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ATmega48中文数据手册

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ATmega48

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ATmega48中文数据手册,版本:2545D–AVR–07/04

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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 大多数指令的执行时间为单个时钟周期 32 x 8 通用工作寄存器 全静态操作 工作于 20 MHz 时性能高达 20 MIPS 只需两个时钟周期的硬件乘法器 非易失性的程序和数据存储器 4816K 字节的系统内可编程 Flash ATmega4888168 擦写寿命 10000 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 256512512 字节的 EEPROM ATmega4888168 擦写寿命 100000 次 5121K1K 字节的片内 SRAM ATmega4888168 可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密 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 六通道 PWM 8 路 10 位 ADCTQFP 与 MLF 封装 6 路 10 位 ADC PD......

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 – 大多数指令的执行时间为单个时钟周期 – 32 x 8 通用工作寄存器 – 全静态操作 – 工作于 20 MHz 时性能高达 20 MIPS – 只需两个时钟周期的硬件乘法器 • 非易失性的程序和数据存储器 – 4/8/16K 字节的系统内可编程 Flash (ATmega48/88/168) 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 – 256/512/512 字节的 EEPROM (ATmega48/88/168) 擦写寿命 : 100,000 次 – 512/1K/1K 字节的片内 SRAM (ATmega48/88/168) – 可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密 • 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 – 六通道 PWM – 8 路 10 位 ADC(TQFP 与 MLF 封装 ) – 6 路 10 位 ADC( PDIP 封装 ) – 可编程的串行 USART 接口 – 可工作于主机 / 从机模式的 SPI 串行接口 – 面向字节的两线串行接口 – 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 – 引脚电平变化可引发中断及唤醒 MCU • 特殊的微控制器特点 – 上电复位以及可编程的掉电检测 – 经过标定的片内振荡器 – 片内 / 外中断源 – 五种休眠模式:空闲模式、 ADC 噪声抑制模式、省电模式、掉电模式和 Standby 模式 • I/O 口与封装 • 工作电压 : – 23 个可编程的 I/O 口线 – 28 引脚 PDIP, 32 引脚 TQFP 与 32 引脚 MLF 封装 – ATmega48V/88V/168V:1.8 - 5.5V – ATmega48/88/168:2.7 - 5.5V • 工作温度范围 : – -40°C 至 85°C • 工作速度等级 : • 极低功耗 – 正常模式: 1 MHz, 1.8V: 240µA 32 kHz, 1.8V: 15µA ( 包括振荡器 ) – 掉电模式 : 1.8V, 0.1µA – ATmega48V/88V/168V: 0 - 4 MHz @ 1.8 - 5.5V, 0 - 10 MHz @ 2.7 - 5.5V – ATmega48/88/168: 0 - 10 MHz @ 2.7 - 5.5V, 0 - 20 MHz @ 4.5 - 5.5V 具有 8K 系统内 可编程 Flash 的 8 位 微 控制器 ATmega48/V ATmega88/V ATmega168/V 初稿 Rev. 2545D–AVR–07/04 2545D–AVR–07/04 引脚配置 Figure 1. ATmega48/88/168 引脚排列 PDIP (PCINT14/RESET) PC6 (PCINT16/RXD) PD0 (PCINT17/TXD) PD1 (PCINT18/INT0) PD2 (PCINT19/OC2B/INT1) PD3 (PCINT20/XCK/T0) PD4 VCC GND (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 (PCINT21/OC0B/T1) PD5 (PCINT22/OC0A/AIN0) PD6 (PCINT23/AIN1) PD7 (PCINT0/CLKO/ICP1) PB0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 PC5 (ADC5/SCL/PCINT13) PC4 (ADC4/SDA/PCINT12) PC3 (ADC3/PCINT11) PC2 (ADC2/PCINT10) PC1 (ADC1/PCINT9) PC0 (ADC0/PCINT8) GND AREF AVCC PB5 (SCK/PCINT5) PB4 (MISO/PCINT4) PB3 (MOSI/OC2A/PCINT3) PB2 (SS/OC1B/PCINT2) PB1 (OC1A/PCINT1) TQFP Top View MLF Top View I / ) 3 1 T N C P L C S 5 C D A / I ) 4 1 T N C P T E