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AVR 微控制器ATmega169
ATmega169 综述
ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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, ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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。
The ATmega169 is a low-power CMOS 8-bit microcontroller based on the AVR enhanced RISC architecture. By executing powerful instructions in a single clock cycle, the ATmega169 achieves throughputs approaching 1 MIPS per MHz allowing the system designer to optimize power consumption versus processing speed.
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。 The AVR core combines a rich instruction set with 32 general purpose working registers. All the 32 registers are directly connected to the Arithmetic Logic Unit (ALU), allowing two independent registers to be accessed in one single instruction executed in one clock cycle. The resulting architecture is more code efficient while achieving throughputs up to ten times faster than conventional CISC microcontrollers.
ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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,53 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,内含升压电路的 LCD 控制器,三个 有比较模式灵活的定时器 / 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 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,以及五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 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,寄存器的内容则一直保持；在省 电模式下,异步定时器与 LCD 控制器继续运行,允许用户保持一个时间基准及对LCD 显示器进行操作,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、 LCD 控制器与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。 The ATmega169 provides the following features: 16K bytes of In-System Programmable Flash with Read-While-Write capabilities, 512 bytes EEPROM, 1K byte SRAM, 54 general purpose I/O lines, 32 general purpose working registers, a JTAG interface for Boundary-scan, On-chip Debugging support and programming, a complete On-chip LCD controller with internal step-up voltage, three flexible Timer/Counters with compare modes, internal and external interrupts, a serial programmable USART, Universal Serial Interface with Start Condition Detector, an 8-channel, 10-bit ADC, a programmable Watchdog Timer with internal Oscillator, an SPI serial port, and five software selectable power saving modes. The Idle mode stops the CPU while allowing the SRAM, Timer/Counters, SPI port, and interrupt system to continue functioning. The Powerdown mode saves the register contents but freezes the Oscillator, disabling all other chip functions until the next interrupt or hardware reset. In Power-save mode, the asynchronous timer and the LCD controller continues to run, allowing the user to maintain a timer base and operate the LCD display while the rest of the device is sleeping. The ADC Noise Reduction mode stops the CPU and all I/O modules except asynchronous timer, LCD controller and ADC, to minimize switching noise during ADC conversions. In Standby mode, the crystal/resonator Oscillator is running while the rest of the device is sleeping. This allows very fast start-up combined with low-power consumption.
ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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 (Application Flash 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,ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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。 The device is manufactured using Atmel’s high density non-volatile memory technology. The On-chip ISP Flash allows the program memory to be reprogrammed In-System through an SPI serial interface, by a conventional non-volatile memory programmer, or by an On-chip Boot program running on the AVR core. The Boot program can use any interface to download the application program in the Application Flash memory. Software in the Boot Flash section will continue to run while the Application Flash section is updated, providing true Read-While-Write operation. By combining an 8-bit RISC CPU with In-System Self-Programmable Flash on a monolithic chip, the Atmel ATmega169 is a powerful microcontroller that provides a highly flexible and cost effective solution to
many embedded control applications.
ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 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。 The ATmega169 AVR is supported with a full suite of program and system development tools including: C Compilers, Macro Assemblers, Program Debugger/Simulators, In-Circuit Emulators, and Evaluation kits.
