Atmega328原理图
第2章_ATmega128硬件结构
广州大学 机电学院 庞志
$100CA
$1006:LDI R1,$0A $1008:LDS R2,$FF00 $100A:ADD R2,R1 $100C:STS $$FFFF0000(($$110A)) $FF00,R2
R1=$0A R2=$$11AA0
2020年5月19日星期二
广州大学 机电学院 庞志
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ATmega128
单 片 机 方 框 图
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ATmega128
单 片 机 指 令 执 行 过 程
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$1006
10+(0xFF00$)1=0>0(60:xLFDFI 0R0)1,$0A
当RAMPZ0=1: ELPM/SPM可以访问程序存储器地址 $8000——$FFFF(高64K字节)
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2.2.3 指令执行时序
AVR CPU由系统时钟clkCPU驱动。
并行取指和执行时序
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单时钟周期ALU 操作
模拟比较器
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2.1.2 主要性能 (续)
特殊的处理器特点
上电复位 可编程的掉电检测 片内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 可选的时钟频率 可选ATmega103兼容模式 全局上拉禁止功能
Bit 6 – T: 位拷贝存储 Bit 4 – S: 符号位,S=N⊕V Bit 2 – N: 负数标志 Bit 0 – C: 进位标志
MEMORY存储芯片ATMEGA328P-AU中文规格书
Features●High Performance, Low Power AVR ® 8-Bit Microcontroller Family ●Advanced RISC Architecture 131 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution 32 x 8 General Purpose Working Registers Fully Static OperationUp to 20 MIPS Throughput at 20MHz On-chip 2-cycle Multiplier●High Endurance Non-volatile Memory Segments 4/8/16/32KBytes of In-System Self-Programmable Flash program memory 256/512/512/1KBytes EEPROM 512/1K/1K/2KBytes Internal SRAMWrite/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C (1)Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits●In-System Programming by On-chip Boot Program ●True Read-While-Write OperationProgramming Lock for Software Security●QTouch ® library support Capacitive touch buttons, sliders and wheels QTouch and QMatrix™ acquisition Up to 64 sense channels●Peripheral Features Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare ModeOne 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture ModemegaA VR ® Data SheetIntroductionThe ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P is a low power, CMOS 8-bit microcontrollers based on the AVR ® enhanced RISC architecture. By executing instructions in a single clock cycle, the devices achieve CPU throughput approaching one million instructions per second (MIPS) per megahertz, allowing the sys-tem designer to optimize power consumption versus processing speed.2.OverviewThe ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P is a low-power CMOS 8-bit microcontroller based on the AVR enhanced RISC architecture. By executing powerful instructions in a single clock cycle, theATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P achieves throughputs approaching 1 MIPS per MHz allowing thesystem designer to optimize power consumption versus processing speed.2.1Block DiagramFigure 2-1.Block DiagramThe AVR core combines a rich instruction set with 32 general purpose working registers. All the 32 registers are directly connected to the Arithmetic Logic Unit (ALU), allowing two independent registers to be accessed in one single instruction