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ATmega128中文手册

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产品特点

• 高性能、低功耗的 AVR

8 位微处理器

• 先进的 RISC 结构

– 133 条指令 – 大多数可以在一个时钟周期内完成

– 32 x 8 通用工作寄存器 + 外设控制寄存器

– 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

• 非易失性的程序和数据存储器

– 128K 字节的系统内可编程 Flash

寿命 : 10,000 次写 / 擦除周期

– 具有独立锁定位、可选择的启动代码区

通过片内的启动程序实现系统内编程

真正的读 - 修改 - 写操作

–4K字节的 EEPROM

寿命 : 100,000 次写 / 擦除周期

–4K 字节的内部 SRAM

– 多达 64K 字节的优化的外部存储器空间

– 可以对锁定位进行编程以实现软件加密

– 可以通过 SPI 实现系统内编程

• JTAG 接口 ( 与 IEEE 1149.1 标准兼容 )

– 遵循 JTAG 标准的边界扫描功能

– 支持扩展的片内调试

– 通过 JTAG 接口实现对 Flash, EEPROM, 熔丝位和锁定位的编程

• 外设特点

– 两个具有独立的预分频器和比较器功能的 8 位定时器 / 计数器

– 两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的 16 位定时器 / 计数器

– 具有独立预分频器的实时时钟计数器

– 两路 8 位 PWM

–6路分辨率可编程（2 到 16 位）的 PWM

– 输出比较调制器

–8路 10 位 ADC

8 个单端通道

7 个差分通道

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

– 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

– 可以通过软件进行选择的时钟频率

– 通过熔丝位可以选择 ATmega103 兼容模式

– 全局上拉禁止功能

• I/O 和封装

–53个可编程 I/O 口线

–64引脚 TQFP 与 64 引脚 MLF 封装

• 工作电压

– 2.7 - 5.5V ATmega128L

– 4.5 - 5.5V ATmega128

• 速度等级

– 0 - 8 MHz ATmega128L

– 0 - 16 MHz ATmega128

8 位

微处理器，具有

128K 字节的系统

内可编程 Flash

ATmega128

ATmega128L

Rev. 2467L–AVR–05/04

ATmega128

2467L–AVR–05/04

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，并且具有比普通的复杂指令集微处理器高 10 倍的数据吞吐率。

ATmega128 具有如下特点：128K 字节的系统内可编程 Flash( 具有在写的过程中还可以读

的能力，即 RWW)、4K 字节的 EEPROM、 4K 字节的 SRAM、 53 个通用 I/O 口线、 32

个通用工作寄存器、实时时钟 RTC、4 个灵活的具有比较模式和 PWM 功能的定时器 / 计

数器 (T/C)、两个 USART、面向字节的两线接口 TWI、 8 通道 10 位 ADC( 具有可选的可

编程增益 )、具有片内振荡器的可编程看门狗定时器、 SPI 串行端口、与 IEEE 1149.1 规

范兼容的 JTAG 测试接口 ( 此接口同时还可以用于片上调试 )，以及六种可以通过软件选

择的省电模式。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；省电模式时异步定时器继续运行，以允许用户维持时间基

准，器件的其他部分则处于睡眠状态； ADC 噪声抑制模式时 CPU 和所有的 I/O 模块停止

运行，而异步定时器和 ADC 继续工作，以减少 ADC 转换时的开关噪声； Standby 模式

时振荡器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩

展 Standby 模式则允许振荡器和异步定时器继续工作。

器件是以 Atmel 的高密度非易失性内存技术生产的。片内 ISP Flash 可以通过 SPI 接口、

通用编程器，或引导程序多次编程。引导程序可以使用任何接口来下载应用程序到应用

Flash存储器。在更新应用Flash存储器时引导Flash区的程序继续运行，实现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， ATmega128 为许

多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的方案。

ATmega128 AVR 有整套的开发工具，包括 C 编译器，宏汇编，程序调试器 / 仿真器和评估

板。

ATmega103 与

ATmega128 的兼容性

ATmega128 是一个很复杂的微处理器，其 I/O 数目为 AVR 指令集所保留的 64 个 I/O 的超

集。为了保持对 ATmega103 的兼容性， ATmega103 的 I/O 位置在 ATmega128 得到了

保留。多数添加的 I/O 位于扩展的 I/O 空间 $60 到 $FF ( 即位于 ATmega103 的内部 RAM

空间 )。这些地址可以通过指令 LD/LDS/LDD 和 ST/STS/STD 来访问，而不是 IN/OUT 指

令。对于 ATmega103 用户而言，内部 RAM 可能还是个问题。此外，由于中断向量的增

加，若程序使用了绝对地址可能也是个问题。为了解决这些问题，ATmega128 设置了一

个熔丝位 M103C。此熔丝位编程后就可以使 ATmega128 工作于 ATmega103 兼容模式。

此时扩展 I/O 空间将无法使用，而内部 RAM 正好与 ATmega103 的一致。同时扩展的中

断向量也被取消了。

ATmega128百分之百与 ATmega103 引脚兼容，可以在PCB 上取代 ATmega103。应用手

册 “Replacing ATmega103 by ATmega128” 详细告诉用户在用 ATmega128 取代

ATmega103 时需要注意的地方。

ATmega103 兼容模式通过编程熔丝位 M103C，从 RAM、 I/O 引脚和中断向量的角度 ATmega128 将与

ATmega103 相兼容。但是， ATmega128 的一些新特点也就无法使用了。如下所示：

• 只剩下一个 USART，而且只支持异步模式。波特率寄存器只有低 8 位可用。

• 只有一个16位的定时器/计数器，两个比较寄存器，而不是两个16位定时器/计数器，

三个比较寄存器。

• 不支持两线接口。

• 端口 C 只能输出。

• 端口 G 只能用做第二功能，而不能作为通用 I/O 端口。

• 端口 F 只能作为输入，而不能作为 ADC 的模拟输入引脚。

• 不支持引导程序功能。

• 不能够调节片内 RC 振荡器的频率。

ATmega128

2467L–AVR–05/04

• 外部存储器接口无法释放任何一个地址引脚作为通用 I/O，也不能够为不同的外部存

储器地址区配置不同的等待周期。

下面的内容则使 ATmega128 更兼容 ATmega103：

• 在 MCUCSR 里只有 EXTRF 和 PORF。

• 改变看门狗溢出时间没有时序要求。

• 外部中断引脚 3 - 0 只能作为电平中断。

•USART没有 FIFO 缓冲器。

在写操作中， ATmega103 没有使用的 I/O 应该写 0。

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，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