ATmega16单片机

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PCF8563在电子时钟设计中的应用

PCF8563在电子时钟设计中的应用引言数字时钟已成为时钟设计的主导方向，广泛应用于实时控制系统。

数字时钟实质是一个对标准频率计数的计数电路，通常由晶体振荡电路、分频电路、时间计数电路、译码驱动电路等组成。

这里提出一种电子时钟系统设计方案，是以avr 单片机mega16作为控制核心，采用PCF8563时钟／日历器件以及数码管显示，通过硬件设计及软件编程实现的。

1 mega16简介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1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

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。

基于ATMega16的公交空位显示系统设计

基于ATMega16的公交空位显示系统设计摘要公交车作为人们日常出行的重要交通工具之一,关系到大多数人的利益。

本文基于单片机设计的公交车空位显示系统,结构简单、功能强大,可以有效的缓解公交车的秩序问题。

关键词 atmega16单片机;公交空位显示;12864液晶屏中图分类号u46 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0228-020 引言随着城市的不断扩建,越来越多的人们选择了公交车这种交通工具,因此公交车的安全性和舒适性关系到大多数人的切身利益。

如果当公交车驶入站台时,在站台上等待的人们若能了解到车上剩余座位数,便可及时地决定出自己是否乘坐该辆车,从而避免了不必要的拥挤,并能保证公交车的乘坐环境。

本文设计的显示系统通过单片机接收到来自安装在座位上的按钮是否被按下的信号,从而控制显示屏上代表空余座位灯的亮灭以及显示空余座位数的数码管。

1 系统硬件结构图本设计以单片机控制为核心,外部包括12864液晶屏、按键、七段数码管、led指示灯,总体结构框图如图1所示。

对于公交车的每一个座位内置一个按键(压力传感器),当乘客坐下时,相当于按键被按下,该信号传送至单片机,单片机接收到该信号时,即可进行处理,对七段数码管的记数减一,同时对应的座位led灯熄灭;同理,当乘客起来时,相当于按键恢复,该信号被传送至单片机处理,对七段数码管的记数加一,同时对应的座位led灯点亮,司机可以根据公交车的座位数设置初始值。

2 关键硬件设计单片机是整个系统的核心部分,是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。

本文通过功能性和成本方面的综合考虑,选择使用了atmega16单片机。

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1mips/mhz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

atmega16 包含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,3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。

MMjoy游戏控制器

MMJoy用ATmega16做8轴游戏控制器基于AVR单片机的USB游戏控制器https:///p/mmjoy/==============================关于MMjoy ============================俄罗斯玩家一直都在开发升级AVR单片机制作的游戏控制器，新固件名叫MMJoy——- MMjoy的 usb 1.0版本用mega8（或arduino开发板）、mega16、mega32都可以，只要加上V-USB电路就行（V-USB 电路包含3.3V的稳压二极管和2.2K的上拉电阻）。

- MMjoy的 usb 2.0版本用 AT90USB646、ATMEGA32U4等内部带USB电路的单片机，更方便快捷。

- 电脑上机位设置软件（下载固件后必须保存配置到单片机Eeprom）；- 15级过滤霍尔电位器抖动；- 自定2~8轴（12位精度）、48按键（3模式）、4编码器、4HAT苦力帽；- 轴自动校准、轴缩放、轴反转；- 自定义硬件ID和名称；- 最新程序和固件版本为20140224版。

==============================MMjoy下载 ============================固件代码（源码）下载：https:///p/mmjoy/--基于ATMEGA32U4的mmjoy2.0新版本；--2014年2月10日更新带bootloader的USB方式刷写固件程序。

--现在不能直接下载文件，用 "View raw file"方式下载==============================MMjoy设置 ============================电脑上机位设置（汉化界面）：注意：插入烧写固件后Mmjoy控制器，在游戏控制器里没有出现，这是因为设备还没设置，需要先设置要使用的轴/按钮/HAT/设备名称等，设置好后按“保存到设备”，再插上USB设备，就能识别为游戏控制器。

(完整版)电子体温计原理图及参数说明

电子体温计的设计与制作单元电路设计与计算说明总体方案设计（1）根据温度范围和精度选择NTC热敏电阻，确定其型号，根据电阻特性设计采集放大电路，利用运算放大器将温度信号转换为电压信号，设计电路时，因为单片机采集电压在0～2.5V，所以输入的测量范围为35～42℃，对应输出0～2.5V。

（2）采集完成以后输入单片机ATmega16的A/D口，对模拟量进行采样，转化为数字信号，单片机对采集的信号进行处理，根据采集的信号与温度的数学关系，将电信号转化为温度值[2]。

