arduino笔记5：Arduino专用AVR微控制器 + ATmega168/328

港控/mmm° 2023-05-28 12:51 207阅读 0赞

笔者并非专业电子信息的，只是想用硬件来实现一些功能，但是我认为在用一个东西的时候，有必要了解这个模块的组成，即使这里面的许多专有名词并不是很熟悉。

**目录**

Arduino专用微控制器

接下来将会介绍ATmega168/328

1）内存

2）特性

3）封装

4）端口

5）引脚电路

6）模拟比较器输入

7）模拟输入

8）串行接口

9）定时器/时钟I/O

10）外部中断

11）arduino引脚分配

12）基本电气特征

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# Arduino专用微控制器 #

其实，arduino开发板只是一个AVR芯片的载体，所以arduino的电气特性多半指**处理器**的电气特性。芯片引脚直接连接arduino开发板边缘的针型端子或焊盘。芯片与开发板的连接点之间不存在缓冲或电平位移。

目前arduino采用的AVR设备的主要区别在于板载闪存的数量、最大时钟频率、芯片上I/O引脚的数目，以及可用的内部外围电路。

*  以下是arduino产品使用的AVR微控制器：

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# 接下来将会介绍ATmega168/328 #

从根本上说，ATmega168与ATmega328是一样的芯片，只是带有不同大小的板载内存。

*  下图展示了ATmega168与ATmega328微控制器内部的框图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc1NTk2Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## 1）内存 ##

ATmega328中的每种内存都是ATmega168的两倍，除此之外，两者完全相同。

*  以下是ATmega168/328板载内存：

![20200327165700897.png][]

## 2）特性 ##

ATmega168/328拥有如下特性：

*  支持片上启动程序的系统内编程（in-system programming by on-chip boot program）
 *  2个8位定时器/计数器，带有独立预分频器和比较模式
 *  1个16位定时器/计数器，带有独立预分频器、比较模式和捕获模式
 *  实时计数器，配有独立振荡器
 *  6个PWM通道
 *  6个或8个通道的10位ADC（取决于封装类型）
 *  USART
 *  主从SPI串行接口
 *  双线串行接口（兼容Philips I2C）
 *  可编程看门狗定时器
 *  模拟比较器
 *  23个可编程I/O线路

## 3）封装 ##

ATmega168与ATmega328有4种不同的封装类型可用，分别为：

*  28-pin DIP
 *  28-pin MLF表面贴装
 *  32-pin TQFP表面贴装
 *  32-pin MLF表面贴装

其中，28-pin DIP是arduino开发板最常用的封装方式，但Uno AMD除外，它使用32-pin表面贴装方式。

这里主要介绍ATmega168的PDIP版本。

## 4）端口 ##

ATmega168/328设计有3种类型的端口，分别为B、C、D。其中，端口B与D是8位端口，端口C有6个可用的引脚，它们可用作ADC输入。

每个端口提供双向独立的数字I/O，并带有可编程的内部上拉电阻。上拉电阻的on/off状态借由控制寄存器中特定的端口引脚位进行选择。

端口输出缓冲拥有对称的驱动特性，并带有汇和源的能力（sink and source capability）。

## 5）引脚电路 ##

下面这张图显示了28-pin DIP封装的引脚电路：

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## 6）模拟比较器输入 ##

下面这张图显示使用PDIP封装的ATmega168或ATmega328的AIN0与AIN1引脚的位置。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc1NTk2Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

注意，AIN0与OC0A定时器/计数器输出（PD6）共享一个引脚。所以，如果PD6被用作PWM输出，它就不能被用作AIN0输入，除非每次需要修改其功能时进行重新配置。

## 7）模拟输入 ##

除了用于TWI串行通信的SCL与SDA引脚之外，模拟输入引脚也可以用作独立的数字I/O，或者用作模拟输入，不与AVR其他周边电路发生冲突。下面这张图显示ATmega168的PDIP封装的引脚，它们被用作模拟输入。

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## 8）串行接口 ##

下面显示了ATmega168（PDIP封装）的I/O引脚，串口电路会使用它们。由于没有串行电路共享端口引脚，所以3种类型都可以使用，不会发生端口冲突。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTc1NTk2Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

## 9）定时器/时钟I/O ##

ATmega168/328的内部定时器/计数器逻辑相当复杂，这反映在芯片的引脚分配上，下面这张图展示了ATmega168/328微控制器定时器/计数器引脚：

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注意OCxn引脚（OC0A、OC0B、OC1A、OC1B、OC2A、OC2B）可以用作PWM输出，并且在arduino开发板上都被打上了标签。还要注意T1与OSC0B共用相同的引脚（PD5），但也可以使用其他具有PWM能力的输出，且不会与其他定时器/计数器电路发生冲突。

## 10）外部中断 ##

端口D的PD2与PD3引脚特意被用作外部中断输入。

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## 11）arduino引脚分配 ##

ATmega168/328引脚的arduino标签：

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其中，主要强调的是最常用的功能，比如独立的数字I/O、模拟输入、以及AVR控制器的PWM输出能力。

## 12）基本电气特征 ##

下图展示了ATmega168/328微控制器的一些基本电气特征，重点强调的是电力消耗：

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参考：

1.  Arduino：A Technical Reference   John M. Hughes
2.  Atmel官网：[https://www.microchip.com/][https_www.microchip.com]  因为Atmel被micropchip收购了
3.  官方pdf文档位置：[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P\_Datasheet.pdf][http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf]

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[https_www.microchip.com]: https://www.microchip.com/
[http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf]: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf