ATmega單片機概述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、ATmega128單片機概述、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2009年3月1內(nèi)容一、 ATmega128單片機概述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、AVR單片機簡介（主要特性、選型）2、ATmega128單片機二、 ATmega128單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)21、AVR單片機簡介ATMEL公司介紹 是世界上著名的高性能、低功耗、非易失性存儲器和數(shù)字集成電路的一流半導(dǎo)體制造公司。 1997年，ATMEL公司出于市場需求，推出了全新配置的精簡指令集RISC單片機高速8位單片機，簡稱為AVR。廣泛應(yīng)用于計算機外設(shè)、工業(yè)實時控制，儀器儀表、通信設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域。31.1 AVR單片機主要特性衡量單片機性能的重要指標(biāo)高可靠性、功能強、高速度、低功耗

2、、低價位1）AVR單片機廢除機器周期，采用RISC，以字為指令長度單位，取指周期短，可預(yù)取指令，實現(xiàn)流水作業(yè)，可高速執(zhí)行指令。有高可靠性為后盾。2）AVR單片機在軟/硬件開銷、速度、性能和成本多方面取得優(yōu)化平衡，是高性價比的單片機。3）內(nèi)嵌高質(zhì)量的 Flash程序存儲器，擦寫方便，支持ISP和IAP，便于產(chǎn)品 的調(diào)試、開發(fā)、生產(chǎn)、更新。41.1 AVR單片機主要特性4）I/O端口資源靈活、功能強大5）單片機內(nèi)具備多種獨立的時鐘分頻器6）高波特率的可靠通信7）包括多種電路，可增強嵌入式系統(tǒng)的可靠性電路：自動上電復(fù)位、看門狗、掉電檢測，多個復(fù)位源等8）具有多種省電休眠模式、寬電壓運行（2.75V）

3、，抗干擾能力強，可降低一般8位機中的軟件抗干擾設(shè)計的工作量和硬件的使用量。9）集成多種器件和多種功能，充分體現(xiàn)了單片機技術(shù)向片上系統(tǒng)SOC的發(fā)展方向過渡。51.2 AVR系列單片機的選型AVR單片機有3個檔次：低檔Tiny系列單片機， 20腳Tiny 11/12/13/15/26/28AT89C1051，AT89C1052中檔(標(biāo)準(zhǔn)) AT90S系列單片機，40腳AT90S1200/2313/8515/8535AT89C51高檔ATmega系列單片機 64腳ATmega8/16/32/64/128存儲容量為8/16/32/64/128KBATmega8515/85356內(nèi)容1、AVR單片機簡介

4、AVR單片機主要特性AVR系列單片機的選型2、 ATmega128單片機簡介ATmega128單片機概述ATmega128單片機引腳功能72.1 ATmega128單片機概述基于AVR低功耗CMOS 8位微控制器，近1MIPS/MHz。6種省電模式: 空閑模式Idle：CPU 停止工作，其他子系統(tǒng)繼續(xù)工作；ADC 噪聲抑制模式：CPU 和所有的I/O 模塊停止運行，而異步定時器和ADC 繼續(xù)工作；省電模式Power-save：異步定時器繼續(xù)運行，器件的其他部分則處于睡眠狀態(tài)；掉電模式Power-down：除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作Standby 模式：振蕩器工作而其他部分睡眠；擴展Sta

5、ndby 模式：允許振蕩器和異步定時器繼續(xù)工作。8ATmega128單片機結(jié)構(gòu)框圖9ATmega128產(chǎn)品特點 1）RICS結(jié)構(gòu)指令條數(shù) 133條指令 大多數(shù)可以在一個時鐘周期內(nèi)完成存儲器 32 x 8位 通用工作寄存器 + 外設(shè)控制寄存器工作頻率 工作于16 MHz 時性能高達(dá)16 MIPS片內(nèi)乘法器 2個 只需兩個時鐘周期的硬件乘法器2）非易失存儲器片上Flash 128K Bytes，104次擦寫EEPROM 4K Bytes，105次擦寫內(nèi)部SRAM 4K可選外部存儲器 64K可編程安全鎖、片內(nèi)可編程SPI接口3）JITAG接口邊界掃描特性，擴展芯片調(diào)試支持，通過其進(jìn)行可編程Flash