（3）用液晶屏显示出温度值。

（4）所需的电源功率足够小，能够利用开关电源供电。

电子体温计系统大多主要使用3V直流电源。

总体方案系统设计框图如图1-1所示。

一．测温电路的设计（1）NTC热敏电阻介绍1.热敏电阻是利用半导体的阻值随温度变化这一热性而制成的，分为NTC（负温度系数）热敏电阻、PTC(正温度系数)热敏电阻两大类。

PTC热敏电阻电阻值随温度的升高而增大，NTC热敏电阻电阻值随温度的升高而降低[5]。

2.正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。

3.负温度系数热敏电阻其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。

4.NTC是Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。

通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻，简称NTC 热敏电阻。

5.NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小。

6.NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低[6]。

一种基于Atmega16单片机的护士助手机器人位姿检测方法

１引言
“ 士助手”机器人是一种在医院环境中工作，护室内导航的移动机器人．当前，在移动机器人的导航研究
中，机器人自身的准确定位是一个基本而又非常重要的方面，而要实现机器人自身准确定位的前提是要能够准确地检测出机器人当前的相对位置和姿态，即机器人的位姿测量。
２总体方案
位姿检测模块以Ａｔｇ６单片机为核心，ｍｅａ１包括测量机器人三维姿态的电子罗盘接口电路、测量机器人相对位移的光电编码器接口电路以及与上位机进行串口通信的接口电路，图１所示。如电子罗盘ＨＭＲ３０３０的输出有两种选择模式一种是
ｓｆｗａｅｆｏｃａｔｏｅｓｓｍｒｒｓｎｅ．ｐｒｍｅｔｈｗｓｔａｔａａｕｅａｃｒｔｌｈｅａｉｅｄｓｌｃ — ｏｔｒｗｈｒｆｔｙｅａｅｐｅｅｔｄＥｘｅｉｎｏｈｔｉｃｎｍｅｓｒｃｕａｅｙｔｅｒｌｔｉｐａｅｌｈｓｖ
ＳｙｔｍｆＮｕｓｎｓｓａｔｂｔｓｅｏａ“ ｒｉｇＡｓｉｔｎ＇ ’ ｏＲｏ
ＬＵｎ－ｉＬＵＴａ－，ＩＧａｇｄ，ＩｉｎｆＨＡＮｉ－ｕ，ＥｕＪｎｈａＭＮＧｎ－ｉＱｉｇｘｎ
（Ｈ￣ｂＥｇｎｅｉｇｉｅｓｙＨａｂｎ１００，ｉａｍｎｉｅｒｖｒｉ，ｒｊ５０１Ｃｈｎ）ｎＵｎｔ
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｎｒｄｃｓｏｉｏｎｔｔｄａｕｅｎｙｔｍａｅｎＡｔｇ１ＣＵ．ｈａｄｒｉｕｔｎｓｒｃ：ｈｓａｅｔｕｅｐｓｔｎａｄａｔｕｅｍｅｓｒｍｅｔｓｉｏａｉｉｓｅｂｓｄｏｍｅａ６ＭＴｅｈｒｗａｅｃｒｉａｄｃ

基于AVR单片机录音笔设计的制作原理

片选（CS）：当CS脚为低电平时选通数字闪存。当器件没有被选通时，数据无法被SI脚所接收，而SO脚将会保持为高阻态。要进行某个操作，CS脚上必须有一个由高到低电平的跃变，要结束某个操作，CS脚上必须有一个由低到高电平的跃变。
写保护：如果WP脚置为低电平，主存中的前256页就无法被重写。要重写前256页的唯一方法就是将该引脚拉为高电平，然后用前面所提到的编写命令。WP脚是内部拉高的；因此若非需要，WP脚上不需连接其他引脚。然而，我们建议尽量通过外部拉高WP引脚。
4.2.3声音存储模块14
4.2.4声音输出模块16
4.3软件设计16
4.3.1软件设计思想16
4.3.2程序流程图18
4.3.3主函数方框图20
4.4系统的调试与总结21
5总结22
7附录23
附录A：系统的总体设计原理图23
附录B：系统软件设计源程序清单24
1
1.1
数码录音笔，也称为数码录音棒或数码录音机，数字录音器的一种，为了便于操作和提升录音质量造型并非以单纯的笔型为主，携带方便，同时拥有多种功能，如激光笔功能、FM调频、MP3播放等。与传统录音机相比，数码录音笔是通过数字存储的方式来记录音频的。数码录音笔通过对模拟信号的采样、编码将模拟信号通过数模转换器转换为数字信号，并进行一定的压缩后进行存储。而数字信号即使经过多次复制，声音信息也不会受到损失，保持原样不变。
1课题分析1
择3
2.1运用专门的语音芯片3
2.2运用avr自带的ADC以及PWM模块3
3芯片简介4
3.1 ATmega16芯片简介4
3.2AT45DB041B芯片简介8
4总体设计13
4.1系统设计方框图13
4.2硬件设计13