executed in one clock cycle. The resulting architecture is more code efficient while achieving throughputs up to ten times faster than conventional CISC microcontrollers.The ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P provides the following features: 4K/8Kbytes of In-SystemProgrammable Flash with Read-While-Write capabilities, 256/512/512/1Kbytes EEPROM, 512/1K/1K/2Kbytes SRAM, 23general purpose I/O lines, 32 general purpose working registers, three flexible Timer/Counters with compare modes, internal and external interrupts, a serial programmable USART, a byte-oriented 2-wire Serial Interface, an SPI serial port, a 6-channel 10-bit ADC (8 channels in TQFP and VQFN packages), aprogrammable Watchdog Timer with internal Oscillator, and five software selectable power saving modes. The Idle mode stops the CPU while allowing the SRAM, Timer/Counters, USART, 2-wire Serial Interface, SPI port, and interrupt system to continue functioning. The Power-down mode saves the register contents but freezes the Oscillator, disabling all other chip functions until the next interrupt or hardware reset. In Power-save mode, the asynchronous timer continues to run, allowing the user to maintain a timer base while the rest of the device is sleeping. The ADC Noise Reduction mode stops the CPU and all I/O modules except asynchronous timer and ADC, to minimize switching noise during ADC conversions. In Standby mode, the crystal/resonator Oscillator is running while the rest of the device is sleeping. This allows very fast start-up combined with low powerconsumption.Microchip offers the QTouch library for embedding capacitive touch buttons, sliders and wheels functionality into AVR® microcontrollers. The patented charge-transfer signal acquisition offers robust sensing and includes fully debounced reporting of touch keys and includes Adjacent Key Suppression™ (AKS™) technology forunambiguous detection of key events. The easy-to-use QTouch Suite toolchain allows you to explore, develop and debug your own touch applications.The device is manufactured using Microchip’s high density non-volatile memory technology. The On-chip ISP Flash allows the program memory to be reprogrammed In-System through an SPI serial interface, by aconventional non-volatile memory programmer, or by an On-chip Boot program running on the AVR core. The Boot program can use any interface to download the application program in the Application Flash memory.Software in the Boot Flash section will continue to run while the Application Flash section is updated, providing true Read-While-Write operation. By combining an 8-bit RISC CPU with In-System Self-Programmable Flash ona monolithic chip, the ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P is a powerful microcontroller that provides ahighly flexible and cost effective solution to many embedded control applications.The ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P AVR is supported with a full suite of program and systemdevelopment tools