ATmega16 8位微控制器参数特点、引脚配置和应用特性

众所周知，微控制器是一种自控设备，具有处理器、存储单元、可编程存储器（如RAM、PROM等）等。世界上第一个微控制器是由德州仪器公司的Gary Boone 发明的。随着科技日新月异，体积更小、性能卓越的微控制器设备更受欢迎。

当前，来自Atmel的Mega AVR系列ATmega16成为最新型微控制器。本文将简单介绍ATmega16微控制器的主要特点、引脚图、接口和应用特性等内容。

什么是ATmega16？

Atmel公司制造了属于Atmel的 Advanced Virtual RISC系列ATmega16微控制器，它具有先进的RISC（精简指令集计算）系统和高性能微控制器。

可以说ATmega16是8051微控制器的高级版本，但其功能优于8051微控制器。ATmega16是一台内置有CPU、RAM、ROM、EEPROM、定时器、计数器、ADC和四个8 位I/O端口（如端口A、端口B、端口C、端口D）的计算机。每个端口都有8个输入和输出引脚，以提供额外的性能。

主要特点

ATmega16是一个40针微控制器，每个引脚都有其规格，这些支持输入或输出连接，分为四个端口。它们是端口A、B、C、D。四十个引脚归类在这四个端口下。

8位微控制器 ——ATmega16是一款高性能微控制器，一次可以处理8位数据。它从内存中获取8位数据。并利用低功耗。

• 其架构基于增强型RISC架构，它内置了131条强大的指令。这些指令可以单周期执行，以便于处理。
• 它每秒可以处理多达1600万条指令（MIPS）。其最高工作频率为16MHz。
• 它有32个内置寄存器。这些寄存器有助于将CPU连接到外部外围设备。
• ATmega16提供了最必要的外围设备，如ADC（模数转换器）、USART、SPI和模拟比较器。由于这些内置功能，它会比其他产品更可取且更具成本效益。

内存——它有16KB的可编程闪存，SRAM（静态读取存取存储器）有1KB的内部存储器，512字节的EEPROM。因此，它可以分别进行10,000次写入/擦除循环。

两个8位定时器/计数器和一个16位定时器/计数器——定时器可以测量与系统/外部时钟同步的操作时序，计数器用于计算所有时间间隔的事件。

具有四个PWM通道——这些通道有助于在与数字信号有关的负载水平上重建模拟信号。

可编程USART——它可以称为通用同步异步接收器和发送器，此USART提供发送器与接收器之间的异步通信。

特殊微控制器特性——内部RC振荡器、上电复位和可编程的掉电检测、两种中断源方式和六种不同的睡眠模式。

I/O和封装——它有32条可编程I/O线用于不同的用途。

工作电压——工作电压范围为4.5V- 5.5V。

功耗——可以在25°C下以1MHz频率使用3v电压。

引脚配置

ATmega16微控制器有40个引脚，每个引脚都有其重要性。在这40个引脚中，I/O引脚为32个。这些引脚分为4个端口，每个端口有8个I/O引脚，其引脚配置图如下所示：

• 4PORT-A 8 针（针 33-40）
• 1PORT-B 8 针（针 1-8）
• 3PORT-C 8 针（针 22-29）
• 2PORT-D 8 针（针 14-21）

PORT – A：PIN 33到40连接到PORT – A。此端口A用作A/D转换器的模拟输入。端口A可用作8位双向I/O端口，它有一个内部上拉电阻。

PORT – B：它有从1到8的引脚。此端口B用于I/O双向引脚。

PORT – C：此端口有八个I/O双向引脚。

PORT – D：端口D引脚可用作输入或输出引脚、PWM通道、定时器/计数器、USART等额外外设连接到该端口。

RESET – Pin 9用于复位引脚。

Pin 10 – 该引脚用于供电。通过该引脚，可以将5V的电源连接到微控制器。

Pin 12和Pin 13 – 高时钟脉冲可以由晶体振荡器产生，晶体振荡器连接到这些引脚。该微控制器工作在1MHz 频率。

ATmega16框图

可以看出，ATmega16是一款基于AVR增强型RISC架构的低功耗CMOS 8位微控制器芯片。通过在单个时钟周期内执行强大的指令，ATmega16实现了接近每MHz 1MIPS的吞吐量，使系统设计者能够优化功耗与处理速度，其框图设计如下：

ATmega16编程

有多种方法可以对ATmega16和AVR微控制器进行编程。以下是进行ATmega16编程的方法，此方法有助于将代码烧录到ATmega16微控制器中。其步骤是：

• 在计算机上安装USBASP 2.0版编程器驱动程序。
• 可以使用Atmel Studio安装程序包来完成。
• 设计和更新Sketch到Atmega16。
• 最后可以通过ATmega16用一颗LED和振荡器电路来完成。

主要应用

由于其先进的特性，ATmega16微控制器具有广泛的应用，因为它是一台小型计算机。

所以，ATmega16主要应用于嵌入式系统、医疗设备、家庭自动化设备、汽车设备、工业自动化、家用电器、安全系统和温控设备、电机控制系统、数字信号处理、外围接口系统和基于Arduino的项目等。

总结

ATmega16是AVR系列微控制器中最流行和最新下一代控制器，也是微控制器类别的高级版本。ATmega16有六种不同类型的睡眠模式，这些对于触发时的省电非常有帮助。

另外，ATmega16微控制器有一个巨大的内存单元，足以在短时间内完成很多操作，可以做与ATmega16接口的项目，例如GSM模块与ATmega16 接口，GPS模块与ATmega16接口，蓝牙模块与ATmega16 接口，与ATmega16接口的温度传感器，与ATmega16 接口的Wi-Fi模块等。

最后，如果想相信了解ATmega16微控制器的功能特性和原理，可以访问ATmega16 PDF数据文档。