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ATMEGA16 单片机开发入门

准备知识 1. ATMEGA16 单片机开发入门. 本节内容. 1 、认识 ATmega16 单片机 2 、学习本课程要具备的基础知识 3 、本课程主要学习内容和学习方法介绍 4 、 ATmega16 主要特性 5 、 ATmega16 最小系统设计 6 、 ATmega16 最小系统实物演示 7 、用 ATmega16 控制 一个 LED 闪烁功能演示. 1 、 认识 ATmega16 单片机. 1.1 单片机

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ATMEGA16 单片机开发入门

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  1. 准备知识1 ATMEGA16单片机开发入门

  2. 本节内容 1、认识ATmega16单片机 2、学习本课程要具备的基础知识 3、本课程主要学习内容和学习方法介绍 4、ATmega16主要特性 5、ATmega16最小系统设计 6、ATmega16最小系统实物演示 7、用ATmega16控制一个LED闪烁功能演示

  3. 1、认识ATmega16单片机 1.1 单片机 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的1G左右的高速32位单片机。 ATmega16是美国ATMEL公司生产的AVR系列单片机中的一种型号。

  4. 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。

  5. 1.2 单片机分类 ◇按单片机指令执行速度分类 低速单片机和高速单片机 ◇按执行一条指令占用机器周期数分类 单指令周期和多指令周期 ◇按指令集分类 复杂指令集CISC:ComplexInstructionSetComputer 精简指令集RISC:Reduced Instruction Set Computer) ◇按数据总线宽度分类 4位、8位、16位和32位

  6. 小结： 通过上面的学习，我们知道： 1）、 ATmega16是低功耗8 位CMOS微控制器； 2）、基于增强的AVR RISC结构的精简指令集； 3）、指令执行时间为单时钟周期； 4）、具有较高的数据吞吐率（1 MIPS/MHz）。

  7. 2、学习本课程要具备的基础知识 1）、听说过一种计算机编程语言； 2）、听说过单片机； 3）、会使用计算机，自己通过自学，学会使用过任意一款应用软件； 4）、学过模电、数电，对模数电有一点了解； 5）、具有简单问题的解决思路，思维活跃； 6）、能吃苦，愿意学。

  8. 3、本课程主要学习内容和学习方法介绍 1）、通过做实际的项目，学习ATmega16的各功能模块的使用方法； 2）、主要学习内容包括：IO端口，A/D、中断、串口、TWI接口、定时器等基本功能模块的使用方法。ICC AVR,AVR STUDIO 4，PROTEL99,PROTEUS软件的使用； 3）、学习方法：认真听课、认真完成项目的软硬件设计与仿真、有条件的可以做成实物；

  9. 4）、一开始不要纠结于为什么，听不懂等诸如此类的话，先按老师讲的做、先学会模仿，从最简单的做起，逐步积累，做多了，对知识的理解深度也就不一样，最后自然而然就懂得为什么这样做了；4）、一开始不要纠结于为什么，听不懂等诸如此类的话，先按老师讲的做、先学会模仿，从最简单的做起，逐步积累，做多了，对知识的理解深度也就不一样，最后自然而然就懂得为什么这样做了； 5）、勤动手、动脑是学好本门课程的关键！

  10. 4、ATmega16主要特性 1）、引脚

  11. 2）、主要特性 ATmega16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16MHz时性能高达16MIPS； • 只需两个时钟周期的硬件乘法器；

  12. 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 。

  13. 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； • 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；

  14. 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； 　

  15. I/O和封装 • 32个可编程的I/O口； • 40引脚PDIP封装, 44引脚TQFP封转, 与44引脚MLF封装。 工作电压 • l ATmega16L：2.7 - 5.5V • l ATmega16：4.5 - 5.5V

  16. 速度等级 • 8MHz ATmega16L； • 0-16MHz ATmega16； • ATmega16L在1MHz, 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。

  17. 5、ATmega16最小系统设计 1）、最小系统定义 能够提供ATmega16正常工作、调试所必须条件的电路系统。 2）、最小系统电路组成 基于ATmega16的强大性能和较高的集成度，最小系统板只要提供如下两个条件即可使ATmega16正常工作、正常调试。 a ) 电源电路 b) JTAG调试电路

  18. 3）、最小系统单元电路 a)、JTAG电路

  19. b）、电源电路

  20. ATmega16提供工作电源和JTAG调试电路，ATmega16就可以正常工作和调试下载程序了。如果把ATmega16的所有接口引出，再加上RS232串口通信电平转换电路，就可以做成简单的ATmega16开发板了。

  21. 6、ATmega16最小系统实物演示 1、电源输入接口 2、电源开关 3、I/O口引出接口 4、RS232电平转换 5、RS232串口 6、手动复位按键 7、JTAG接口 8、ATmega16芯片

  22. 7、用ATmega16控制一个LED闪烁功能演示 • 用ICC AVR建立一个工程； • 编程； • 编译并生成HEX文件； • 用PROTEUS绘制仿真硬件原理图； • 装入生成的HEX文件； • 运行，查看效果。

  23. 课程总结 • 通过本次课的学习要知道什么是单片机； • 知道复杂指令集和精简指令集； • ATmega16的指令时增强型精简指令集； • ATmega16是单时钟周期指令单片机； • 了解ATmega16单片机主要特性； • 单片机最小系统构成；

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