S E R / I ) 6 1 T N C P D X R / / I ) 2 1 T N C P A D S 4 C D A / I ) 1 1 T N C P 3 C D A / I ) 0 1 T N C P 2 C D A / ( 0 D P ( 6 C P ( 5 C P ( 4 C P ( 3 C P ( 2 C P I ) 8 1 T N C P 0 T N / I ( 2 D P I ) 7 1 T N C P D X T ( / 1 D P I / ) 3 1 T N C P L C S 5 C D A / I ) 4 1 T N C P T E S E R / I ) 6 1 T N C P D X R / I / ) 2 1 T N C P A D S 4 C D A / I ) 1 1 T N C P 3 C D A / I ) 0 1 T N C P 2 C D A / ( 0 D P ( 6 C P ( 5 C P ( 4 C P ( 3 C P ( 2 C P I ) 8 1 T N C P 0 T N / I ( 2 D P I ) 7 1 T N C P D X T ( / 1 D P 2 3 1 3 0 3 9 2 8 2 7 2 6 2 5 2 2 3 1 3 0 3 9 2 8 2 7 2 6 2 5 2 (PCINT19/OC2B/INT1) PD3 (PCINT20/XCK/T0) PD4 GND VCC GND VCC (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 1 2 3 4 5 6 7 8 24 23 22 21 20 19 18 17 PC1 (ADC1/PCINT9) PC0 (ADC0/PCINT8) ADC7 GND AREF ADC6 AVCC PB5 (SCK/PCINT5) (PCINT19/OC2B/INT1) PD3 (PCINT20/XCK/T0) PD4 GND VCC GND VCC (PCINT6/XTAL1/TOSC1) PB6 (PCINT7/XTAL2/TOSC2) PB7 1 2 3 4 5 6 7 8 24 23 22 21 20 19 18 17 PC1 (ADC1/PCINT9) PC0 (ADC0/PCINT8) ADC7 GND AREF ADC6 AVCC PB5 (SCK/PCINT5) 0 9 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 0 9 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 5 D P / ) 1 T B 0 C O 1 2 T N C P I / ( 6 D P 7 D P I / ) 1 N A 3 2 T N C P I ( I / ) 0 N A A 0 C O 2 2 T N C P I / ( NOTE: Bottom pad should be soldered to ground. 4 B P ) I / O S M 4 T N C P I ( 1 B P ) 2 B P ) / A 1 C O 1 T N C P I ( / B 1 C O S S 2 T N C P I / ( 0 B P ) 1 P C I / / O K L C 0 T N C P I ( 3 B P ) I / S O M A 2 C O 3 T N C P I / ( 5 D P / ) 1 T B 0 C O 1 2 T N C P I / ( 6 D P I / ) 0 N A A 0 C O / 2 2 T N C P I ( 4 B P ) I / O S M 4 T N C P I ( 7 D P I / ) 1 N A 3 2 T N C P I ( 0 B P ) 1 P C I / / O K L C 0 T N C P I ( 1 B P ) 2 B P ) / A 1 C O 1 T N C P I ( / B 1 C O S S 2 T N C P I / ( 3 B P ) I / S O M A 2 C O / 3 T N C P I ( 声明 本数据手册的典型值来源于对器件的仿真,以及其他基于相同产生工艺的 AVR 微控制器 的标定特性。本器件经过特性化之后将给出实际的最大值和最小值。 2 ATmega48/88/168 2545D–AVR–07/04 ATmega48/88/168 综述 方框图 ATmega48/88/168是基于AVR增强型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, ATmega48/88/168 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。 Figure 2. 结构框图 D N G C C V Power Supervision POR / BOD & RESET debugWIRE PROGRAM LOGIC Flash SRAM CPU Watchdog Timer Watchdog Oscillator Oscillator Circuits / Clock Generation EEPROM 8bit T/C 0 16bit T/C 1 A/D Conv. 2 S U B A T A D 8bit T/C 2 Analog Comp. Internal Bandgap 6 USART 0 SPI TWI PORT D (8) PORT B (8) PORT C (7) PD[0..7] PB[0..7] PC[0..6] ADC[6..7] AVCC AREF GND RESET XTAL[1..2] 3 2545D–AVR–07/04 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术逻辑单 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。 