 个单端通道TQFP 封装的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• I/O 和封装– 32 个可编程的I/O 口– 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• ATmega16L 在1 MHz, 3V, 25°C 时的功耗–正常模式: 1.1 mA–空闲模式: 0.35 mA–掉电模式: < 1 μAAVR 内核具有丰富的指令集和32 个通用工作寄存器。

Atmega16单片机和51单片机有何区别？从软硬件两方面分析

Atmega16 单片机和51 单片机有何区别？从软硬件两方面分析1. Atmega16 单片机简介今天我们的主题是单片机，说道单片机你可能最先想到的是51 单片机，然后通过外接的数字电路和模拟电路来控制外围的硬件，比如PWM，ADC，I2C 等等。

那幺今天我们所说的是什幺那？其实你把Atmega16 单片机当成51 单片机来使用即可，只不过是Atmega16 单片机的外围接口更丰富，那幺它都有什幺外设资源那？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。

ATmega16 常用片上资源有定时器、PWM、外部中断、SPI 总线、两线串行接口TWI、EEPROM、USART、模拟比较器、ADC 转换、IEEE（JTAG）边界扫描等。

如何去学习Atmega16 单片机那？我们从硬件和软件两方面分析。

2. Atmega16 单片机硬件原理图（最小系统）从上述的最小系统板子上们可以看到它分为如下几个部分：电源电路：5V 电源复位电路：上电复位（电容），手动按键复位。

晶振电路：Atmega16 单片机内部自带RC 震荡电路，但是自带的震荡电路不够精确，所以这里就外接了一个8MHZ 的晶振。

下载程序接口ISP:ISP 串行的下载程序的接口Atmega16 单片机：8 位avr 单片机。

1. Atmega16 单片机编程AVR 单片机的编译软件有GCC AVR 和ICC AVR 等，通常使用较多的是ICC AVR，也比较好用，本书以ICC AVR6.31 版本为例介绍编译软件的使用。

启动ICC AVR，界面如下图所示。

如何使用avr 单片机控制最小系统上的led 灯那？代码如下：AVR ATmega16 流水灯C 程序/**************************************************************************/#include //包含单片机型号头文件#include //包含“位”操作头文件void delay（void）//自定义延时函数{unsigned char i，j;for（i=0;i《255;i++）for（j=0;j《10;j++）;}void cpu_init（void）//单片机初始化函数{PORTA = 0x00; //PA 口输出值都定义为0 DDRA = 0x00; //PA 口输出允许关PORTB = 0x00; //PB 口输出值都定义为0 DDRB = 0x00; //PB 口输出允许关PORTC = 0x00; //PC 口输出值都定义为0 DDRC = 0x00; //PC 口输出允许关PORTD = 0x00; //PD 口输出值都定义为0 DDRD = 0x00; //PD 口输出允许关}void main（void）{cpu_init（）; //初始化单片机while（1）{PORTA=0X00; /*点亮led 灯，由最小系统的外部电路决定单片机输出低电平时流水灯点亮*/DDRA=0XFF; /*允许输出，此时PORTA 的赋值才有效，这事AVR 比51 高级的地方*///由于其他端口没有接外围设备先不用定义delay（）;DDRA=0X00; //关闭led 灯delay（）;}}。

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 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。

第2章ATmega16单片机的系统结构

§2.2单片机指令系统
ATmega16指令表 (P9-12) 周建新，马潮，耿德根，《AVR单片机BASIC语言编程及开发》
§2.3单片机开发实验板
支持ISP编程的最小硬件系统设计
补充：
电容102表示10*102 pF=1000pF=1nF，203表示 20*103 pF=20000pF=0.02nF 如电容104就是一种数标法，代表0.1uF 10*104pF=100000pF=100nF= 0.1uF
(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。
1.高速（16MHz）、RISC AVR内核 2.1KB SRAM，16KB Flash ROM 3.512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~5.5V） 7.丰富的片上外设：3个外部中断，3个定时器， USART，SPI，IIC，ADC 8.片内上电复位电路 9.片内RC振荡器，可以省去外部晶振
第一个实例：LED发光二极管实验
§2.3单片机开发实验板
第二实例：8 LED 管跑马灯实验
(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。

ATmega16单片机的使用

ATmega16单片机的使用——实验一 Atmega16定时器T/C0实现按键扫描——实验二 ATmega16单片机的ADC使用举例指导老师：黄刚班级：0720222姓名：李锋锐学号：28试验《一》 Atmega16定时器T/C0实现按键扫描（一）实验目的：用ATmega16实现同时对两个按键定时扫描，要求扫描周期为10MS ，当AJ1按下，LED2点亮，并且BELL 蜂鸣声，当AJ1松开，LED2熄灭，BELL 不响；当AJ2按下，LED3点亮，并且BELL 发出蜂鸣声，当AJ2松开，LED3熄灭，BELL 不响。