including: C Compilers, Macro Assemblers, Program Debugger/Simulators, In-CircuitEmulators, and Evaluation kits.2.2Comparison Between ProcessorsThe ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P differ only in memory sizes, boot loader support, and interrupt vector sizes. Table 2-1 summarizes the different memory and interrupt vector sizes for the devices.Table 2-1.Memory Size SummaryATmega48A4KBytes256Bytes512Bytes 1 instruction word/vectorATmega48PA4KBytes256Bytes512Bytes 1 instruction word/vectorATmega88A8KBytes512Bytes1KBytes 1 instruction word/vectorATmega88PA8KBytes512Bytes1KBytes 1 instruction word/vectorATmega168A16KBytes512Bytes1KBytes 2 instruction words/vectorATmega168PA16KBytes512Bytes1KBytes 2 instruction words/vectorATmega32832KBytes1KBytes2KBytes 2 instruction words/vectorATmega328P32KBytes1KBytes2KBytes 2 instruction words/vector7.AVR CPU Core7.1OverviewThis section discusses the AVR core architecture in general. The main function of the CPU core is to ensure correct program execution. The CPU must therefore be able to access memories, perform calculations, control peripherals, and handle interrupts.Figure 7-1.Block Diagram of the AVR ArchitectureIn order to maximize performance and parallelism, the AVR uses a Harvard architecture – with separatememories and buses for program and data. Instructions in the program memory are executed with a single level pipelining. While one instruction is being executed, the next instruction is pre-fetched from the program memory.This concept enables instructions to be executed in every clock cycle. The program memory is In-SystemReprogrammable Flash memory.The fast-access Register File contains 32 x 8-bit general purpose working registers with a single clock cycle access time. This allows single-cycle Arithmetic Logic Unit (ALU) operation. In a typical ALU operation, two。
基于AltiumDesigner的电路设计
基于AltiumDesigner的电路设计基于Altium Designer的电路设计1 Altium Designer软件介绍 (2)2使⽤Altium Design设计电路的基本步骤 (2)3基于ATMEGA 328的总体⽅案设计 (3)3.1单⽚机控制系统模块 (4)3.2 LT3469电压控制压电陶瓷模块 (7)3.3MAX232串⼝信号控制模块 (10)3.4电路中其他各个部分的简介 (11)4⾃适应系统印制电路板的设计 (14)5结论 (15)1 Altium Designer软件的介绍澳⼤利亚的Altium公司于2006年初推出了⼀款新型的电路板设计软件——Altium Designer！Altium Designer的前⾝是Protel软件，新推出的这款软件是全新32位的，具有更加强⼤的功能，更加友好的⼈机交互式界⾯，并且容易上⼿，更容易使⽤。
软件设计者可以使⽤该软件设计出更加完美的电路原理图和电路的元器件图。
新推出的Altium Designer相较于Protel具有更⾼的集成度和可扩展性，⼀经推出风靡与设计者间，迅速占领全球的电⼦电路设计⾃动化软件的霸主地位，⽽后成为新⼀代电⼦电路等电⽓化的⾏业标准。
Altium Designer主要有电路设计部分和电路仿真与可编程逻辑器件设计两部分组成，每⼀部分⼜有多个模块组成。
电路设计部分有主要包含原理设计系统和印刷电路板设计系统。
原理设计系统主要⽤于电路原理图的设计，原理图的设计包括原理图库的编辑器和原理图库修改的编辑器，⽽后根据原理图库设计出原理图并导出原理图中所需要的元器件等报表。
印刷电路板设计系统主要⽤于设计元器件库，⽽后根据元器件库对设计印刷电路板的编辑与修改[37]。
2使⽤Altium Design设计电路的基本步骤在使⽤Altium Designer设计电路是需要遵循下述步骤PCB板设计流程图如图1中所⽰。
1、设计原理图2、定义组件封装3、PCB 图纸的基本设置4、⽣成原理图和电路板之间的⽹表和载⼊原理图和电路板之间的⽹表5、布线规则设置6、⾃动布线7、⼿动布线8、⽣成报表⽂件9、档打印输出图1PCB板设计流程图3基于ATMEGA 328的总体⽅案设计AO系统的PCB板是基于ATmega328单⽚机作为主要控制芯⽚的；它通过MAX232EWE(16)芯⽚获取到上位机发出的信号，然后通过ATmega328具备PWM输出功能的管脚来控制LT3469电压芯⽚来控制供给压电陶瓷电压的变化得到上位机所需要的位置变化。
atmega32a 模数转换 电压范围
atmega32a 模数转换电压范围
【简介】
