AVR直流電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計概述

1、沈陽理工大學學士學位論文PAGE PAGE 53摘 要拌近年來，岸電機調(diào)速系跋統(tǒng)皚在工業(yè)自動敖化、生產(chǎn)過昂程控制、測熬控儀表等領(lǐng)扮域的應(yīng)用越矮來越深入和鞍廣泛伴。壩ATmeg艾a16凹是基于增強拌的案AVR R疤ISC敖結(jié)構(gòu)的低功耙耗跋8凹位巴CMOS扳微控制器。敖由于其先進叭的指令集以瓣及單時鐘周霸期指令執(zhí)行拌時間，白ATmeg唉a16 柏的數(shù)據(jù)吞吐埃率高達般1 MIP疤S氨/邦MHz氨，從而可以藹減緩系統(tǒng)在骯功耗和處理盎速度之間的霸矛盾。辦主要由AT把mega1氨6暗為核心設(shè)計案由阿LMD18般200驅(qū)動鞍芯片，采用隘232通訊絆協(xié)議的串行伴通信控制電挨路頒構(gòu)成的直流半電機PWM癌調(diào)速控制

2、按系統(tǒng)斑。安系統(tǒng)主要完罷成由上位機霸和ATme啊ga16控般制直流電機敗的起動，停襖止和加減速礙等功能。文半章礙詳細介紹了隘本調(diào)速控制皚系統(tǒng)的工作扒原理、PW吧M驅(qū)動接口岸電路和K1爸010光電奧耦合器胺，罷LMD18唉200驅(qū)動艾電路擺，串行通信跋控制電路案相應(yīng)的軟件伴設(shè)計。笆軟件通過I搬CCAVR哀編寫，然后鞍用AVRS稗tudio柏進行仿真并翱將編譯通過唉的程序代碼白下載到AT耙mega1拔6之中對系統(tǒng)進行控制唉。皚關(guān)鍵詞鞍：案ATmeg叭a16；直拌流電機；P氨WM阿；阿LMD18襖200拌Abstr搬act班In re愛cent 癌years笆, the唉 SCM 按appli瓣ca

3、tio挨n whi霸ch us吧ed in啊 the 斑field癌 of i靶ndust疤rial 啊a搬utoma八tion,芭 productio跋n pro八cess 疤becom皚es mo耙re an耙d mor叭e dee啊pen a盎nd ex稗tensi昂ve.懊ATmeg敖a16 i板s a 阿micro邦contr澳oller熬 buil版dup o絆n AVR八 RISC岸 conf瓣igura熬tion 佰which叭 is a霸 low 吧consu班me mi傲croco盎ntrol唉ler o氨f 8-b捌it CM哀OS.Th搬e dat艾a of 巴ATme

4、g扮a16半 氨have 芭a hig昂h dis拔patch扮er wh敗ich c胺an re拜ach 1癌MIPS/凹MHz f奧or ad艾vance把d ins爸truct芭ion v罷olum 凹and t白he in霸struc吧tion 巴of si柏ngle 捌clock霸 cycl盎e,so 氨it ca愛n rel壩axed 把the 藹 conf昂lict 板betwe吧en co捌nsume耙 and dispo半se sp岸eed.哎This 熬desig啊n氨 show氨 us t岸hat a哎 PWM 爸speed胺 翱syste皚m柏 of D半C芭-奧mot

5、or襖 襖using扳 ATme芭ga16 暗is in般trodu辦ced i藹n thi胺s pap絆er.骯 把This 捌paper搬 elab扮orate挨s on 巴the s凹ystem岸 prin艾ciple哎,o伴ptica絆l吧 瓣Encod拌er, L礙MD182礙00 dr胺iving瓣 syst拔em, H奧igh R瓣eliab盎ility昂 Phot凹o Cou罷plerK疤1010,胺the D八C鞍-懊motor伴 PWM 礙digit百al co隘ntrol絆 syst般em,懊and s罷ystem啊 seri暗al co敖mmuni翱catio敗n ag

6、r百eemen敗t of 捌232 commun八icati熬on. 艾The s疤ystem隘 is m藹ainly阿 comp班l(xiāng)eted懊 the 壩start骯, sto百p and拔 acce靶l(wèi)erat耙ion a笆nd de搬celer耙ation柏n fun背ction瓣s by 懊which八 the 案maste扳r PC 皚and A白Tmega澳16 co擺ntrol拜 the 絆DC mo霸tor. 敖The a癌rticl版e des礙cribe擺d in 俺detai笆l the板 spee柏d con皚trol 翱syste敖ms w擺orkin扒g pri癌n

7、cipl半e, th班e PWM皚 driv吧e int爸erfac翱e cir般cuit 癌and K傲1010 笆Optoc板ouple稗r(nóng),LMD百18200邦 driv百e cir拌cuit,搬 the relat阿ive s鞍oftwa爸re de八sign 奧of th耙e ser骯ial c胺ommun哀icati搬on co阿ntrol般 circ挨uit礙.靶The s班oftwa霸re is礙 prog把ramme巴d thr辦ough 爸ICCAV疤R, th斑en si襖mulat拔ed by盎 AVRS八tudio班 and半 the吧 comp藹iled 氨code

8、 傲is do版wnloa哀ded t伴o ATm拔ega16辦 to c百ontro唉l the把 syst哎em.翱l。叭Key w疤ords:柏 襖ATmeg般a16;霸 版DC阿-阿motor班;哀 拔PWM敗;斑LMD18癌200安V。目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc 懊1 懊緒論澳 PAGEREF _Toc h 巴1盎V。 HYPERLINK l _Toc 胺1.1 藹課題的背景扳及意義奧 PAGEREF _Toc h 拔1拜l。 HYPERLINK l _Toc 敗1.2 翱直流電機背的癌發(fā)展巴 PAGEREF _Toc h 按2皚V。 HY

9、PERLINK l _Toc 瓣1.3 俺本設(shè)計完成班的工作白 PAGEREF _Toc h 扮2敖h。 HYPERLINK l _Toc 白2 熬AVR伴單片機簡介哀 PAGEREF _Toc h 拔3拜t。 HYPERLINK l _Toc 絆2.1 佰單片機系統(tǒng)拜概述熬 PAGEREF _Toc h 敖3暗J。 HYPERLINK l _Toc 柏 _To搬c芭 半2.2 敖ATmeg疤a16捌功能概述敖 PAGEREF _Toc h 敗3罷M。 HYPERLINK l _Toc 凹2.3 霸ATmeg澳a16罷單片機稗 PAGEREF _Toc h 捌5斑a。 HYPERLINK l

10、_Toc 爸2.3.1板 ATm爸ega16八單片機的特昂點及特性疤 PAGEREF _Toc h 扳5爸t。 HYPERLINK l _Toc 霸l _盎Toc艾 般2.3.2叭 ATm擺ega16半單片機引腳版配置及說明矮 PAGEREF _Toc h 挨8爸b。 HYPERLINK l _Toc 版2.3.3昂 CPU凹 PAGEREF _Toc h 扮9翱J。 HYPERLINK l _Toc 矮2.3.4耙 班存儲器哎 PAGEREF _Toc h 藹10斑m。 HYPERLINK l _Toc 矮霸 鞍2.3.5半百I/O阿口介紹把 PAGEREF _Toc h 俺12擺1。 HY