ATmega48/88/168有如下特点: 4K/8K/16K字节的系统内可编程Flash(具有在编程过程中 还可以读的能力,即 RWW), 256/512/512 字节 EEPROM, 512/1K/1K 字节 SRAM, 23 个通用 I/O 口线, 32 个通用工作寄存器,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,面向字节的两线串行接口,一个 SPI 串行端口, 一个 6 路 10 位 ADC (TQFP 与 MLF 封装的器件具有 8 路 10 位 ADC), 具有片内振荡器 的可编程看门狗定时器,以及五种可以通过软件选择的省电模式。空闲模式时 CPU 停止 工作,而 SRAM、 T/C、 USART、两线串行接口、 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,寄存器的 内容则一直保持;省电模式时异步定时器继续运行,以允许用户维持时间基准,器件的其 他部分则处于睡眠状态; ADC 噪声抑制模式时 CPU 和所有的 I/O 模块停止运行,而异步 定时器和 ADC 继续工作,以减少 ADC 转换时的开关噪声; Standby 模式时振荡器工作 而其他部分睡眠,使得器件只消耗极少的电流,同时具有快速启动能力。 ATmega48/88/168 是以 Atmel 的高密度非易失性内存技术生产的。片内 ISP Flash 可以通 过 SPI 接口、通用编程器,或引导程序进行多次编程。引导程序可以使用任意接口将应用 程序来下载到应用 Flash 存储区。在更新应用 Flash 存储区时引导程序区的代码继续运 行,从而实现了 FLASH 的 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, ATmega48/88/168 为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的方 案。 ATmega48/88/168 AVR 有整套的开发工具,包括 C 编译器,宏汇编,程序调试器 / 仿真器 和评估板。 ATmega48, ATmega88, 与 ATmega168 的兼容性 ATmega48、 ATmega88 与 ATmega168 只是在存储器大小、boot loader 支持及中断向量 长度上存在差别。 Table 1 给出了三种器件在存储器与中断向量长度方面的差别。 Table 1. 存储器大小简述 器件 ATmega48 ATmega88 ATmega168 Flash 4K 字节 8K 字节 16K 字节 EEPROM 256 字节 512 字节 512 字节 RAM 512 字节 1K 字节 1K 字节 中断向量长度 一个指令字 (16 位 ) 一个指令字 (16 位 ) 两个指令字 (32 位 ) ATmega88 与 ATmega168 支持真正的同时读写自编程操作。芯片具有独立的 Boot Loader 区,SPM 指令只能在这个 FLASH 区里得到执行。而 ATmega48 不支持同时读写操 作,它没有独立的 Boot Loader 区, SPM 指令可以访问整个 Flash 区。 引脚说明 VCC GND 数字电路的电源。 地。 端口 B(PB7..0)XTAL1/XTAL2/TOSC1 /TOSC2 端口 B 为 8 位双向 I/O 口,并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 保持为高阻态。 通过对系统时钟选择位的设定,PB6可作为反向振荡放大器与内部时钟操作电路的输入 。 通过对系统时钟选择位的设定, PB7 可作为反向振荡放大器的输出。 4 ATmega48/88/168 2545D–AVR–07/04 ATmega48/88/168 系统使用内部 RC 振荡器时,通过设置 ASSR 寄存器的 AS2 位,可以将 PB7..6 作为异步 定时器 / 计数器 2 的输入口 TOSC2..1 使用。 端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见 P 66 “ 端口 B 的第二功能 ” 与 P 22 “ 系 统时钟及其选项 ” 。 端口 C 为 7 位双向 I/O 口,并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 保持为高阻态。 RSTDISBL位被编程时,可将PC6作为一个I/O口使用。因此,PC6引脚与端口C其他引脚 的电特性是有区别的。 RSTDISBL位未编程时, PC6将作为复位输入引脚Reset。此时,即使系统时钟没有运行, 该引脚上出现的持续时间超过最小脉冲宽度的低电平将产生复位信号。最小脉冲宽度在 P 38 Table 20 中给出。持续时间不到最小脉冲宽度的低电平不会产生复位信号。 端口 C 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见 P 69 “ 端口 C 的第二功能 ” 。 端口 D 为 8 位双向 I/O 口,并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 D 呈现为三态。 端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见 P 72 “ 端口 D 的第二功能 ” 。 AVCC为A/D转换器的电源。当引脚 PC3..0与 PC7..6用于ADC时,AVCC应通过一个低通 滤波器与 VCC 连接。不使用 ADC 时该引脚应直接与 VCC 连接。PC6..4 的电源则是由 VCC 提供的。 AREF 为 ADC 的模拟基准输入引脚。 端口 C(PC5..0) PC6/RESET 端口 D(PD7..0) AVCC AREF ADC7..6 (TQFP 与 MLF 封装 ) TQFP 与 MLF 封装芯片的 ADC7..6 引脚为两个 10 位 A/D 转换器的输入口,它们的电压由 AVCC 提供。 代码例子 本手册包含了一些简单的代码例子以说明如何使用芯片各个不同的功能。这些例子都假 定在编译之前已经包含了正确的头文件。有些 C 编译器在头文件里并没有包含位定义和 中断,而且各个 C 编译器对中断处理有自己不同的处理方式。请注意查阅其文档以获取 具体的信息。 2545D–AVR–07/04 5
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