ATmega169产品特性
- 高性能、低功耗的 8 位 AVR 微处理器
- 先进的 RISC 结构
– 130 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 16 MHz 时性能高达 16 MIPS
– 只需两个时钟周期的硬件乘法器
- 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
- 外设特点
– 4 x 25 段的 LCD 驱动器
– 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
– 可编程的串行 USART
– 可工作于主机 / 从机模式的 SPI 串行接口
– 有开始状态检测器的通用串行接口 USI
– 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 (POR) 以及可编程的掉电检测 (BOD)
– 经过校准的片内 RC 振荡器
– 片内、片外中断源
– 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
– 53 个可编程的 I/O 口
– 64 引脚 TQFP 封装 与 64 引脚 MLF 封装
- 工作电压
– ATmega169V：1.8 - 5.5V
– ATmega169L：2.7 - 5.5V
– ATmega169：4.5 - 5.5V
- 工作温度范围 :
– -40°C 至 85°C,工业级
- 工作速度
– ATmega169V：0 - 1 MHz
– ATmega169L：0 - 8 MHz
– ATmega169： 0 - 16 MHz
- 极低功耗
– 正常模式：
1 MHz, 1.8V: 400μA
32 kHz, 1.8V: 20μA ( 包括振荡器 )
32 kHz, 1.8V: 40μA ( 包括振荡器与 LCD)
– 掉电模式 :
1.8V, 0.5μA
- High Performance, Low Power AVR? 8-Bit Microcontroller
- Advanced RISC Architecture
– 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
– 32 x 8 General Purpose Working Registers
– Fully Static Operation
– Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
– On-Chip 2-cycle Multiplier
- Non-volatile Program and Data Memories
– 16K bytes of In-System Self-Programmable Flash
Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles
– Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
In-System Programming by On-chip Boot Program
True Read-While-Write Operation
– 512 bytes EEPROM
Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles
– 1K byte Internal SRAM
– Programming Lock for Software Security
- JTAG (IEEE std. 1149.1 compliant) Interface
– Boundary-scan Capabilities According to the JTAG Standard
– Extensive On-chip Debug Support
– Programming of Flash, EEPROM, Fuses, and Lock Bits through the JTAG Interface
- Peripheral Features
– 4 x 25 Segment LCD Driver
– Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode
– One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture
Mode
– Real Time Counter with Separate Oscillator
– Four PWM Channels
– 8-channel, 10-bit ADC
– Programmable Serial USART
– Master/Slave SPI Serial Interface
– Universal Serial Interface with Start Condition Detector
– Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
– On-chip Analog Comparator
– Interrupt and Wake-up on Pin Change
- Special Microcontroller Features
– Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
– Internal Calibrated Oscillator
– External and Internal Interrupt Sources
– Five Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, and
Standby
- I/O and Packages
– 53 Programmable I/O Lines
– 64-lead TQFP and 64-pad QFN/MLF
- Speed Grade:
– ATmega169V： 0 - 4 MHz @ 1.8 - 5.5V, 0 - 8 MHz @ 2.7 - 5.5V
– ATmega169： 0 - 8 MHz @ 2.7 - 5.5V, 0 - 16 MHz @ 4.5 - 5.5V
- Temperature range:
– -40°C to 85°C Industrial
- Ultra-Low Power Consumption
– Active Mode:
1 MHz, 1.8V: 350μA
32 kHz, 1.8V: 20μA (including Oscillator)
32 kHz, 1.8V: 40μA (including Oscillator and LCD)
– Power-down Mode:
0.1μA at 1.8V
ATmega169引脚说明
VCC：数字电路的电源 GND：地 端口 A (PA7..PA0)：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 A 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见中文DataSheet 数据手册 P57。 
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 比其余端口的驱动性要好。 端口 B 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见中文DataSheet 数据手册 P58。 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。 端口 C 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见中文DataSheet 数据手册 P61。 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,请参见中文DataSheet 数据手册 P63。 端口 E (PE7..PE0)：端口 E 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 E 处于高阻状态。 端口 E 也可以用做其他不同的特殊功能,请参见中文DataSheet 数据手册 P65。 端口 F (PF7..PF0)：端口 F 是 ADC 的模拟输入引脚。如果不作为 ADC 的模拟输入,端口 F 可以作为 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 F 呈现为三态。如果使能了 JTAG 接口,则复位发生时引脚 PF7(TDI)、 PF5(TMS) 与 PF4(TCK) 的上拉电阻使能。端口 F 也可以作为 JTAG 接口。 端口 G (PG4..PG0)：端口 G 为 5 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 G 仍呈现为三态。 端口 G 也可以用做其他不同的特殊功能,DataSheet 。 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。 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F与ADC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： ADC 的模拟基准输入引脚。
ATmega169 订购型号
ATmega169 技术支持:
- ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 中文数据手册DataSheet 下载. PDF
- ATMEL 爱特梅尔AVR 微控制器ATmega169 英文数据手册DataSheet 下载. PDF
- ATMEL 爱特梅尔半导体公司产品线. PDF (编号:Atmel Products)
- Atmel 爱特梅尔AVR 微控制器简介.PDF (编号:Tech AVR 000)
- 面向新手的AVR开发工具,及基本知识.PDF(编号:Tech AVR 001)
- 使用AVR 定时/计数器的PWM功能设计要点 .PDF (编号:Tech AVR 002)