11、PERLINK l _Toc 班2.3.6昂 版復(fù)位電路搬 PAGEREF _Toc h 吧17唉5。 HYPERLINK l _Toc 壩2.3.7霸 案時鐘電路背 PAGEREF _Toc h 扮18跋u。 HYPERLINK l _Toc 白3 叭直流電機控盎制系統(tǒng)硬件芭設(shè)計暗 PAGEREF _Toc h 搬21昂s。 HYPERLINK l _Toc 八3.1 哎總體電路設(shè)哎計耙 PAGEREF _Toc h 奧21八J。 HYPERLINK l _Toc 巴3.2 啊 瓣時鐘電路暗 PAGEREF _Toc h 拌21昂w。 HYPERLINK l _Toc 哀3.3 扮系統(tǒng)復(fù)位電

12、拔路鞍 PAGEREF _Toc h 吧21壩t。 HYPERLINK l _Toc 唉3.4 俺串行通信接氨口電路設(shè)計唉 PAGEREF _Toc h 啊22捌J。 HYPERLINK l _Toc 敖3.4.1懊 襖主要特點吧 PAGEREF _Toc h 背22吧x。 HYPERLINK l _Toc 擺3.4.2癌 笆內(nèi)部結(jié)構(gòu)澳 PAGEREF _Toc h 翱23巴F。 HYPERLINK l _Toc 盎3.4.3伴 Max232凹引腳圖敗 PAGEREF _Toc h 澳23芭3。 HYPERLINK l _Toc 俺3.4.4矮 Max矮232 啊電路設(shè)計佰 PAGEREF _

13、Toc h 背23邦V。 HYPERLINK l _Toc 把3.5 叭驅(qū)動電路板 PAGEREF _Toc h 熬24翱K。 HYPERLINK l _Toc 瓣3.5.1埃 LMD唉18200疤芯片介紹疤 PAGEREF _Toc h 隘24盎U。 HYPERLINK l _Toc 襖3.5.2藹 癌各引腳的功耙能及原理敖 PAGEREF _Toc h 拌26捌g。 HYPERLINK l _Toc 礙3.5.3阿 矮驅(qū)動電路設(shè)盎計懊 PAGEREF _Toc h 藹27扒A。 HYPERLINK l _Toc 鞍3.岸6熬 邦光電耦合電稗路皚 PAGEREF _Toc h 岸28版G。

14、HYPERLINK l _Toc 伴4 絆軟件設(shè)計八 PAGEREF _Toc h 鞍30背8。 HYPERLINK l _Toc 昂4.1 白初始化程序拌設(shè)計瓣 PAGEREF _Toc h 疤30稗w。 HYPERLINK l _Toc 佰扮 壩4.1.1敖 I/O把初始化懊 PAGEREF _Toc h 澳30唉t。 HYPERLINK l _Toc 芭4.1.2捌 佰定時器初始?；k PAGEREF _Toc h 藹30罷0。 HYPERLINK l _Toc 罷4.1.3癌 斑串口初始化澳 PAGEREF _Toc h 伴31捌m。 HYPERLINK l _Toc 皚4.2 礙主程

15、序瓣 PAGEREF _Toc h 岸32罷g。 HYPERLINK l _Toc 八4.3 鞍中斷及轉(zhuǎn)速辦控制子程序耙 PAGEREF _Toc h 安34礙w。 HYPERLINK l _Toc 罷4.4 澳串行數(shù)據(jù)傳擺輸程序辦 PAGEREF _Toc h 搬36罷n。 HYPERLINK l _Toc 唉4.5 耙ICCAV壩R哀 PAGEREF _Toc h 艾37佰r。 HYPERLINK l _Toc 藹4.5.1捌 壩開發(fā)環(huán)境骯ICCAV芭R扒介紹班 PAGEREF _Toc h 礙37埃q。 HYPERLINK l _Toc 澳4.5.2吧 愛開發(fā)及編譯傲 PAGEREF _

16、Toc h 罷37拔r。 HYPERLINK l _Toc 奧4.6 瓣AVRSt擺udio癌仿真爸 PAGEREF _Toc h 捌38岸4。 HYPERLINK l _Toc 壩4百.6.1 暗 埃仿真器的特佰點笆 PAGEREF _Toc h 瓣38翱N。 HYPERLINK l _Toc 稗4白.6.2 骯 啊連接拌JTAG 鞍ICE埃 PAGEREF _Toc h 阿39阿z。 HYPERLINK l _Toc 艾4.6.3哀 傲仿真環(huán)境佰 PAGEREF _Toc h 骯40昂P。 HYPERLINK l _Toc 伴4.7 笆ATmeg奧a16白單片機控制捌直流電機程氨序代碼半

17、PAGEREF _Toc h 疤42疤N。 HYPERLINK l _Toc 版結(jié) 論斑 PAGEREF _Toc h 把49艾S。 HYPERLINK l _Toc 熬致 謝胺 PAGEREF _Toc h 擺50絆V。 HYPERLINK l _Toc 耙_Toc邦熬 霸參考文獻巴 PAGEREF _Toc h 叭51拜a。 HYPERLINK l _Toc 班附錄A 英伴文原文班 PAGEREF _Toc h 邦52澳2。 HYPERLINK l _Toc 稗附錄B 中案文翻譯啊 PAGEREF _Toc h 鞍60傲r。TOC o 1-3 h z u扮附錄C吧 稗總體電路設(shè)骯計圖拔愛吧

18、八瓣邦半埃哎擺懊俺胺挨矮叭靶絆按挨皚鞍.67背m。1 緒論吧1.1 佰課題的背景笆及意義拜在電氣時代盎的今天，電敗動機一直在白現(xiàn)代化的生皚產(chǎn)和生活中壩起著十分重稗要的作用。哀無論是在工唉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還佰是在日常生胺活中的家用斑電器，都大耙量地使用著扳各種各樣的暗電動機。因稗此對電動機皚的控制變得安越來越重要捌了。電動機拜的控制技術(shù)板的發(fā)展得力唉于微電子技八術(shù)、電力電安子技術(shù)、傳盎感器技術(shù)、瓣永磁材料技按術(shù)、自動控艾制技術(shù)、微絆機應(yīng)用技術(shù)八的最新發(fā)展笆成就。正是盎這些技的進隘步使電動機八控制技術(shù)在邦近二十多年癌內(nèi)發(fā)生了翻叭天覆地的變把化。絆P。靶在各類機電辦系統(tǒng)中按，辦由于直流電笆機具有良好扳的起動

19、、制背動和調(diào)速性隘能唉，盎直流調(diào)速技叭術(shù)已廣泛運稗用于工業(yè)、唉航天領(lǐng)域的盎各個方面。搬直流電機由骯于具有速度控制容易，柏啟、制動性半能良好，且爸在寬范圍內(nèi)拔平滑調(diào)速等芭特點而在冶耙金、機械制把造、輕工等叭工業(yè)部門中阿得到廣泛應(yīng)愛用。隨著生凹產(chǎn)和科技的靶發(fā)展，一方班面對電機調(diào)奧速系統(tǒng)在控暗制精度、工拜作速度、快敗速啟、制動搬及逆轉(zhuǎn)性能邦以及在寬范伴圍的調(diào)速等拌諸方面要求氨越來越高百；稗另一方面，板電機控制系伴統(tǒng)也經(jīng)歷了盎交磁放大器昂、磁放大器氨、可控離子扒變速器、可罷控硅和計算般機控制的發(fā)把展歷程翱。扮尤其是最近芭幾年來，隨班著微電子技挨術(shù)和計算機襖技術(shù)的發(fā)展伴及單片機的艾廣泛應(yīng)用，頒使調(diào)速裝置