ATmega32A是一款由Atmel公司生产的8位Flash微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在其众多功能中，模数转换器（ADC）发挥着重要作用。
本文将详细介绍ATmega32A的ADC电压范围及其应用。
【模数转换器（ADC）的工作原理】
模数转换器（ADC）是一种将模拟信号转换为数字信号的电路。
其基本原理是通过比较输入模拟信号与基准电压的大小，将模拟信号量化为数字信号。
在ATmega32A中，ADC采用逐次比较法进行转换。
【ATmega32A的ADC电压范围】
ATmega32A的ADC具有以下电压范围：
- 输入电压范围：0V至电源电压（VP）
- 基准电压范围：1.1V至1.2V
根据电压范围和基准电压，可以计算出ADC的分辨率。
分辨率表示ADC 将输入电压信号分成多少个等级，计算公式为：
分辨率= 2^(ADC位数)
例如，ATmega32A的ADC位数为10位，则分辨率约为1024个等级。
【应用实例】
以下是一个使用ATmega32A的ADC进行电压测量的实例：
1.连接待测电压信号至ADC的输入通道。
2.设置ADC参数，包括采样速率、基准电压等。
3.启动ADC转换，读取转换结果。
4.根据转换结果计算电压值。
【总结】
ATmega32A的ADC具有广泛的电压范围，可以满足多种实际工程需求。
通过合理配置ADC参数，可以实现高精度的电压测量。
atmega328p晶体仪表的制作与程序
主题：atmega328p晶体仪表的制作与程序1. 简介atmega328p是一款由Atmel推出的低功耗、高性能的8位微控制器芯片，广泛应用于嵌入式系统和电子产品中。
通过合理的设计和程序编写，可以实现各种应用，比如晶体仪表。
下面将介绍如何制作atmega328p晶体仪表，并编写相应程序。
2. 材料准备- atmega328p芯片- 晶体振荡器- 电容- 电阻- LED数码管- 键盘- 电源及连线3. 硬件制作3.1 搭建电路连接3.2 确定晶体振荡器频率3.3 连接LED数码管3.4 键盘的连接3.5 完成整体电路连接4. 程序编写4.1 引用必要的库文件4.2 定义端口4.3 初始化程序4.4 程序编写流程及实现4.5 调试及优化5. 演示与调试5.1 上电演示5.2 程序功能演示5.3 调试过程及优化6. 总结atmega328p晶体仪表制作完成，并通过程序编写实现相应功能。
在制作过程中，需要严格按照电路连接图及引脚定义进行搭建，并注意电路的稳定性。
在程序编写时，需注重流程的合理性及代码的简洁性，以及功能的实现。
在演示与调试阶段，及时处理因硬件或软件方面的问题，并不断优化程序，以达到准确显示晶体信息的目的。
7. 参考资料- atmega328p数据手册- avr-gcc编程手册- 电路原理图及引脚定义通过上述步骤，我们可以很好的制作出atmega328p晶体仪表，并编写相应的程序，达到预期的功能。
希望以上内容对您有所帮助。
8. 扩展内容在制作atmega328p晶体仪表的过程中，除了搭建电路连接和编写程序外，还需要注意一些细节和技巧，以确保仪表的稳定性和准确性。
接下来，我们将深入探讨一些扩展内容，包括电路设计原则、程序优化技巧和应用场景的拓展。
8.1 电路设计原则在搭建电路连接过程中，电路设计是至关重要的一环。
为了确保atmega328p晶体仪表的稳定性和可靠性，需要遵循一些电路设计的原则：要合理设计电源部分。
arduino相关电路原理
arduino相关电路原理
Arduino是一款开源的电子原型平台，它基于易于使用的硬件
和软件，可以用于开发交互式项目。
Arduino电路原理如下：
1. 供电电源：Arduino板可以使用USB或外部电源进行供电。
USB电源通常是5V，而外部电源可以从7V到12V供电。
供
电电源会连接到Arduino的VIN引脚或者外部电源端口。
2. ATmega328P微控制器：Arduino使用ATmega328P微控制
器作为主控制器。
它内置了数字和模拟输入/输出引脚，用于
执行用户编写的程序。
3. 时钟和晶振：Arduino板上的晶振或时钟电路提供精确的时
钟频率，以便于微控制器的正常运行和时间计算。
4. 电位器和按钮：Arduino板上的电位器和按钮用于用户输入。
电位器可以调节电阻值，按钮用于模拟输入。
5. 电源指示灯：Arduino板上通常会有一些LED指示灯，用于指示电源是否正常供电。
6. 输入/输出引脚：Arduino板上有多个数字输入/输出引脚和
模拟输入/输出引脚，用于连接各种外部设备和传感器。
7. 串口：Arduino板上通常有一个串口，用于与计算机通信，
以便上传程序或与其他设备进行通信。
以上是Arduino电路原理的一般示意，具体的电路原理可以根据不同的Arduino板型和项目需求而有所不同。
基于ATMEGA328P的无线TALLY系统
基于ATMEGA328P的无线TALLY系统摘要：本文介绍了一种基于ATMEGA328P和汇承HC-12传输模块的无线TALLY 系统，该系统具响应快速，显示准确，传输稳定，性价比高等特点。
文章从工作原理、电路设计、元器件选型、程序开放等方面对该系统进行了简要阐述。
关键字：无线TAllY系统 ATMEGA328P一、研发背景近年来，EFP电子现场制作（Electronic Field Production）系统凭借其灵活、机动、便携等特点，在突发事件的新闻报道工作中使用频率逐渐提高，索尼AWS-750便携切换台在EFP系统中得到广泛的应用。
根据平日转播工作的实际情况，急需一种灵活、可靠的摄像机切灯提示系统，来提示摄像师，导播正在使用此台摄像机的拍摄画面，不要对此台摄像机进行不必要的调整。
切灯提示系统保证了摄像师构图的稳定性，提升了节目播出的安全性。
基于ATMEGA328P微控制器，配合汇承HC-12无线串口通讯模块的无线切灯提示系统，可满足在日常转播工作中，编辑部门对切灯提示的需求，此系统在满足EFP 系统节目制作的同时，也能够在转播车系统中使用。
项目拥有良好的可扩展性和高可用性，运维成本低廉，符合立项的需求。
二、项目概况为了延续EFP系统灵活机动的特性，计划设计一套无线切灯提示系统，采取一发多收的模式。
接收端可放置于摄像机的机头灯安装位上如图1所示，这样可以不用考虑摄像机的品牌和型号，适配程度显著提升。
设计使用OLED显示屏显示，通讯状态、本机讯道号和主切讯道号如图2所示。
设计使用内外切灯对摄像师和主持人进行分别的提示，可显示红、绿、黄三色，主切、预切、主预同切三种切灯如图3所示。
系统设置开机自检程序，设计电源提示灯，方便判断各元器件的工作状况。
断电后本机讯道号不丢失。
使用三档拨轮开关分别调整本机讯道号，和LED灯珠亮度，以适应各种场景。
本系统，还应兼容日常工作中的转播车系统所使用的其他型号切换台，可对斯坦尼康、无线讯道、轨道摄像机等特种设备，进行切灯提示。
基于ATmega328P-PU智能开关灯控制器的设计