AVR单片机EEPROM读写过程

EEPROM: 单片机内部可用软件读写的数据存储空间，掉电后数据不丢失，可擦写10万次。

ATmega16 内部有512字节的EEPROM数据空间，地址空间由0-511，由EEPROM 地址寄存器EEAR指定，数据寄存器EEDR用于存储要读写的数据。

写操作步骤：
一、查询上一个数据是否写完：while （EECR&(1<<EEWE)) ; //如果EEWE位为1，就在原地等待
二、将要写如数据的地址送到EEAR: EEAR=address（范围0-0x1ff) ;
三、把要写入的数据送到EEDR: EEDR=data；
四、主机写入允许：EECR|=(1<<EEMWE);
五、启动写入：EECR|=(1<<EEWE);
读操作步骤：
一、等待上一个数据写完：while（EECR&(1<<EEWE));
二、指定要读出数据的地址：EEAR=adress；
三、使能读：EECR|=(1<<EERE);
四、从EEDR中读取数据：data=EEDR;
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基于ATmega16L单片机的矿用甲烷和温度监测仪设计

ｍｅｇａｌ６Ｌ单片机为核心的监测仪设计方案。监测仪采用红外甲烷传感器和单总线数字式温度ＤＳ１８Ｂ１０传感器分别对甲
烷浓度和温度进行准确测量，实现了对采煤层多点温度的精确采集，将采集的甲烷浓度和温度数据发送至地面集中监控
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｔａｃｈｉｅｖｅｄｍｕｌｔｉ — ｐｏｉｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇｃｏｌａｓｅａｍｓ，ｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｄａｔａｏｆＣＨ４ｃｏｎｃｅｎ－
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ — ａｃｃｕｒａｃｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈａｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎａｔｒｏｃｉｏｕｓｃｏａｌｍｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｍｉｎｅ — ｕｓｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＡｔｍｅｇａｌ６Ｌｓｉｎｇｌｅ — ｃｈｉｐ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｔｏｏｋｉｎｆｒａｒｅｄｍｅｔｈｎｅａｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｄｉｇｉｔｌａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒＤＳ１８Ｂ２０ｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｍｅｔｈｎｅａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄ

MMjoy游戏控制器

- MMjoy的 usb 2.0版本用 AT90USB646、ATMEGA32U4等内部带USB电路的单片机，更方便快捷。

ATMEGA16读写iic(TWI)(24c02) C语言程序

ATMEGA16读写iic(24c02) C语言程序测试通过#include <iom16v.h>#include "I2C.h"#include "1602.h"#include "delay.h"/*通过AVR往I IC写数据，并通过串口把数据读出显示出来*///===============================================================void UART_init(void) //UART初始化{ DDRD = 0x02;PORTD = 0x00;UCSRA = 0x02; /*无倍速*/UCSRB = 0x18; /*允许接收和发送*/UC SRC = 0x06; /*8位数据,1位停止位，无校验*/UBRRH = 0x00;UBRRL = 12; /*9600*/}//===============================================================void USART_TXD(float data) //发送采用查询方式{while( !(UCSRA & BIT(UDRE)) );UDR=data;while( !(UCSRA & BIT(TXC )) );UCSRA|=BIT(TXC);}void main(void){unsigned char i;//LCD_init();uart_init();//TART初始化SEI(); //全局中断使能while(1){/*I2C_Write('n',0x00);I2C_Write('c',0x01);I2C_Write('e',0x02);I2C_Write('p',0x03);I2C_Write('u',0x04);*/i=I2C_Read(0x00);//LCD_write_char(0,0,i); USART_TXD(i);i=I2C_Read(0x01);//LCD_write_data(i);USART_TXD(i);i=I2C_Read(0x02);//LCD_write_data(i);USART_TXD(i);i=I2C_Read(0x03);//LCD_write_data(i);USART_TXD(i);i=I2C_Read(0x04);//LCD_write_data(i);USART_TXD(i);}}/*上面上主函数部分*/#include <macros.h>#include "delay.h"//I2C 状态定义//MT 主方式传输 MR 主方式接受#define START 0x08#define RE_START 0x10#define MT_SLA_ACK 0x18#define MT_SLA_NOACK 0x20#define MT_DATA_ACK 0x28#define MT_DATA_NOACK 0x30 #define MR_SLA_ACK 0x40#define MR_SLA_NOACK 0x48#define MR_DATA_ACK 0x50#define MR_DATA_NOACK 0x58#define RD_DEVICE_ADDR 0xA1 //前4位器件固定,后三位看连线,最后1位是读写指令位#define WD_DEVICE_ADDR 0xA0//常用TWI操作(主模式写和读)#define Start() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN)) //启动I2C#define Stop() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN)) //停止I2C#define Wait() {while(!(TWCR&(1<<TWINT)));} //等待中断发生#define TestAck() (TWSR&0xf8) //观察返回状态#define SetAck (TWCR|=(1<<TWEA)) //做出ACK应答#define SetNoAck (TWCR&=~(1<<TWEA)) //做出Not Ack应答#define Twi() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN)) //启动I2C#define Write8Bit(x) {TWDR=(x);TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);} //写数据到TWDRunsigned char I2C_Write(unsigned char Wdata,unsigned char RegAddress); unsigned char I2C_Read(unsigned RegAddress);/*********************************************I2C总线写一个字节返回0:写成功返回1:写失败**********************************************/unsigned char I2C_Write(unsigned char Wdata,unsigned char RegAddress){Start(); //I2C启动Wait();if(TestAck()!=START)return 1; //ACKWrite8Bit(WD_DEVICE_ADDR); //写I2C从器件地址和写方式Wait();if(TestAck()!=MT_SLA_ACK)return 1; //ACKWrite8Bit(RegAddress); //写器件相应寄存器地址Wait();if(TestAck()!=MT_DATA_ACK)return 1; //ACKWrite8Bit(Wdata); //写数据到器件相应寄存器Wait();if(TestAck()!=MT_DATA_ACK)return 1; //ACKStop(); //I2C停止delay_nms(10); //延时return 0;}/*********************************************I2C总线读一个字节返回0:读成功返回1:读失败**********************************************/ unsigned char I2C_Read(unsigned RegAddress){unsigned char temp;Start();//I2C启动Wait();if (TestAck()!=START)return 1; //ACKWrite8Bit(WD_DEVICE_ADDR); //写I2C从器件地址和写方式Wait();if (TestAck()!=MT_SLA_ACK)return 1; //ACKWrite8Bit(RegAddress); //写器件相应寄存器地址Wait();if (TestAck()!=MT_DATA_ACK)return 1;Start(); //I2C重新启动Wait();if (TestAck()!=RE_START)return 1;Write8Bit(RD_DEVICE_ADDR); //写I2C从器件地址和读方式Wait();if(TestAck()!=MR_SLA_ACK)return 1; //ACKTwi(); //启动主I2C读方式Wait();if(TestAck()!=MR_DATA_NOACK)return 1; //ACKtemp=TWDR;//读取I2C接收数据Stop();//I2C停止return temp;}/*以上是IIC.h头文件部分，需要对照技术文档好好研究*/*----------------------------------------------------------------------- 延时函数编译器：I CC-AVR v6.31A 日期: 2005-11-24 20:29:57目标芯片 : M16时钟: 8.0000M Hz作者：archeng504-----------------------------------------------------------------------*/ #ifndef __delay_h#define __delay_hvoid delay_nus(unsigned int n);void delay_nms(unsigned int n);void delay_1us(void);void delay_1ms(void) ;void delay_1us(void) //1us延时函数{asm("nop");}void delay_nus(unsigned int n) //N us延时函数{unsigned int i=0;for (i=0;i<n;i++)delay_1us();}void delay_1ms(void) //1ms延时函数{unsigned int i;for (i=0;i<1140;i++);}void delay_nms(unsigned int n) //N ms延时函数{unsigned int i=0;for (i=0;i<n;i++)delay_1ms();}#endif/*以上是delay.h部分，再加上IIC中自带的iom16v.h 和macros.h就可以编译通过*//*注意点：本程序在实验板ATMEGA16上测试通过，在示波器把SCL，SDA信号线有数据，移值到自己电路上可以放心使用，在ATMEGA32上一样使用，本人24C02的A2，A1，A0都是接地，若地址不一样，在程序相应位置改一下就可以，串口上调试单片机的基础，所以它一定要会用*//*本程序调试软件环境是ICC6.31*/。

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ATmega16单片机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。