20、擺向集成化、笆小型化和智敗能化方向發(fā)埃展邦。罷目前，最常搬用的直流調(diào)背速技術(shù)是脈疤寬調(diào)制(P背WM)直流霸調(diào)速技術(shù)瓣，熬它具有調(diào)速拔精度高、響翱應(yīng)速度快、芭調(diào)速范圍寬把和耗損低等板特點。笆i。版國內(nèi)中小功白率直流電機敖的調(diào)速系統(tǒng)疤大量地采用叭脈沖寬度(凹PWM)調(diào)熬速技術(shù)，正奧在迅速地取擺代SCR直皚流調(diào)速系統(tǒng)稗。背尤其是單片爸機控制的智扒能化調(diào)速系礙統(tǒng)有可能直靶接安裝在電拌機座上而做吧到與電機一稗體化，節(jié)省癌了胺專用控制機澳矩，從而使擺設(shè)備的可靠擺性、自動化擺程度大大提芭高.本文所叭介紹的單片扒機直流電機阿調(diào)速系統(tǒng)試跋圖在機電一芭體化方面做鞍些工作挨。骯k。皚AVR單片捌機是基于RISC指令

21、辦架構(gòu)的8位唉單片機。R霸ISC通過般優(yōu)選使用頻案率最高的簡叭單指令，避胺免復(fù)雜指令挨，采用固定扒指令長度，阿減少指令格跋式和尋址方挨式等方法來敖縮短指令周隘期，提高處絆理起的運算艾速度。采用藹這種RIS靶C結(jié)構(gòu)，使版得AVR系敖列的單片機懊具備1MI哎PS/MH壩Z的高速處癌理能力。A斑VR高端產(chǎn)罷品ATme挨ga系列的啊部分單片機挨中還集成了扮在線調(diào)試單拌元，通過J壩TAG即可耙實現(xiàn)在線調(diào)斑試和程序下挨載功能。這把使得AVR般單片機成為盎一種能滿足案多種需求的傲高靈活性和俺低成本的高佰速微處理器耙。岸D。叭1.2 骯直流電機叭的笆發(fā)展稗直流電機可拌以對旋轉(zhuǎn)角懊度和轉(zhuǎn)動速藹度進行高精拔度控制

22、。直捌流電機作為辦控制執(zhí)行元敖件，是機電巴一體化的關(guān)佰鍵產(chǎn)品之一，傲廣泛應(yīng)用在版各種自動化挨控制系統(tǒng)和跋精密機械等奧領(lǐng)域。例如版，在儀器儀霸表，機床設(shè)柏備以及計算氨機的外圍設(shè)柏備中（如打疤印機和繪圖扮儀等），凡骯需要對轉(zhuǎn)角拔進行精確控壩制的情況下拜，使用直流拌電機最為理柏想。叭P。鞍隨著微電子挨和計算機技術(shù)的發(fā)展，阿直流電機的奧需求量與日伴俱增，在各斑個國民經(jīng)濟壩領(lǐng)域都有應(yīng)拔用。直流電昂動機是最早懊出現(xiàn)的電動挨機,也是最靶早實現(xiàn)條素愛的電動機扳。芭由于它具有般良好的線性拌調(diào)速特性按，哀控制簡單挨，背效率高及優(yōu)愛異的動態(tài)特奧性,長期以版來一直戰(zhàn)局芭著調(diào)速控制昂領(lǐng)域的統(tǒng)治笆地位。近年鞍來，隨著交盎

23、流變頻電機拜及無刷電機百的調(diào)速控制八技術(shù)的不斷疤成熟，直流懊電機正面臨擺著巨大的挑戰(zhàn)。在多數(shù)板調(diào)速控制場挨合，直流電礙機仍是最佳笆選擇。在本昂世紀初，由拜于資本主義耙列強爭奪殖盎民地，造船暗工業(yè)發(fā)展很叭快，同時也扒使得直流電俺動機的技術(shù)懊得到了長足敗的進步。到隘了80年代隘后，由于廉版價的微型計跋算機以多功耙能的姿態(tài)出稗現(xiàn)，直流電背動機的控制版方式更加靈芭活多樣。原唉來的直流電案機控制系統(tǒng)絆采用分立元盎件或者集成半電路組成的拜控制回路，骯不僅調(diào)試安皚裝復(fù)雜，要霸消耗大量元挨器件，而且拌一旦定型之跋后，要改變唉控制方案就奧一定要重新辦設(shè)計電路。壩計算機則通靶過軟件來控辦制直流電機傲，更好地挖敗掘

24、出電動機伴的潛力。因翱此，用計算扳機控制直流艾電機已經(jīng)成爸為了一種必柏然的趨勢，捌也符合數(shù)字般化的時代趨壩勢。哀V。扒現(xiàn)在比較常辦用的直流電岸機包括反應(yīng)伴式直流電機八、永磁式直阿流電機、混艾合式直流電伴機和單相式懊直流電機等岸。其中反應(yīng)斑式直流電機澳的轉(zhuǎn)子磁路瓣由軟磁材料襖制成，定子挨上有多相勵礙磁繞組，利百用磁導的變按化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩奧?，F(xiàn)階段，奧反應(yīng)式直流捌電機獲得最凹多的應(yīng)用。挨z。拜1.3 澳本設(shè)計完成胺的工作稗本次畢業(yè)設(shè)敗計是單片機啊控制直流電斑機方面的應(yīng)藹用。這個設(shè)奧計最終目的板是設(shè)計出一挨個可以控制奧直流電機旋敗轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。巴n。癌本次設(shè)計主氨要實現(xiàn)了以奧下幾個功能捌：半設(shè)計艾兩芭個穩(wěn)壓

25、電源接口，可以岸接入適合單啊片機凹工作的5V敖電源班和LMD1版8200使笆用的12V罷電源疤。啊x。背設(shè)計一個外鞍圍驅(qū)動電路板來驅(qū)動直流皚電機旋轉(zhuǎn)。敗使用上位機邦串口控制直柏流電機轉(zhuǎn)速爸。岸最后編寫軟件部分，將昂程序輸入單叭片機并運行疤系統(tǒng)，使系啊統(tǒng)工作。爸2 AV艾R單片機簡柏介搬2.1 盎單片機系統(tǒng)把概述艾隨著材料科板學、工藝技鞍術(shù)、計算機鞍技術(shù)的發(fā)展霸與進步，電般路系統(tǒng)向著捌集成度極高隘的方向發(fā)展巴。CPU的敗生產(chǎn)制造技皚術(shù)，也朝著愛綜合性、技阿術(shù)性、實用敗性發(fā)展。如擺CPU的運板算位數(shù)從4啊位、8位爸到32位搬機的發(fā)展，板運算速度從隘8MHz、拔32MHz搬到1.熬6GHz。矮可以說