基于ATmega328P-PU智能开关灯控制器的设计王姝;郭昱;武丽云【摘要】针对校园寝室实行定时供断电政策而造成的电资源浪费现象,设计了一种基于ATmega328P-PU的智能开关灯控制器.该控制器由光照检测模块、蓝牙模块、舵机和机械连杆机构等共同构成,通过光照检测模块感知室内光照强度的变化,由连杆机构完成自动关灯,同时也可由蓝牙控制实现自动开关灯.该控制器利用机电一体化的有机结合,经实际现场应用,可靠且控制方便,真正达到了节能的目的.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)012【总页数】5页(P15-18,57)【关键词】ATmega328P-PU;机电一体化;智能开关灯控制器,节能【作者】王姝;郭昱;武丽云【作者单位】太原工业学院工程训练中心,山西太原 030008;太原工业学院工程训练中心,山西太原 030008;太原工业学院工程训练中心,山西太原 030008【正文语种】中文【中图分类】TP391随着经济的不断发展，资源短缺和环境问题已经成为制约我国发展的重要因素，建设节约、低碳、环保型校园成为建设节约型社会的重要组成部分。
而目前校园普遍存在资源浪费的情况，尤其是在照明用电的使用上，浪费尤为严重。
现在校园寝室大多采用统一断电的方式进行宿舍用电的管理。
每天晚上宿舍断电后往往不能及时关掉电源开关，而学校为方便早起的学生，一般通电时间比较早，大概在6点左右，而多数学生是在上课前半小时内起床。
这样早上通电后不仅严重浪费电，而且极其影响大家的休息。
以太原工业学院为例，全院共计2 200个寝室，每个寝室配有两支36 W的日光灯管。
第一节上课时间为早上8点，那么同学集中起床时间为早上7点半。
在这种情况下，前一天晚上忘记关灯的寝室就会浪费掉至少一个半小时的电量[1]（若第一节没课，时间会更长）。
经计算每天浪费电量约240度（约占宿舍总照明电量的34%）。
在不改动现有开关及电路的基础上，本文设计了一款基于ATmega328P-PU贴片式智能开关控制器，能够在寝室断电后自动关灯，同时也可通过蓝牙模块无线控制灯的开关，实现节能减排的目标。
ATmega328P中文翻译资料要点
（PCINT23/ AIN1）PD7
（PCINT0/ CLKO/ ICP1）PB0
PC5（ADC5/ SCL/ PCINT13）
PC4（ADC4/ SDA/ PCINT12）
PC3（ADC3/ PCINT11）
PC2（ADC2/ PCINT10）
PC1（ADC1/ PCINT9）
ADC7
GND
AREF
ADC6
AVCC
PB5（SCK/ PCINT5）
32
31
30
29
28
27
26
25
9
10
11
12
13
14
15
16
（PCINT21/ OC0B/ T 1）PD5
（PCINT22/ OC0A/ AIN0）PD6
（PCINT23/ AIN1）PD7
（PCINT0/ CLKO/ ICP1）PB0
32
31
30
29
28
27
26
25
9
10
11
12
13
14
15
16
32 MLF顶视图
（PCINT19/ OC2B/ INT1）PD3
（PCINT20/ XCK/ T0）PD4
GND
VCC
GND
VCC
（PCINT6/ XTAL1/ TOSC1）PB6
（PCINT7/ XTAL2/ TOSC2）PB7
PC1（ADC1/ PCINT9）
温度测量
- 6通道10位ADC PDIP封装
温度测量
-可编程的串行USART
-主/从SPI串行接口
基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究
68基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究基于语音识别的智慧分类垃圾桶研究I s）ellige st Classification Trash Based on Speech Recogsitio郑红娜1,2（1山西铁道职业技术学院，山西太原030013；2太原理工大学信息工程学院，山西太原030024）摘要：传统的智慧垃圾桶往往只采用红外传感器检测是否有人接近，当人体接近了垃圾桶，就会自动打开垃圾桶的翻盖，这样的垃圾桶不仅无法完成垃圾分类功能，也无法有效防止病毒传播。
因此，旨在实现一个可以自动垃圾分类的智慧垃圾桶，该垃圾桶基于微控制器和语音识别技术，其工作过程为：首先，非特定人语音识别芯片LD3320不断检测外界语音输入并进行语音识别，接着Arduino微控制器再根据识别结果判断该垃圾所属的分类，最后指挥舵机打开相应垃圾桶的盖子。
智慧分类垃圾桶不仅可以助力垃圾分类政策的实施，解决人们困扰的垃圾分类问题，而且可为疫情期间无接触式垃圾投放提供技术保障。
关键词：物联网；语音识别；智慧分类垃圾桶；Arduino；单片机;垃圾分类；舵机Abstract:The purpose of this paper is to implement p garbage classification of wisdom can automatically,the trash bin is based on micro controller and voice recognition technology,its working process is:first,speaker-iadependent speech recognition chip LD3320continuously detect the outside voice input and voice recognition,then the Arduino microcontroller according to classification,the result concludes that the trash belongs the last command steering gear open the lid of the corresponding trash can.I ntelligent garbage cans can not only help the implementation of garbage classification policies,solve the problem of garbage classification that people are troubled by,but also provide a safety guarantee for the contactless garbage delivery during the epidemic.Keywords:internet of things,speech recognition,intelligent classification trash,Arduino,MCU,garbage classification,servo1智慧垃圾桶简介2017年，我国颁布了《生活垃圾分类制度实施方案》，这一举措对维护生态系统平衡、改善城乡环境、促进资源回收利用都具有重要意义，该方案将垃圾分为厨余（易腐）垃圾、有害垃圾、可回收垃圾和其它垃圾四类。