6、、EEPROM10ATmega128產(chǎn)品特點 4）外設(shè)特性定時器/計數(shù)器 （2個8位）擴展定時器/計數(shù)器 （2個16位）實時時鐘計數(shù)器 （1個）PWM通道 2個8位，6個（分辨率）可編程216位輸出比較調(diào)制器8通道10位ADC：8個單端通道、7個差分通道、2個可調(diào)增益的差分通道面向字節(jié)的雙線接口可編程的連續(xù)串口UART 2個主/從SPI串口、可編程看門狗、片內(nèi)模擬比較器11ATmega128產(chǎn)品特點 5）特殊微控制器特性復(fù)位、中斷源、省電模式等6）I/O和封裝53個可編程I/O口線64引腳TQFP與64引腳MLF封裝7）工作電壓2.75.5V（ATmega128L）4.55.5V（ATmega

7、128）8）速度級別08MHZ（ATmega128L）016MHZ（ATmega128）122.2 ATmega128單片機引腳功能13ATmega128單片機結(jié)構(gòu)框圖14各引腳說明1：1）VCC：數(shù)字電路的電源2）GND：地3）RESET：復(fù)位輸入引腳4）XTAL1：反向振蕩放大器及片內(nèi)時鐘操作電路的輸入5）XTAL2：反向振蕩放大器的輸出6）AVCC：AVCC為端口F及ADC的電源7）AREF：為ADC的模擬基準(zhǔn)輸入引腳8）PEN：為SPI串行下載的使能引腳159）端口A(PA7PA0)：為8位雙向I/O端口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。

8、作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復(fù)位發(fā)生時該端口為三態(tài)。10）端口B(PB7PB0)、 C(PC7PC0)、D(PD7PD0)、 E(PE7PE0) ：與端口A具有相同的I/O性能。1611）端口F(PF7PF0)：為ADC的模擬輸入引腳或作為8位雙向I/O端口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復(fù)位發(fā)生時該端口為三態(tài)?？梢宰鳛镴TAG接口1712）端口G(PG4PG0)：為5位雙向I/O端口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。輸出緩沖器具有對稱的

9、驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復(fù)位發(fā)生時該端口為三態(tài)。13）端口A、B、C、D、E、F、G：都可以作為第二功能引腳使用。18二、ATmega128單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19ATmega128單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 201、ATmega128的CPU內(nèi)核1.1 AVR CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu)1.2 狀態(tài)寄存器1.3 通用寄存器結(jié)

10、構(gòu)1.4 X、Y、Z寄存器1.5 堆棧指針1.6 復(fù)位和中斷處理211.1 AVR CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖AVR 采用了Harvard 結(jié)構(gòu)，具有獨立的數(shù)據(jù)和程序總線。程序存儲器的指令通過一級流水線運行。221.2 狀態(tài)寄存器 AVR 中斷寄存器 SREG Bit 7 I: 全局中斷使能Bit 6 T: 位拷貝存儲Bit 5 H: 半進(jìn)位標(biāo)志,表示算術(shù)操作發(fā)生了半進(jìn)位Bit 4 S: 符號位, S=NV,S 為負(fù)數(shù)標(biāo)志N與2 的補碼溢出標(biāo)志V的異或Bit 3 V: 2 的補碼溢出標(biāo)志,支持2 的補碼運算。Bit 2 N: 負(fù)數(shù)標(biāo)志Bit 1 Z: 零標(biāo)志Bit 0 C: 進(jìn)位標(biāo)志231.3 通用寄

11、存器結(jié)構(gòu) AVR CPU 32個通用工作寄存器的結(jié)構(gòu)圖 每個寄存器都有一個數(shù)據(jù)內(nèi)存地址，將他們直接映射到用戶數(shù)據(jù)空間的頭32 個地址。 雖然寄存器文件的物理實現(xiàn)不是SRAM，這種內(nèi)存組織方式在訪問寄存器方面具有極大的靈活，因為X、Y、Z 寄存器可以設(shè)置為指向任意寄存器的指針。241.4 X、Y、Z寄存器除了用作通用寄存器外，還可以作為數(shù)據(jù)間接尋址用的地址指針。在不同的尋址模式中，這些地址寄存器可以實現(xiàn)固定偏移量，自動加一和自動減一功能。 251.5 堆棧指針堆棧指針主要用來保存臨時數(shù)據(jù)，局部變量和中斷/ 自程序的返回地址。堆棧指針總是指向堆棧的頂部。要注意AVR 的堆棧是向下生長的，即新數(shù)據(jù)推

12、入堆棧時，堆棧指針的數(shù)值將減小。堆棧指針指向位于SRAM 的函數(shù)及中斷堆棧。堆棧空間必須在調(diào)用函數(shù)或中斷使能之前定義。指針必須指向高于$60 的地址。用PUSH 指令推數(shù)據(jù)入棧時，堆棧指針將減一；當(dāng)調(diào)用函數(shù)或中斷時，指針將減二。使用POP 指令時，堆棧指針將加一；而用RET 或RETI 返回時，指針將加二。261.6 復(fù)位和中斷處理 1.6.1 ATmega128的中斷處理 兩種類型的中斷：事件觸發(fā)并置位中斷標(biāo)志。只要中斷條件滿足，就會一直觸發(fā)。AVR 退出中斷后總是回到主程序并執(zhí)行一條指令才可以去執(zhí)行其他被掛起的中斷。程序存儲器空間的最低地址缺省定義為復(fù)位和中斷向量。中斷向量所在的地址越低，

13、優(yōu)先級越高。1.6.2 ATmega128的中斷響應(yīng)時間AVR 中斷響應(yīng)時間最少為4個時鐘周期。 若中斷發(fā)生時MCU 處于睡眠模式，中斷響應(yīng)時間增加到8個時鐘周期。中斷返回亦需4個時鐘。 27內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 282、ATmega128 存儲器2.1 系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 程序存儲器2.2 SRAM數(shù)據(jù)存儲器2.3 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器2.4 I/O存儲器2.5 外部存儲器接口292、ATme

14、ga128 存儲器AVR 結(jié)構(gòu)具有三個線性存儲空間:程序寄存器數(shù)據(jù)寄存器EEPROM 存儲器 2.1 系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 程序存儲器ATmega128具有128K字節(jié)的在線編程Flash。因為所有的AVR指令為16位或32位，故FLASH 組織成64K x 16 的形式。 Flash 程序存儲器分為：(軟件安全性)引導(dǎo)程序區(qū)應(yīng)用程序區(qū)主存儲器空間302.2 SRAM數(shù)據(jù)存儲器ATmega128 還可以訪問直到64K的外部數(shù)據(jù)SRAM。其起始緊跟在內(nèi)部SRAM之后。數(shù)據(jù)尋址模式分為5種：直接尋址，帶偏移量的間接尋址，間接尋址，預(yù)減的間接尋址，以及后加的間接尋址。1）直接尋址訪問整個數(shù)據(jù)空間

15、。2）帶偏移量的間接尋址模式尋址到Y(jié)、Z 指針給定地址附近的63個地址。3）帶預(yù)減和后加的間接尋址模式要用到X、Y、Z 指針。 32個通用寄存器，64個I/O寄存器，4096字節(jié)的SRAM可以被所有的尋址模式所訪問。312.3 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器ATmega128包含4K字節(jié)的EEPROM。它是作為一個獨立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。EEPROM 的壽命至少為100,000 次（擦除）。EEPROM 的訪問由地址寄存器，數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。322.4 I/O存儲器ATmega128 的所有I/O 和外設(shè)都被放置在I/O 空間。在32個通用工作寄存器和I/O之間傳輸數(shù)據(jù)。其支

16、持的外設(shè)要比預(yù)留的64 個I/O( 通過IN/OUT 指令訪問) 所能支持的要多。對于擴展的I/O 空間$60 - $FF，只能使用ST/STS/STD 和LD/LDS/LDD指令。 332.5 外部存儲器接口此接口非常適合于與存儲器器件互連，如外部SRAM和Flash， LCD， A/D， D/A，等等。其主要特點為：四個不同的等待狀態(tài)設(shè)置( 包括無等待狀態(tài))。不同的外部存儲器可以設(shè)置不同的等待狀態(tài)。地址高字節(jié)的位數(shù)可以有選擇地確定。數(shù)據(jù)線具有總線保持功能以降低功耗。外部存儲器接口包括：AD7:0：多工的地址總線和數(shù)據(jù)總線。A15:8：高位地址總線 ( 位數(shù)可配置)。ALE：地址鎖存使能。R

17、D：讀鎖存信號。WR：寫使能信號。外部存儲器接口控制位于以下3個寄存器：MCU 控制寄存器MCUCR外部存儲器控制寄存器A XMCRA外部存儲器控制寄存器B XMCRB34內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 35AVR的主要時鐘系統(tǒng)及其分布圖clkCPU clkI/O clkFLASH clkADC clkASY :異步定時器時鐘36內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及

18、其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 374、系統(tǒng)控制和復(fù)位 復(fù)位時所有的I/O 寄存器都被設(shè)置為初始值，程序從復(fù)位向量處開始執(zhí)行。復(fù)位源生效時I/O 端口立即復(fù)位為初始值，不需要任何時鐘的輔助。ATmega128 有5個復(fù)位源：上電復(fù)位當(dāng)電源電壓低于上電復(fù)位門限 (VPOT) 時， MCU 復(fù)位。外部復(fù)位當(dāng)引腳 RESET 上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度時MCU 復(fù)位。看門狗復(fù)位當(dāng)看門狗使能并且看門狗定時器超時時復(fù)位發(fā)生。掉電檢測復(fù)位當(dāng)?shù)綦姍z測復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限(VBO

19、T) 時MCU 即復(fù)位。JTAG AVR復(fù)位當(dāng)復(fù)位寄存器為1 時MCU即復(fù)位。38內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 395、ATmega128 的中斷向量1向量號程序地址中斷源中斷定義1$0000RESET復(fù)位2$0002INT0外部中斷請求03$0004INT1外部中斷請求14$0006INT2外部中斷請求25$0008INT3外部中斷請求36$000AINT4外部中斷請求47$000CINT5外部中斷請求58$

20、000EINT6外部中斷請求69$0010INT7外部中斷請求710$0012TIMER2 COMPT/C 2 比較匹配11$0014TIMER2 OVFT/C 2 溢出40ATmega128 的中斷向量2向量號程序地址中斷源中斷定義12$0016TIMER1 CAPTT/C 1 捕捉事件13$0018TIMER1 COMPAT/C 1 比較匹配 A14$001ATIMER1 COMPBT/C 1 比較匹配B15$001CTIMER1 OVFT/C 1 溢出16$001ETIMER0 COMPT/C 0 比較匹配17$0020TIMER0 OVFT/C 0 溢出18$0022SPI, STCS

21、PI 串行傳輸結(jié)束19$0024USART0, RXUSART0, Rx 結(jié)束20$0026USART0, UDREUSART0 數(shù)據(jù)寄存器空21$0028USART0, TXUSART0, Tx 結(jié)束22$002AADCADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束23$002CEE READYEEPROM 就緒41ATmega128 的中斷向量3向量號程序地址中斷源中斷定義24$002EANALOG COMP模擬比較器25$0030(3)TIMER1 COMPCT/C 1 比較匹配C26$0032(3)TIMER3 CAPTT/C 3 捕捉事件27$0034(3)TIMER3 COMPAT/C 3 比較匹配 A28$0

22、036(3)TIMER3 COMPBT/C 3 比較匹配B29$0038(3)TIMER3 COMPCT/C 3 比較匹配C30$003A(3)TIMER3 OVFT/C 3 溢出31$003C(3)USART1, RXUSART1, Rx 結(jié)束32$003E(3)USART1, UDREUSART1 數(shù)據(jù)寄存器空33$0040(3)USART1, TXUSART1, Tx 結(jié)束34$0042(3)TWI兩線串行接口35$0044(3)SPM READY保存程序存儲器內(nèi)容就緒42內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、A

23、Tmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 436、I/O端口所有AVR I/O端口都具有真正的讀-修改-寫功能。I/O引腳等效原理圖 3個8位寄存器用于控制I/O端口端口方向控制寄存器DDRx數(shù)據(jù)寄存器PORTx輸入引腳寄存器PINxPORTB3 表示端口B的第3位 所有的寄存器和位以通用格式表示：小寫的“x” 表示端口序號，小寫的“n” 代表位的序號。 讀/寫 讀/寫 只讀 當(dāng)DDxn 為“1“時，Pxn 配置為輸出。44I/O端口寄存器的說明 3個8位寄存器用于控制I/O端口端口方向控制寄存器DDRx數(shù)據(jù)寄存器PORTx輸入引腳寄存

24、器PINx端口B、C、D、E、F的類似于端口A 45I/O端口寄存器G的說明 3個8位寄存器用于控制I/O端口端口方向控制寄存器DDRG數(shù)據(jù)寄存器PORTG輸入引腳寄存器PING46內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 477、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 7.1 8位T/ C07.2 8位T/ C27.3 16位 T/ C1和T/ C37.4 定時器/ 計數(shù)器的預(yù)分頻器 487.1 8位T/ C0T/C0 是一個通用的

25、，單通道8 位定時器/ 計數(shù)器模塊。其主要特點如下：單通道計數(shù)器比較匹配發(fā)生時，清除定時器( 自動加載)無毛刺的相位修正PWM頻率發(fā)生器10 位時鐘預(yù)分頻器溢出和比較匹配中斷源(TOV0 和OCF0)允許外部32kHz 晶振作為時鐘 雙緩沖的輸出比較寄存器OCR0一直與T/C 的數(shù)值進(jìn)行比較。比較結(jié)果可用來產(chǎn)生PWM波，或在輸出比較引腳OC0上產(chǎn)生變化頻率的輸出。 497.1.1 T/ C0的工作模式 （1）普通模式(WGM01:0= 0)為最簡單的工作模式。在此模式下計數(shù)器不停地累加。計到最大值后(TOP=0 xFF)，計數(shù)器簡單地返回到最小值0 x00重新開始。（2）CTC模式（比較匹配時

26、清除定時器）(WGM01:0 = 2) TCNT0=OCR0時計數(shù)器清零 波形發(fā)生器的頻率 變量N代表分頻因子(1、8、32、64、128、256 或1024) 507.1.1 T/ C0的工作模式（3）快速PWM模式 (WGM01:0 = 3) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形。快速PWM 模式與其他PWM模式的不同之處是其三角波工作方式(其他PWM方式為等腰三角形方式)輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGM01:0 = 1) 為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于雙斜線操作。輸出的PWM 頻率變量N代表分頻因子(1、8、32、64、128、256 或10

27、24) 517.1.2 與T/C0相關(guān)的8位寄存器說明8位控制寄存器（TCCR0）工作模式、匹配輸出模式 、時鐘選擇 8位計數(shù)寄存器（TCNT0）8位輸出比較寄存器（OCR0）8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK）Bit 1 OCIE0: T/C0 輸出比較匹配中斷使能Bit 0 TOIE0: T/C0 溢出中斷使能8位中斷標(biāo)志寄存器（TIFR）Bit 1 OCF0: 輸出比較標(biāo)志0（T/C0與OCR0的值匹配時，OCF0置位）Bit 0 TOV0:T/C0 溢出標(biāo)志527.2 8位T/ C2T/C2 是一個通用單通道8 位定時/ 計數(shù)器，其主要特點如下：單通道計數(shù)器比較匹配時，清零定時器 ( 自動

28、重載)無干擾脈沖, 相位正確的脈寬調(diào)制器 (PWM)頻率發(fā)生器10 位時鐘預(yù)分頻器溢出與比較匹配中斷源(TOV2 與OCF2)外部事件計數(shù)器537.2.1 T/ C2的工作模式 （1）普通模式(WGM21:0= 0)為最簡單的工作模式。在此模式下計數(shù)器不停地累加。計到最大值后(TOP=0 xFF)，計數(shù)器簡單地返回到最小值0 x00重新開始。（2）CTC模式（比較匹配時清除定時器）(WGM21:0 = 2) TCNT2=OCR2時計數(shù)器清零 波形發(fā)生器的頻率 變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024) 547.2.1 T/ C2的工作模式（3）快速PWM模式 (WGM21:0 =

29、3) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形?？焖貾WM 模式與其他PWM模式的不同之處是其三角波工作方式(其他PWM方式為等腰三角形方式)輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGM21:0 = 1) 為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于雙斜線操作。輸出的PWM 頻率變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024) 557.2.2 與T/C2相關(guān)的8位寄存器說明8位控制寄存器（TCCR2）工作模式、匹配輸出模式 、時鐘選擇 8位計數(shù)寄存器（TCNT2）8位輸出比較寄存器（OCR2）8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK）Bit 7 OCIE2: T/C2 輸出比較匹配

30、中斷使能Bit 6 TOIE2: T/C2 溢出中斷使能8位中斷標(biāo)志寄存器（TIFR）Bit 7 OCF2: 輸出比較標(biāo)志0（T/C2與OCR2的值匹配時，OCF2置位）Bit 6 TOV2:T/C2 溢出標(biāo)志567.3 16位 T/ C1和T/ C316位的T/C 可以實現(xiàn)精確的程序定時(事件管理)、波形產(chǎn)生和信號測量。其主要特點如下真正的16 位設(shè)計( 即允許16 位的PWM)3 個獨立的輸出比較單元雙緩沖的輸出比較寄存器一個輸入比較單元輸入捕捉噪聲抑制器比較匹配發(fā)生時清除寄存器( 自動重載)無毛刺的相位修正PWM，可變的PWM 周期頻率發(fā)生器外部事件計數(shù)器10 個獨立的中斷源TOV1、O

31、CF1A、OCF1B、OCF1C、ICF1TOV3、OCF3A、OCF3B、OCF3C、ICF3 577.3.1 訪問16位的定時器 TCNTn、OCRnA/B/C與ICRn是AVR CPU 通過8位數(shù)據(jù)總線可以訪問的16位寄存器。讀寫16位寄存器需要兩次操作。每個16位計時器都有一個8位臨時寄存器用來存放其高8位數(shù)據(jù)。每個16位定時器所屬的16位寄存器共用相同的臨時寄存器。訪問低字節(jié)會觸發(fā)16位讀或?qū)懖僮鳌．?dāng)CPU 寫入數(shù)據(jù)到16 位寄存器的低字節(jié)時，寫入的8 位數(shù)據(jù)與存放在臨時寄存器中的高8位數(shù)據(jù)組成一個16位數(shù)據(jù)，同步寫入到16位寄存器中。當(dāng)CPU讀取16位寄存器的低字節(jié)時，高字節(jié)內(nèi)容在

32、讀低字節(jié)操作的同時被放置于臨時輔助寄存器中。并非所有的16位訪問都涉及臨時寄存器。對OCRnA/B/C 寄存器的讀操作就不涉及臨時寄存器寫16位寄存器時，應(yīng)先寫入該寄存器的高位字節(jié)。讀16位寄存器時，應(yīng)先讀取該寄存器的低位字節(jié)。 587.3.2 工作模式 （1）普通模式(WGMn 1:0= 0)為最簡單的工作模式。在此模式下計數(shù)器不停地累加。計到最大值后(TOP=0 xFF)，計數(shù)器簡單地返回到最小值0 x00重新開始。（2）CTC模式（比較匹配時清除定時器）(WGMn3:0 = 4 或12)OCRnA 或ICRn定義了計數(shù)器的TOP值TCNTn= TOP值時計數(shù)器清零 波形發(fā)生器的頻率 變量

33、N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024) 597.3.2 工作模式（3）快速PWM模式 (WGMn3:0 = 5、6、7、14 或15) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形。輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGMn3:0 = 1、2、3、10 或11)為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于雙斜線操作。輸出的PWM 頻率變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024) 607.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明8位控制寄存器A（TCCR1A、TCCR3A）Bit 7:6 COMnA1:0_通道A的比較輸出模式Bit 5:4 COMnB1:0_通

34、道B的比較輸出模式Bit 3:2 COMnC1:0_通道C的比較輸出模式Bit 1:0 WGMn1:08位控制寄存器B（TCCR1B、TCCR3B）Bit 7 ICNCn: 輸入捕捉噪聲抑制器Bit 6 ICESn: 輸入捕捉觸發(fā)沿選擇Bit 4:3 WGMn3:2_與WGMn1:0決定波形發(fā)生模式Bit 2:0 CSn2:0_ 時鐘選擇8位控制寄存器C（TCCR1C、TCCR3C）Bit 7 FOCnA_ 強制輸出比較通道ABit 6 FOCnB_ 強制輸出比較通道BBit 5 FOCnC_ 強制輸出比較通道C617.3.3 與T/C相關(guān)的16位寄存器說明16位計數(shù)寄存器TCNT1H、TCN

35、T1L；TCNT3H、TCNT3L16位輸出比較寄存器 輸出比較寄存器A（OCR1AH、OCR1AL；OCR3AH、OCR3AL） 輸出比較寄存器B（OCR1BH、OCR1BL；OCR3BH、OCR3BL） 輸出比較寄存器C（OCR1CH、OCR1CL；OCR3CH、OCR3CL） 16位捕獲寄存器：ICR1H、ICR1L；ICR3H、ICR3L數(shù)據(jù)匹配：將產(chǎn)生一個輸出比較中斷，或改變OCnx 的輸出邏輯電平。可直接對T/C單元的16 位計數(shù)器進(jìn)行讀寫訪問 與TCNTn 中的計數(shù)值比較 當(dāng)外部引腳ICPn( 或T/C1 的模擬比較器) 有輸入捕捉觸發(fā)信號產(chǎn)生時，計數(shù)器TCNTn 中的值寫入IC

36、R1中。627.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK） Bit 5 TICIE1: T/C1 輸入捕捉中斷使能Bit 4 OCIE1A:T/C1 輸出比較 A 匹配中斷使能Bit 3 OCIE1B:T/C1 輸出比較 B 匹配中斷使能Bit 2 TOIE1:T/C1 溢出中斷使能8位擴展中斷屏蔽寄存器（ETIMSK）Bit 5 TICIE3:T/C3, 輸入捕捉中斷使能Bit 4 OCIE3A:T/C3 輸出比較 A 匹配中斷使能Bit 3 OCIE3B:T/C3 輸出比較 B 匹配中斷使能Bit 2 TOIE3:T/C3 溢出中斷使能Bit 1 OCIE3C:T

37、/C3 輸出比較 C 匹配中斷使能Bit 0 OCIE1C:T/C1 輸出比較 C 匹配中斷使能637.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明8位中斷標(biāo)志屏蔽寄存器（TIFR） Bit 5 ICF1:T/C1 輸入捕捉標(biāo)志位Bit 4 OCF1A:T/C1 輸出比較 A 匹配標(biāo)志位Bit 3 OCF1B:T/C1 輸出比較 B 匹配標(biāo)志位Bit 2 TOV1:T/C1 溢出標(biāo)志8位擴展中斷標(biāo)志寄存器（ETIFR）Bit 5 ICF3:T/C3 輸入捕捉標(biāo)志位Bit 4 OCF3A:T/C3 輸出比較 A 匹配標(biāo)志位Bit 3 OCF3B:T/C3 輸出比較 B 匹配標(biāo)志位Bit 2 TOV3:T

38、/C3 溢出標(biāo)志Bit 1 OCF3C:T/C3 輸出比較 C 匹配標(biāo)志位Bit 0 OCF1C:T/C1 輸出比較 C 匹配標(biāo)志位647.4 定時器/計數(shù)器的預(yù)分頻器預(yù)分頻器的作用是對輸入的時鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生定時器/計數(shù)器的工作時鐘。T/ C0的預(yù)分頻器 T/C1、T/C2和T/C3的的預(yù)分頻器65內(nèi)容1、ATmega128的CPU內(nèi)核2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口7、定時器/ 計數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 668、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D 8.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器特點8.2 相關(guān)寄存器 8.3 操作（啟動一次轉(zhuǎn)換）8.4 預(yù)分頻器8.5 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果處理678.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器特點10 位逐次逼近型精度0.5 LSB 的非線性度， 2 LSB 的絕對精度13 - 260 s 的轉(zhuǎn)換時間最高分辨率時采樣率高達(dá)15kSPS8 路復(fù)用的單端輸入通道7 路差分輸入通道2 路可選增益為10 x 與200 x 的差分輸入通道可選的左對齊ADC 讀數(shù)0 - VCC 的 ADC 輸入電壓范圍可選的2.56V ADC 參考電壓連續(xù)轉(zhuǎn)換或單次轉(zhuǎn)換模式ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷基于睡眠模式的噪聲抑制器6