26、是日凹新月異的發(fā)八展著。其中柏單片機在控俺制系統(tǒng)中的盎應(yīng)用是越來巴越普遍了。吧單片機控制百系統(tǒng)是以單奧片機（CP懊U）為核心埃部件，擴展百一些外部接爸口和設(shè)備，盎組成單片機矮工業(yè)控制機襖，主要用于靶工業(yè)過程控板制。要進行罷單片機系統(tǒng)皚設(shè)計首先必班須具有一定疤的硬件基礎(chǔ)阿知識；其次癌，需要具有疤一定的軟件暗設(shè)計能力，艾能夠根據(jù)系笆統(tǒng)的要求，敗靈活地設(shè)計叭出所需要的跋程序；第三扮，具有綜合伴運用知識的板能力。最后背，還必須掌絆握生產(chǎn)過程板的工藝性能稗及被測參數(shù)奧的測量方法傲，以及被控鞍對象的動、邦靜態(tài)特性，拔有時甚至要拜求給出被控般對象的數(shù)學襖模型。暗X。跋2.2 啊ATmeg挨a16功能唉概述疤

27、AVR皚單片機是哀1997搬年由搬ATMEL癌公司研發(fā)出奧的增強型內(nèi)辦置愛Flash辦的柏RISC(百Reduc安ed In哎struc斑tion 搬Set C傲PU)八精簡指令集傲高速白8昂位單片機。頒AVR罷的單片機可爸以廣泛應(yīng)用昂于計算機外八部設(shè)備、工奧業(yè)實時控制案、儀器儀表板、通訊設(shè)備擺、家用電器罷等各個領(lǐng)域氨。扒AVR奧的主要特性骯：瓣i。佰高可靠性、案功能強、高班速度、低功拔耗和低價位瓣，絆一直是衡量耙單片機性能板的重要指標跋，也是單片扒機占領(lǐng)市場哀、賴以生存埃的必要條件吧。早期單片挨機主要由于絆工藝及設(shè)計傲水平不高、背功耗高和抗安干擾性能差芭等原因，所翱以采取穩(wěn)妥方案：即采扳用較

28、高的分班頻系數(shù)對時案鐘分頻，使叭得指令周期皚長，執(zhí)行速案度慢。以后辦的 CMO昂S單片機雖鞍然采用提高骯時鐘頻率和懊縮小分頻系邦數(shù)等措施，奧但這種狀態(tài)扳并未被徹底奧改觀(51百以及51兼氨容)。此間胺雖有某些精案簡指令集單笆片機(RI伴SC)問世埃，埃但依然沿襲靶對時鐘分頻奧的作法。A阿VR單片機骯的推出，徹拔底打破這種跋舊設(shè)計格局笆，廢除了機擺器周期，拋骯棄復(fù)雜指令版計算機(C伴ISC)追巴求指令完備擺的做法；采吧用精簡指令稗集，以字作鞍為指令長度暗單位，將內(nèi)艾容豐富的操稗作數(shù)與操作把碼安排在一吧字之中(指爸令集中占大芭多數(shù)的單周八期指令都是凹如此)，取八指周期短，背又可預(yù)取指吧令，實現(xiàn)流辦

29、水作業(yè)，故稗可高速執(zhí)行暗指令。當然拌這種速度上翱的升躍，是吧以高可靠性搬為其后盾的岸。案w。吧AVR單片瓣機硬件結(jié)構(gòu)矮采取8位機爸與16位機阿的折中策略拔，即采用局盎部寄存器存安堆(32個板寄存器文件笆)和單體高按速輸入/輸跋出的方案(巴即輸入捕獲扳寄存器、輸昂出比較匹配敗寄存器及相矮應(yīng)控制邏輯隘)。提高了巴指令執(zhí)行速暗度(1Mi岸ps/MH罷z)，克服傲了瓶頸現(xiàn)象藹，增強了功敗能；同時又班減少了對外啊設(shè)管理的開敗銷，相對簡白化了硬件結(jié)案構(gòu)，降低了搬成本。故A百VR單片機靶在軟/硬件八開銷、速度邦、性能和成靶本諸多方面絆取得了優(yōu)化般平衡，是高扒性價比的單敖片機。 A板VR單片機藹內(nèi)嵌高質(zhì)量扒的

30、Flas辦h程序存儲熬器，擦寫方按便，支持I班SP和IA癌P，便于產(chǎn)跋品的調(diào)試、埃開發(fā)、生產(chǎn)盎、更新。內(nèi)矮嵌長壽命的罷EEPro搬m可長期保跋存關(guān)鍵數(shù)據(jù)扒，避免斷電吧丟失。片內(nèi)皚大容量的R叭AM不僅能叭滿足一般場瓣合的使用，隘同時也更有盎效的支持使盎用高級語言芭開發(fā)系統(tǒng)程耙序扳，敖并可像MC半S-51單伴片機那樣擴稗展外部 R芭AM。AV骯R單片機的安I/O線全唉部帶可設(shè)置頒的上拉電阻艾、可單獨設(shè)瓣定為輸入/氨輸出、可設(shè)按定（初始）案高阻輸入、半驅(qū)動能力強半（可省去功啊率驅(qū)動器件耙）等特性，岸使的得I/盎O口資源靈奧活、功能強扮大、可充分伴利用。叭u。矮AVR單片班機片內(nèi)具備頒多種獨立的哀時鐘

31、分頻器癌，分別供U唉RAT、I白2C、SP白I使用。其皚中與8/1襖6位定時器骯配合的具有扒多達10位辦的預(yù)分頻器襖，可通過軟懊件設(shè)定分頻斑系數(shù)提供多頒種檔次的定耙時時間。A澳VR單片機氨獨有的“以疤定時器/計霸數(shù)器（單）爸雙向計數(shù)形埃成三角波，岸再與輸出比懊較匹配寄存安器配合，生爸成占空比可傲變、頻率可伴變、相位可把變方波的設(shè)阿計方法(即叭脈寬調(diào)制輸隘出PWM)哀”更是令人敖耳目一新。霸增強性的高伴速同/異步邦串口，具有百硬件產(chǎn)生校拜驗碼、硬件敗檢測和校驗敖偵錯、兩級挨接收緩沖、背波特率自動背調(diào)整定位（哀接收時）、拔屏蔽數(shù)據(jù)幀擺等功能，提叭高了通信的翱可靠性，方皚便程序編寫板，更便于組靶成分

32、布式網(wǎng)哎絡(luò)和實現(xiàn)多安機通信系統(tǒng)礙的復(fù)雜應(yīng)用叭，串口功能大大超過M哀CS-51斑/96單片懊機的串口，奧加之AVR芭單片機高速懊，中斷服務(wù)案時間短，故捌可實現(xiàn)高波阿特率通訊。邦面向字節(jié)的艾高速硬件串岸行接口TW安I、SPI百。TWI與骯I2C接口搬兼容，具備靶ACK信號板硬件發(fā)送與扳識別、地址八識別、總線暗仲裁等功能吧，能實現(xiàn)主/從機的收癌/發(fā)全部4般種組合的多敖機通信。S挨PI支持主昂/從機等4絆種組合的多氨機通信。挨L。氨AVR單片礙機有自動上巴電復(fù)位電路盎、獨立的看扮門狗電路、暗低電壓檢測懊電路BOD鞍，多個復(fù)位敖源(自動上按下電復(fù)位、絆外部復(fù)位、霸看門狗復(fù)位八、BOD復(fù)愛位)，可設(shè)柏置的

33、啟動后安延時運行程罷序，增強了芭嵌入式系統(tǒng)八的可靠性。安AVR單片吧機具有多種稗省電休眠模八式，且可寬盎電壓運行（氨5-2.7哎V），抗干凹擾能力強，爸可降低一般岸8位機中的藹軟件抗干擾癌設(shè)計工作量耙和硬件的使澳用量。AV版R單片機技背術(shù)體現(xiàn)了單埃片機集多種拜器件(包括扳FLASH藹程序存儲器扒、看門狗、翱EEPRO阿M、同/異敖步串行口、拜TWI、S案PI、A/挨D模數(shù)轉(zhuǎn)換翱器、定時器柏/計數(shù)器等熬)和多種功矮能(增強可把靠性的復(fù)位皚系統(tǒng)、降低爸功耗抗干擾吧的休眠模式版、品種多門隘類全的中斷隘系統(tǒng)、具輸昂入捕獲和比艾較匹配輸出等多樣化功佰能的定時器搬/計數(shù)器、安具替換功能擺的I/O端啊口)于

34、按一身，充分白體現(xiàn)了單片瓣機技術(shù)的從版“哎片自為戰(zhàn)敖”暗向巴“氨片上系統(tǒng)擺SoC熬”絆過渡的發(fā)展擺方向?？偨Y(jié)罷，與其它8敖-bit 挨MCU相比哀，AVR 扒8-bit扒 MCU最般大的特點是癌：版E。柏版 哈佛結(jié)構(gòu)扒，具備1MIPS/M哎Hz的高速哎運行處理能啊力；搬凹 超功能精疤簡指令集（愛RISC）罷，具有32絆個通用工作礙寄存器，克笆服了如80跋51 MC俺U采用單一絆ACC進行般處理造成的盎瓶頸現(xiàn)象；敖T。捌礙 快速的存吧取寄存器組巴、單周期指熬令系統(tǒng)，大斑大優(yōu)化了目扮標代碼的大隘小、執(zhí)行效皚率，部分型按號FLAS哀H非常大，稗特別適用于板使用高級語爸言進行開發(fā)搬；盎Y。扳啊 作輸出

35、時愛與PIC的安HI/LO案W相同，可岸輸出40m爸A（單一輸稗出），作輸阿入時可設(shè)置為三態(tài)高阻搬抗輸入或帶氨上拉電阻輸扳入，具備10mA-2凹0mA灌電愛流的能力；捌n。板愛 片內(nèi)集成絆多種頻率的礙RC振蕩器暗、上電自動芭復(fù)位、看門班狗、啟動延擺時等功能，艾外圍電路更翱加簡單，系按統(tǒng)更加穩(wěn)定爸可靠；傲F。班背 大部分A傲VR片上資源豐富：帶般E2PRO爸M，PWM啊，RTC，矮SPI，U背ART，T凹WI，IS鞍P，AD，Analo鞍g Com扒parator，WD阿T等；埃e。澳盎 大部分A哀VR除了有伴ISP功能般外，還有I礙AP功能，巴方便升級或稗銷毀應(yīng)用程擺序。絆n。挨2.3 拔AT

36、meg疤a16單片巴機骯ATmeg襖a16是基按于增強的A氨VR RI捌SC結(jié)構(gòu)的扒低功耗8位翱CMOS微佰控制器。由骯于其先進的擺指令集以及按單時鐘周期八指令執(zhí)行時懊間，ATm捌ega16搬的數(shù)據(jù)吞吐愛率高達1 埃MIPS/扳MHz，從岸而可以緩減霸系統(tǒng)在功耗敗和處理速度礙之間的矛盾扳。 頒x。擺ATmeg阿a16 A熬VR內(nèi)核具爸有豐富的指骯令集和32擺個通用工作哀寄存器。所絆有的寄存器疤都直接與算半邏單元(A背LU)相連百接，使得一稗條指令可以暗在一個時鐘白周期內(nèi)同時頒訪問兩個獨礙立的寄存器皚。這種結(jié)構(gòu)奧大大提高了搬代碼效率，霸并且具有比巴普通的CI版SC微控制襖器最高至1皚0倍的數(shù)據(jù)鞍

37、吞吐率。扮D。頒2.3.1奧 A把T般m皚ega16唉單片機的特愛點及特性1、特點凹16K字節(jié)礙的系統(tǒng)內(nèi)可哎編程Fla白sh(具有挨同時讀寫的俺能力，即R礙WW)，5靶12字節(jié)E唉EPROM挨，1K 字白節(jié)SRAM阿，32個通扒用I/O口癌線，32個礙通用工作寄芭存器，用于礙邊界掃描的拜JTAG接佰口，支持片爸內(nèi)調(diào)試與編氨程，三個具懊有比較模式壩的靈活的定柏時器/計數(shù)百器澳(T/C)半，靶片內(nèi)/外中芭斷，可編程吧串行USA般RT，有起埃始條件檢測澳器的通用串扳行接口，8霸路10位具拜有可選差分吧輸入級可編半程增益(T按QFP 封昂裝)的AD皚C，具有片搬內(nèi)振蕩器的澳可編程看門八狗定時器，隘一個

38、SPI柏串行端口，半以及六個可柏以通過軟件斑進行選擇的昂省電模式。傲工作于空閑稗模式時CP拔U停止工作擺，而USA耙RT、兩線接口、A/瓣D 轉(zhuǎn)換器拔、SRAM耙、T/C、案SPI端口疤以及中斷系按統(tǒng)繼續(xù)工作襖；掉電模式吧時晶體振蕩跋器停止振蕩板，所有功能百除了中斷和傲硬件復(fù)位之班外都停止工半作；在省電稗模式下，異巴步定時器繼笆續(xù)運行，允骯許用戶保持翱一個時間基般準，而其余奧功能模塊處疤于休眠狀態(tài)暗；ADC噪昂聲抑制模式敗時終止CP捌U 和除了般異步定時器頒與ADC以阿外所有I/奧O模塊的工拌作，以降低礙ADC轉(zhuǎn)換俺時的開關(guān)噪懊聲；Sta柏ndby模岸式下只有晶扒體或諧振振稗蕩器運行，耙其余功

39、能模捌塊處于休眠壩狀態(tài)，使得版器件只消耗哀極少的電流澳，同時具有啊快速啟動能爸力；擴展S愛tandb把y模式下則愛允許振蕩器奧和異步定時隘器繼續(xù)工作芭。版t。岸2、班產(chǎn)品特性擺昂 高性能、哎低功耗的8拌位AVR微岸處理器俺把 先進的R搬ISC 結(jié)柏構(gòu)啊拔 131條邦指令胺瓣 大多數(shù)指耙令執(zhí)行時間藹為單個時鐘般周期挨百 32個8版位通用工作熬寄存器霸愛 全靜態(tài)工傲作敖氨 工作于1耙6MHz時芭性能高達1笆6MIPS罷襖 只需兩個阿時鐘周期的愛硬件乘法器瓣奧 非易失性版程序和數(shù)據(jù)邦存儲器皚唉 16K 敗字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程F芭lash，艾擦寫壽命鞍：頒10,00澳0次搬巴 具有獨立啊鎖定位的可伴選B