（二）实验原理（硬件设计）：如图5-37所示，端口PD.3、PD.4为输入端，分别接AJ1和AJ2；端口PD.6、PD.7为输出模式，分别接LED2和LED3；端口PA.4为输出，通过三极管T1来控制蜂鸣器。

图5-36 基于Atmega16单片机定时器的按键扫描电路图（三）实验原理（软件设计）：选用外部7.3728MHz 的晶振为系统时钟，按键扫描间隔定位10ms ，定时器T/C0采用CTC 模式，T/C0时钟选择1024分频后的系统时钟，并启用中断。

利用CTC 模式的工作原理，OCR0应赋的值由以下方程确定：361010)10(1024103728.71-⨯=+⨯⨯⨯OCR 于是：）（即0x47710=OCR 。

允许比较匹配中断，在中断程序里做标志位设置，判断标志位满足条件时，程序再读取键盘的状态，确定有无键按下以及按下键的具体操作。

程序如下：(1) L5-6.c#include<iom16.h> #include"key.h"#define Led2 PORTD_Bit6//定义led2 #define Led3 PORTD_Bit7//定义led3 #define Bell PORTA_Bit4//定义bell unsigned char flag=0;void port_init(void);void timer0_init(void);//************************主程序****************************//void main(void){port_init();timer0_init();SREG_Bit7=1;//使能全局中断TCCR0=0x0D;// 定时器工作模式为CTC模式，定时器时钟源来自预分频器的1024分频 while(1){if(flag==1){flag=0;switch(read_key()){case 0:Led2 =1; // Led2灯不亮Led3=1; //Led3灯不亮Bell =0; //蜂鸣器不响break;case 1:Led2 =0; //led2灯亮Led3=1; //Led3灯不亮Bell =1; //蜂鸣器响break;case 2:Led2 =1; //led2灯不亮Led3=0; //Led3灯亮Bell =1; //蜂鸣器响break;}}}}//*******************端口初始化程序*****************************//void port_init(void){DDRD=0xc0;PORTD=0x18;//PD.3( AJ1 )和PD.4( AJ12)方向输入，上拉有效，PD.6(Led2)和//PD.7(Led3)方向输出DDRA=0x10;PORTA=0x00;//PA.4(Bell)方向输出}//******************定时器寄存器初始化程序*(***********************//void timer0_init(void){TCCR0=0x00;TCNT0=0x00;OCR0=0x47; //7.3728MHz的系统时钟(OCR0=0X48)10msTIMSK=0x02; //TC0比较匹配中断使能}//******************定时器0比较匹配中断服务程序***********************// #pragma vector=TIMER0_COMP_vect__interrupt void TIMER0_COMP_isr(void){SREG_Bit7=0;//关闭全局中断flag=1; //标志位置位SREG_Bit7=1; //打开全局中断}(2) key.h#include<iom16.h>#define AJ1 PIND_Bit3//定义按键1#define AJ2 PIND_Bit4//定义按键2unsigned char read_key(){static unsigned char key_state=0;unsigned char key_return=0;switch((key_state)){case 0:if(!AJ1||!AJ2){key_state=1;}break;case 1:if(!AJ1||!AJ2){switch((PIND&0x18)){case 0x10://AJ1按下，返回1key_return=1;break;case 0x08://AJ2按下，返回2key_return=2;break;}key_state=2;}else{key_state=0;}break;case 2:if(AJ1&&AJ2){key_state=0;}if(!AJ1){key_return=1;}if(!AJ2){key_return=2;}break;default: break;}return ( key_return);}四、实验结果：ATmega16可实现同时对两个按键定时扫描，扫描周期为10MS，当AJ1按下，LED2点亮，并且BELL蜂鸣声，当AJ1松开，LED2熄灭，BELL不响；当AJ2按下，LED3点亮，并且BELL发出蜂鸣声，当AJ2松开，LED3熄灭，BELL不响。

第二章 ATmega16芯片资源

•16K字节的在线可编程Flash（擦除次数为10000次）
•支持在线编程（In-System Programming）
•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 •1个具有独立振荡器的异步实时时钟（RTC） •4个PWM通道 •8通道10位ADC •1个I2C的串行口 •1个可编程的串行USART接口 •1个主/从收/发的SPI同步串行接口 •带片内RC振荡器的可编程看门狗定时器WDT •片内模拟比较器
ATmega16 封装－－－PDIP40封装
ATmega16 封装－－－TQFP44封装
2.ATmega16 资源及性能
AVR RISC 结构
• 高性能、低功耗RISC的结构 • 130条指令，大多数为单周期指令 • 32×8的通用（工作）寄存器+外设控制寄存器 • 工作在16MHz时具有16MIPS的性能 • 片内集成硬件乘法器（执行速度为2个时钟周期）
程序和数据存储器、工作寄存器
ATmega16具有16K字节的在线编程Flash，用于存放程序指令代码。因为所有的AVR 指令为16 位或32 位，故而 Flash 组织成8K x 16 位的形式。 Flash存储器至少可以擦写10,000次。ATmega16的程序计数器(PC)为13位，因此可以寻址8K 字的程序存储器空间。用SPI 或JTAG 接口实现对Flash 的串行下载。
•/RESRT：复位输入。在该引脚上，一个超过系统规定长度的低电平信号，将引起系统复位。低于系统规定长度的低电平信号脉冲，不能保证可靠复位。 •XTAL1：内部反转晶振放大器的输入端和向内部时钟操作电路的输入端。 •XTAL2：内部反转晶振放大器的输出端。

ATmega16单片机中文技术资料

ATmega16单片机中文技术资料一、概述ATmega16是一款高性能、低功耗的8位微控制器，由Atmel公司推出。

它基于AVR增强型RISC结构，拥有丰富的外设资源和灵活的编程特性，广泛应用于工业控制、消费电子、通信设备等领域。

二、主要特性1. 内核：AVR增强型RISC结构，最高工作频率为16MHz。

2. 存储：16KB的程序存储器（Flash）、512B的EEPROM和1KB 的SRAM。

3. 外设接口：32个通用I/O口、8个通道的10位ADC、2个8位定时器/计数器、1个16位定时器/计数器、1个串行通信接口（USART）、1个串行外设接口（SPI）和1个两线接口（TWI）。

4. 工作电压：2.7V至5.5V，支持低功耗模式。

5. 封装：采用TQFP和PDIP封装，便于嵌入式系统设计。

三、引脚功能1. VCC：电源正极，接2.7V至5.5V电压。

2. GND：电源负极，接地。

3. PA0PA7：端口A，具有通用I/O、模拟输入和外围设备功能。

4. PB0PB7：端口B，具有通用I/O、JTAG接口和外围设备功能。

5. PC0PC7：端口C，具有通用I/O、模拟输入和外围设备功能。

6. PD0PD7：端口D，具有通用I/O和外围设备功能。

7. XTAL1/XTAL2：晶振输入/输出，用于外部晶振或陶瓷谐振器。

8. AVCC：模拟电源，为ADC和模拟电路提供电源。

10.RESET：复位输入，低电平有效。

四、编程与开发1. 编程语言：支持C语言和汇编语言编程。

2. 开发工具：可使用Atmel Studio、AVR Studio等集成开发环境进行程序编写、编译和调试。

3. 烧录方式：通过ISP、JTAG、HVPP等接口进行程序烧录。

本文档旨在为您提供ATmega16单片机的中文技术资料，帮助您更好地了解这款微控制器，为您的项目开发提供支持。

后续内容将详细介绍ATmega16的外设功能、编程方法及应用实例。

ATMEGA16单片机数码管学习板资料

{ horse(j); DelayMS(10);//延时时间约 10MS } for(j=9;j!=0;j--) { horse(j); DelayMS(10); } DelayMS(50); PORTB=0X00; PORTA=Table[0];//显示 0； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[1];//显示 1； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[2];//显示 2； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[3];//显示 3； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[4];//显示 4； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[5];//显示 5； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[6];//显示 6； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[7];//显示 7； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[8];//显示 8； PORTC=0x0F; DelayMS(100); PORTA=Table[9];//显示 9； PORTC=0x0F; DelayMS(100); while(1) { Key_Process();//按键扫描
ATmega16/ ATmega16L 在 1 MHz, 3V, 25°C 时的功耗正常模式 : 1.1 mA 空闲模式 : 0.35 mA
掉电模式 : < 1 µA
二、功能特性描述
三、板子的功能特点
简要说明：一、尺寸：83mmX77mm 二、主要芯片：AVR 单片机三、工作电压：直流 4~6 伏四、单片机标准十针下载接口。（可使用并口下载线和 USB 下载线下载）五、特点：1、具有电源指示。 2、所以 I/O 口以引出。 3、四位数码管显示、四位按键输入、八位 LED 发光二极管显示。 4、标准的 7.3728M 晶振。 5、具有上电复位和手动复位。 6、支持 ATMEGAXX 系列单片机六、有详细使用说明书七、提供相关软件八、提供例程及其学习资料