2.1.1 ATmega16产品特性u 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16MIPSl 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SRAMl 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RTCl 四通道PWMl 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USARTl 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u I/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 - 5.5Vl ATmega16：4.5 - 5.5Vu 速度等级l 8MHz ATmega16Ll 0-16MHz ATmega16u ATmega16L在1MHz, 3V, 25°C时的功耗l 正常模式: 1.1 mAl 空闲模式: 0.35 mAl 掉电模式: < 1 μ A2.1.2 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 处于高阻状态。

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) 端口D 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，则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D 处于高阻状态。

端口D 也可以用做其他不同的特殊功能.RESET 复位输入引脚。

持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。

门限时间见P36Table 15。

持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。

XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。

XTAL2 反向振荡放大器的输出端。

AVCC AVCC是端口A与A/D转换器的电源。

不使用ADC时，该引脚应直接与VCC连接。

使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC 连接。

AREF A/D 的模拟基准输入引脚。

2.1.3 ATmega16 内核介绍右边为AVR 结构的方框图为了获得最高的性能以及并行性， AVR 采用了Harvard 结构，具有独立的数据和程序总线。

程序存储器里的指令通过一级流水线运行。

CPU 在执行一条指令的同时读取下一条指令( 在本文称为预取)。

这个概念实现了指令的单时钟周期运行。

程序存储器是可以在线编程的FLASH。

快速访问寄存器文件包括32 个8 位通用工作寄存器，访问时间为一个时钟周期。

从而实现了单时钟周期的ALU 操作。

在典型的ALU 操作中，两个位于寄存器文件中的操作数同时被访问，然后执行运算，结果再被送回到寄存器文件。

整个过程仅需一个时钟周期。

寄存器文件里有6 个寄存器可以用作3 个16 位的间接寻址寄存器指针以寻址数据空间，实现高效的地址运算。

其中一个指针还可以作为程序存储器查询表的地址指针。

这些附加的功能寄存器即为16 位的X、Y、Z 寄存器。

ALU支持寄存器之间以及寄存器和常数之间的算术和逻辑运算。

ALU也可以执行单寄存器操作。

运算完成之后状态寄存器的内容得到更新以反映操作结果。

程序流程通过有/ 无条件的跳转指令和调用指令来控制，从而直接寻址整个地址空间。

大多数指令长度为16 位，亦即每个程序存储器地址都包含一条16 位或32 位的指令。

程序存储器空间分为两个区：引导程序区(Boot 区) 和应用程序区。

这两个区都有专门的锁定位以实现读和读/ 写保护。

用于写应用程序区的SPM 指令必须位于引导程序区。

在中断和调用子程序时返回地址的程序计数器(PC) 保存于堆栈之中。

堆栈位于通用数据SRAM，因此其深度仅受限于SRAM 的大小。

在复位例程里用户首先要初始化堆栈指针SP。

这个指针位于I/O 空间，可以进行读写访问。

数据SRAM 可以通过5 种不同的寻址模式进行访问。

AVR 存储器空间为线性的平面结构。

AVR有一个灵活的中断模块。

控制寄存器位于I/O空间。

状态寄存器里有全局中断使能位。

每个中断在中断向量表里都有独立的中断向量。

各个中断的优先级与其在中断向量表的位置有关，中断向量地址越低，优先级越高。

I/O 存储器空间包含64 个可以直接寻址的地址，作为CPU 外设的控制寄存器、SPI，以及其他I/O 功能。

映射到数据空间即为寄存器文件之后的地址0x20 - 0x5F。

AVR单片机的型号标识解析1. 型号紧跟的字母，表示电压工作范围。

带“V”：1.8-5.5V；若缺省，不带“V”：2.7-5.5V。

例：ATmega48-20AU，不带“V”表示工作电压为2.7-5.5V。

2. 后缀的数字部分，表示支持的最高系统时钟。

例：ATmega48-20AU，“20”表示可支持最高为20MHZ的系统时钟。

3. 后缀第一（第二）个字母，表示封装。

“P”：DIP封装，“A”：TQFP封装，“M”：MLF封装。

例：ATmega48-20AU，“A”表示TQFP封装。

4. 后缀最后一个字母，表示应用级别。

“C”：商业级，“I”：工业级（有铅）、“U”工业级（无铅）。

例：ATmega48-20AU，“U”表示无铅工业级。

ATmega48-20AI，“I”表示有铅工业级。

AVR 8-Bit MCU的最大特点与其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特点是：· 哈佛结构，具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力；· 超功能精简指令集（RISC），具有32个通用工作寄存器，克服了如8051 MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象；· 快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发；· 作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具备10mA-20mA灌电流的能力；· 片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；· 大部分AVR片上资源丰富：带E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；· 大部分AVR除了有ISP功能外，还有IAP功能，方便升级或销毁应用程序。