40、oot巴代碼區(qū)，通霸過片上Bo佰ot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編唉程，真正的艾時讀寫操作隘阿 512字節(jié)的EEP盎ROM，擦背寫壽命靶：岸100,0般00次鞍傲 1K字節(jié)奧的片內(nèi)SR皚AM扒壩 可以對鎖阿定位進行編襖程以實現(xiàn)用柏戶程序的加澳密版澳 JTAG斑 接口(與敖IEEE 懊1149.凹1標準兼容疤)靶 哎符合JTA斑G 標準的叭邊界掃描功跋能奧 靶支持擴展的啊片內(nèi)調(diào)試功伴能叭 通過JTA扒G 接口實稗現(xiàn)對Fla隘sh、EE板PROM、拌熔絲位和鎖半定位的編程疤N。藹3、外設(shè)特藹點版 兩個具有唉獨立預(yù)分頻吧器和比較器百功能的8位唉定時器/計邦數(shù)器皚鞍 一個具有把預(yù)分頻器、胺比較功能和哀捕捉功能的伴1

41、6位定時哀器/計數(shù)器班哀 具有獨立盎振蕩器的實昂時計數(shù)器R盎TC罷礙 四通道P拌WM傲辦 8路10扳位ADC，辦8個單端通凹道，2個具昂有可編程增擺益（1x,艾10 x,或捌200 x）辦的差分通道骯跋 面向字節(jié)百的兩線接口伴哀 兩個可編昂程的串行U啊SART矮傲 可工作于扮主機/從機靶模式的SP搬I串行接口挨按 具有獨立埃片內(nèi)振蕩器澳的可編程看熬門狗定時器挨 片內(nèi)模擬瓣比較器擺奧 特殊的處百理器特點柏稗 上電復(fù)位艾以及可編程扳的掉電檢測百氨 片內(nèi)經(jīng)過熬標定的RC邦振蕩器斑傲 片內(nèi)/片盎外中斷源昂辦 6種睡眠笆模式愛：矮空閑模式、盎ADC噪聲俺抑制模式、哎省電模式、哀掉電模式、板Stand靶b

42、y模式以愛及擴展的S哀tandb壩y模式罷疤 I/O和柏封裝白半 32個可版編程的I/岸O口耙笆 40引腳安PDIP封哀裝,44引氨腳TQFP霸封裝按，鞍與44引腳扒MLF封裝佰隘 工作電壓背:矮 扮 ATme白ga背16L唉：2.7-佰5.5V半 斑 ATme背ga16：挨4.5-5安.5V瓣頒 速度等級凹 芭 0-8M辦Hz AT襖mega板16L百 邦 0-16翱MHz A芭Tmega氨16壩吧 ATme按ga板16L暗在1MHz阿,3V,挨25C藹時的功耗哀 吧 正常模式阿：懊1.1mA皚 靶 空閑模式半：巴0.35m襖A伴 暗 掉電模式擺：般1A礙9。哀2.3.2皚 A哎T昂m頒eg

43、a16澳單片機引腳斑配置及說明擺圖2.1 柏A傲T癌mega1懊6引腳圖白VCC：搬數(shù)字電路的敗電源GND：背地阿端口A(岸PA7.安PA0)熬：叭端口A做為氨A/D轉(zhuǎn)換隘器的模擬輸霸入端。端口扳A為8位雙背向I/O口敗，具有可編拜程的內(nèi)部上扒拉電阻。其版輸出緩沖器疤具有對稱的疤驅(qū)動特性，?？梢暂敵龊桶槲沾箅娏靼?。作為輸入版使用時，若骯內(nèi)部上拉電按阻使能，端胺口被外部電敖路拉低時將耙輸出電流。絆在復(fù)位過程板中，即使系罷統(tǒng)時鐘還未俺起振，端口爸A處于高阻耙狀態(tài)。癌f。跋端口B(頒PB7.霸PB0)：敖端口B為8俺位雙向I/叭O口，具有搬可編程的內(nèi)暗部上拉電阻氨。其輸出緩柏沖器具有對班稱的驅(qū)動特

44、版性，可以輸俺出和吸收大藹電流。作為頒輸入使用時扳，若內(nèi)部上柏拉電阻使能百，端口被外拌部電路拉低靶時將輸出電矮流。在復(fù)位拌過程中，即芭使系統(tǒng)時鐘熬還未起振，拜端口B處于哀高阻狀態(tài)。笆D。澳端口C(懊PC7.半PC0)：霸端口C為8骯位雙向I/把O口，具有佰可編程的內(nèi)傲部上拉電阻頒。其輸出緩阿沖器具有對安稱的驅(qū)動特阿性，可以輸啊出和吸收大白電流。作為百輸入使用時凹，若內(nèi)部上辦拉電阻使能八，端口被外背部電路拉低愛時將輸出電哎流。在復(fù)位哎過程中，即靶使系統(tǒng)時鐘胺還未起振，奧端口C處于罷高阻狀態(tài)。跋如果JTA八G接口使能稗，即使復(fù)位班出現(xiàn)引腳P班C5(TD安I)、PC啊3(TMS艾)與 PC暗2(TC

45、K芭)的上拉電罷阻被激活。扒E。搬端口D(熬PD7.辦PD0)：稗端口D為8啊位雙向I/O口，具有艾可編程的內(nèi)跋部上拉電阻拜。其輸出緩昂沖器具有對疤稱的驅(qū)動特哎性，可以輸板出和吸收大扒電流。作為案輸入使用時愛，若內(nèi)部上伴拉電阻使能笆，則端口被般外部電路拉巴低時將輸出藹電流。在復(fù)暗位過程中，皚即使系統(tǒng)時澳鐘還未起振盎，端口D處耙于高阻狀態(tài)搬。疤N。隘RESE澳T：復(fù)位輸拔入引腳。持芭續(xù)時間超過按最小門限時叭間的低電平鞍將引起系統(tǒng)熬復(fù)位。門限敖時間見P3笆6Tabl耙e15。持愛續(xù)時間小于凹門限間的脈稗沖不能保證凹可靠復(fù)位。邦o。敗XTAL暗1：反向振癌蕩放大器與爸片內(nèi)時鐘操藹作電路的輸柏入端。爸

46、XTAL耙2：反向振癌蕩放大器的暗輸出端。巴AVCC敗：是端口A愛與A/D轉(zhuǎn)哎換器的電源安。不使用A艾DC時，該芭引腳應(yīng)直接佰與VCC連叭接。使用A拔DC時應(yīng)通把過一個低通搬濾波器與V傲CC連接。版f。板AREF叭 A/D：藹的模擬基準斑輸入引腳。唉2.3.3挨 CPU敗ATMEG叭A16 A佰VR內(nèi)核的罷結(jié)構(gòu)。CP皚U的主要任安務(wù)是保證程疤序的正確執(zhí)暗行。因此它胺必須能夠訪霸問存儲器、昂執(zhí)行運算、扳控制外設(shè)以柏及處理中斷啊。骯Y。盎為了獲得最案高的性能以柏及并行性，襖AVR采用半了Harv昂ard結(jié)構(gòu)岸，具有獨立耙的數(shù)據(jù)和程按序總線。程扒序存儲器里胺的指令通過隘一級流水線運行。CP拜U在執(zhí)行

47、一鞍條指令的同埃時讀取下一半條指令班(罷在本文稱為扳預(yù)取)。這阿個概念實現(xiàn)絆了指令的單胺時鐘周期運八行。程序存八儲器是可以愛在線編程的扮FLASH氨?？焖僭L問澳寄存器文件鞍包括32個佰8位通用工拜作寄存器，拌訪問時間為愛一個時鐘周骯期。從而實辦現(xiàn)了單時鐘叭周期的AL矮U操作。在版典型的AL埃U操作中，霸兩個位于寄巴存器文件中把的操作數(shù)同時被訪問，笆然后執(zhí)行運捌算，結(jié)果再胺被送回到寄斑存器文件。礙整個過程僅昂需一個時鐘哀周期。挨 寄暗存器文件里扮有6個寄存笆器可以用作霸3個16位俺的間接尋址鞍寄存器指針八以尋址數(shù)據(jù)班空間，實現(xiàn)敖高效的地址瓣運算。其中愛一個指針還板可以作為程捌序存儲器查班詢表的地

48、址霸指針。這些岸附加的功能八寄存器即為敖16位的X敖、Y、Z寄啊存器。般 A瓣LU支持寄柏存器之間以疤及寄存器和把常數(shù)之間的笆算術(shù)和邏輯佰運算。AL哎U也可以執(zhí)邦行單寄存器按操作。運算矮完成之后狀把態(tài)寄存器的哎內(nèi)容得到更氨新以反映操疤作結(jié)果。程疤序流程通過澳有/無條件頒的跳轉(zhuǎn)指令案和調(diào)用指令板來控制，從矮而直接尋址百整個地址空絆間。大多數(shù)凹指令長度為皚16位，亦氨即每個程序吧存儲器地址按都包含一條笆16位或3暗2位的指令阿。案 程半序存儲器空矮間分為兩個按區(qū)：引導程搬序區(qū)(Bo奧ot區(qū))和絆應(yīng)用程序區(qū)叭。這兩個區(qū)八都有專門的哎鎖定位以實罷現(xiàn)讀和讀/吧寫保護。用骯于寫應(yīng)用程暗序區(qū)的SP岸M指令必

49、須唉位于引導程背序區(qū)。挨 在礙中斷和調(diào)用八子程序時返巴回地址的程霸序計數(shù)器(案PC)保存矮于堆棧之中哀。堆棧位于佰通用數(shù)據(jù)S藹RAM，因叭此其深度僅皚受限于SR挨AM的大小班。在復(fù)位例百程里用戶首捌先要初始化疤堆棧指針S襖P。這個指扮針位于I/藹O空間，可鞍以進行讀寫跋訪問。數(shù)據(jù)百SRAM可邦以通過5種傲不同的尋址辦模式進行訪礙問。岸 A班VR存儲器白空間為線性芭的平面結(jié)構(gòu)靶。骯 A巴VR有一個埃靈活的中斷俺模塊?？刂瓢奂拇嫫魑挥诎蜪/O空間白。狀態(tài)寄存扳器里有全局按中斷使能位澳。每個中斷襖在中斷向量藹表里都有獨瓣立的中斷向伴量。各個中捌斷的優(yōu)先級安與其在中斷瓣向量表的位案置有關(guān)，中斷向量地址

50、擺越低，優(yōu)先板級越高。熬 I疤/O存儲器唉空間包含6襖4個可以直暗接尋址的地矮址，作為C昂PU外設(shè)的藹控制寄存器翱、SPI，笆以及其他I矮/O功能。俺映射到數(shù)據(jù)奧空間即為寄存器文件之笆后的地址0啊x20-0壩x稗5F疤。癌d。背2.3.4敖 存儲器愛ATmeg巴a16的存拜儲器。AV芭R結(jié)構(gòu)具有氨兩個主要的唉存儲器空間翱：數(shù)據(jù)存儲般器空間和程八序存儲器空罷間。此外，百ATmeg背a16還有辦EEPRO藹M存儲器以拌保存數(shù)據(jù)。辦這三個存儲扮器空間都為扮線性的平面骯結(jié)構(gòu)。吧I。絆1、系統(tǒng)內(nèi)按可編程的F扒lash程擺序存儲器搬ATmeg扮a16具有盎16K字節(jié)啊的在線編程哎Flash半，用于存放唉程

51、序指令代埃碼。因為所暗有的AVR隘指令為16稗位或32位疤，故而Fl俺ash組織鞍成8K板16位的形辦式。用戶程澳序的安全性哀要根據(jù)Fl靶ash程序斑存儲器的兩案個區(qū)：引導按(Boot版)程序區(qū)和板應(yīng)用程序區(qū)按，分開來考礙慮。Fla挨sh存儲器扒至少可以擦艾寫10,0般00次。A爸Tmega壩16的程序計數(shù)器(P般C)為13矮位，因此可俺以尋址8K拔字的程序存辦儲器空間。般4。阿2、SRA百M數(shù)據(jù)存儲礙器跋圖2.2給叭出了ATm板ega16芭 SRAM靶空間的組織辦結(jié)構(gòu)。前1翱120個數(shù)壩據(jù)存儲器包叭括了寄存器拜文件、I/敖O存儲器及捌內(nèi)部數(shù)據(jù)S隘RAM。起扒始的96個案地址為寄存百器文件與6

52、吧4個I/O骯存儲器，接礙著是102靶4字節(jié)的內(nèi)俺部數(shù)據(jù)SRAM。版b。斑數(shù)據(jù)存儲器扮的尋址方式唉分為5種：埃直接尋址、半帶偏移量的埃間接尋址、岸間接尋址、百帶預(yù)減量的芭間接尋址和安帶后增量的拔間接尋址。唉寄存器文件艾中的寄存器懊R26到R31為間接笆尋址的指針按寄存器。直癌接尋址范圍藹可達整個數(shù)奧據(jù)區(qū)。藹f。挨 挨 骯 鞍 岸 氨 埃圖2.2 愛ATmeg癌a16 S奧RAM 空翱間的組織結(jié)愛構(gòu)按 巴帶偏移量的版間接尋址模吧式能夠?qū)ぶ钒俚接杉拇嫫靼蒠和Z給定骯的基址附近拔的63個地靶址。板K。跋在自動預(yù)減拔和后加的間叭接尋址模式扳中，寄存器佰X、Y和Z班自動增加或巴減少。AT扳mega1岸6

53、的全部3班2個通用寄把存器、64班個I/O寄奧存器及10爸24個字節(jié)伴的內(nèi)部數(shù)據(jù)癌SRAM可瓣以通過所有挨上述的尋址八模式進行訪斑問。襖B。般3、EEP傲ROM數(shù)據(jù)扳存儲器敖ATmeg頒a16包含耙512字節(jié)稗的EEPR翱OM 數(shù)據(jù)扳存儲器。它拌是作為一個絆獨立的數(shù)據(jù)襖空間而存在班的，可以按捌字節(jié)讀寫。稗EEPRO班M 的壽命氨至少為10搬0,000佰次擦除周期跋。EEPR扮OM的訪問稗由地址寄存擺器、數(shù)據(jù)寄啊存器和控制皚寄存器決定靶。埃U。傲I/O口介扒紹壩作為通用數(shù)凹字I/O使暗用時，所有稗AVR I吧/O端口都按具有真正的昂讀-修改-八寫功能。這敗意味著用S拜BI或CB奧I指令改變唉某些

54、管腳的埃方向(或者啊是端口電平柏、禁止/使把能上拉電阻皚)時不會無阿意地改變其岸他管腳的方埃向(或者是稗端口電平、耙禁止/使能芭上拉電阻)哎。輸出緩沖埃器具有對稱瓣的驅(qū)動能力罷，可以輸出辦或吸收大電伴流，直接驅(qū)啊動LED。昂所有的端口啊引腳都具有百與電壓無關(guān)翱的上拉電阻拔。并有保護芭二極管與V扒CC和地相搬連，如圖2熬.3所示。八2。芭圖2.3 唉I/O引腳傲等效原理圖哎1、I/O襖引腳等效原扒理圖唉每個端口都跋有三個I/襖O存儲器地挨址礙：邦數(shù)據(jù)寄存器辦 POR扳Tx、數(shù)據(jù)阿方向寄存器敖DDRx板和端口輸入盎引腳PI拔Nx。數(shù)據(jù)般寄存器和數(shù)敗據(jù)方向寄存巴器為讀/寫百寄存器，而疤端口輸入引搬腳

55、為只讀寄邦存器。但是敖需要特別注背意的是，對癌PINx寄搬存器某一位岸寫入邏輯奧“傲1壩”熬將造成數(shù)據(jù)暗寄存器相應(yīng)巴位的數(shù)據(jù)發(fā)靶生壩“敖0拔”稗與版“擺1敖”岸的交替變化翱。當寄存器百MCUCR佰的上拉禁止襖位PUD置巴位時所有端敗口引腳的上芭拉電阻都被愛禁止。絆o。懊2、端口配哎置引腳暗通用數(shù)字I斑/O的端口昂引腳是與第霸二功能復(fù)用矮的。使能某扮些引腳的第擺二功能不會藹影響其他屬藹于同一端口岸的引腳用于昂通用數(shù)字I疤/O目的。唉每個端口引埃腳都具有三凹個寄存器位笆：八DDxn、捌PORTx岸n和PIN哀xn，DD癌xn位于D板DRx寄存笆器，POR唉Txn位于奧PORTx版寄存器，P拔INx

56、n位壩于PINx絆寄存器。D八Dxn用來骯選擇引腳的瓣方向。DD八xn為奧“安1暗”澳時，Pxn白配置為輸出巴，否則配置按為輸入。引氨腳配置為輸佰入時，若P骯ORTxn斑 為敗“埃1昂”阿，上拉電阻搬將使能。如芭果需要關(guān)閉傲這個上拉電敖阻，可以將拜PORTx胺n拜清零，或者捌將這個引腳挨配置為輸出拜。復(fù)位時各盎引腳為高阻白態(tài)，即使此矮時并沒有時瓣鐘在運行。板D。昂當引腳配置盎為輸出時，拜若PORT埃xn為辦“哎1擺”靶，引腳輸出拜高電平瓣“叭1爸”巴，否則輸出班低電平版“板0八”半。在頒(百高阻態(tài))三拜態(tài)(DD岸xn, P白ORTxn芭 = 0阿b00)輸俺出高電平(稗D(zhuǎn)Dxn, POR唉Tx

57、n 版= 0b1襖1)兩種狀扒態(tài)之間進行挨切換時，上伴拉電阻使能靶(DDx叭n, PO爸RTxn = 0b霸01)或輸半出低電平(壩DDxn靶,PORT愛xn =啊 0b10罷)這兩種模奧式必然會有懊一個發(fā)生。盎通常，上拉稗電阻使能是靶完全可以接佰受的，因為敗高阻環(huán)境不稗在意是強高敗電平輸出還白是上拉輸出瓣。如果使用般情況不是這奧樣子，可以埃通過置位S靶FIOR寄背存器的PU凹D來禁止所隘有端口的上瓣拉電阻。在半上拉輸入和礙輸出低電平皚之間切換也背有同樣的問藹題。用戶必壩須選擇高阻芭態(tài)(DD岸xn,PO白RTxn耙 = 0b澳00)或輸澳出高電平(隘DDxn吧,PORT版xn =挨 0b10般

58、)作為中間拜步驟。凹D。百3、端口的斑第二功能版（1）端口敖A的第二功案能芭端口A作為擺ADC模擬哀輸入的第二瓣功能示于表般2.1。如伴果端口A的盎部分引腳置氨為輸出，當傲轉(zhuǎn)換時不能鞍切換，否則拔會影響轉(zhuǎn)換稗結(jié)果。八0。班表2.1端耙口A的第二搬功能端口引腳第二功能PA7ADC7 (ADC 輸入通道7)PA6ADC6 (ADC 輸入通道6)PA5ADC5 (ADC 輸入通道5)PA4ADC4 (ADC 輸入通道4)PA3ADC3 (ADC 輸入通道3)PA2ADC2 (ADC 輸入通道2)PA1ADC1 (ADC 輸入通道1)PA0ADC0 (ADC 輸入通道0)（2）端口熬B的第二功敖能捌引

59、腳配置如藹下扒：案 SCK百端口B,胺Bit7拔SCK：S俺PI通道的邦主機時鐘輸班出，從機時稗鐘輸入端口頒。工作于從靶機模式時，案不論DDB岸7設(shè)置如何敖，這個引腳俺都將設(shè)置為癌輸入。工作盎于主機模式爸時，這個引跋腳的數(shù)據(jù)方巴向由DDB啊7控制。設(shè)背置為輸入后辦，上拉電阻凹由PORT百B7控制。背M。八 MIS擺O端口B辦,Bit6皚MISO：SPI通道拔的主機數(shù)據(jù)笆輸入，從機捌數(shù)據(jù)輸出端班口。工作于矮主機模式時八，不論DD伴B6設(shè)置如頒何，這個引邦腳都將設(shè)置背為輸入。工叭作于從機模奧式時，這個伴引腳的數(shù)據(jù)板方向由DD叭B6控制。哎設(shè)置為輸入敗后，上拉電扮阻由POR案TB6控制盎。懊r。岸表

60、2.2 扮端口B的第柏二功能端口引腳第二功能PB7SCK (SPI 總線的串行時鐘)PB6MISO (SPI 總線的主機輸入/從機輸出信號)PB5MOSI (SPI 總線的主機輸出/從機輸入信號)PB4SS (SPI 從機選擇引腳)PB3AIN1 (模擬比較負輸入)OC0 (T/C0輸出比較匹配輸出)PB2AIN0 ( 模擬比較正輸入)INT2 (外部中斷2輸入)PB1T1 (T/C1 外部計數(shù)器輸入)PB0T0 (T/C0 外部計數(shù)器輸入)XCK(USART 外部時鐘輸入/輸出)佰 MOS扒I端口B柏,Bit5斑MOSI：皚SPI通道澳的主機數(shù)據(jù)拌輸出，從機瓣數(shù)據(jù)輸入端扮口。工作于把從機模式