### ATmega128 微处理器关键特性与应用解析
#### 一、产品概述
ATmega128是一款由广州双龙电子翻译的高性能、低功耗8位微处理器资料，该芯片基于AVR RISC架构设计。由于其卓越的性能和广泛的适用性，在嵌入式系统开发领域被广泛应用。
#### 二、核心架构与性能
- **高性能与低功耗**：ATmega128采用了先进的RISC结构，具备高速运行能力和低功耗特性。
- **指令集**：拥有133条指令，大多数指令能在单个时钟周期内完成执行。
- **工作寄存器**：提供32个8位通用工作寄存器以及外设控制寄存器。
- **静态工作**：采用全静态工作方式，支持宽范围的工作频率。
- **时钟频率**：
- ATmega128L: 0-8 MHz
- ATmega128: 0-16 MHz
- **性能**：当工作于16 MHz时，性能高达16 MIPS，且硬件乘法器仅需两个时钟周期即可完成运算。
- **存储器**：
- **Flash**：128 KB系统内可编程Flash，写/擦除寿命达10,000次。
- **EEPROM**：4 KB EEPROM，写/擦除寿命达100,000次。
- **SRAM**：4 KB内部SRAM。
- **外部存储器**：最多支持64 KB优化的外部存储器空间。
- **加密**：可通过编程锁定位来实现软件加密。
- **编程接口**：支持通过SPI实现系统内编程。
- **JTAG接口**：兼容IEEE 1149.1标准，支持边界扫描功能和扩展的片内调试，同时可通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程。
#### 三、外设特性
- **定时器/计数器**：
- 两个8位定时器/计数器，配备独立预分频器和比较器功能。
- 两个16位定时器/计数器，具备预分频器、比较功能和捕捉功能。
- 实时时钟计数器，具有独立预分频器。
- **脉冲宽度调制(PWM)**：
- 两个8位PWM通道。
- 六个分辨率可编程（2至16位）的PWM通道。
- 输出比较调制器。
- **模数转换器(ADC)**：
- 8个10位ADC通道，支持8个单端通道和7个差分通道。
- 支持两个具有可编程增益（1x, 10x, 或200x）的差分通道。
- **通信接口**：
- 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。
- **其他特性**：
- 可编程看门狗定时器，配备独立片内振荡器。
- 片内模拟比较器。
#### 四、特殊处理器特性
- **复位与电源管理**：
- 上电复位及可编程掉电检测。
- 片内校准的RC振荡器。
- 提供多种睡眠模式：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。
- **时钟频率选择**：可通过软件进行选择。
- **兼容模式**：通过熔丝位可以选择ATmega103兼容模式。
- **全局上拉禁止**：支持全局上拉禁止功能。
#### 五、I/O与封装
- **I/O端口**：提供53个可编程I/O端口。
- **封装类型**：采用64引脚TQFP与64引脚MLF封装。
#### 六、工作电压与速度等级
- **工作电压**：
- ATmega128L: 2.7-5.5 V
- ATmega128: 4.5-5.5 V
- **速度等级**：
- ATmega128L: 0-8 MHz
- ATmega128: 0-16 MHz
#### 七、引脚配置
ATmega128的引脚配置如图所示，涵盖了各种I/O端口、电源与地、时钟信号输入、重置信号等重要引脚。
#### 八、应用场景
- **工业控制**：适用于自动化设备、传感器网络等领域。
- **消费电子**：用于家用电器、智能穿戴设备等。
- **汽车电子**：广泛应用于汽车控制系统、车载娱乐系统等。
- **通信设备**：支持各种通信模块的设计与开发。
ATmega128以其出色的性能、丰富的外设资源以及低功耗特性，成为嵌入式系统设计的理想选择之一。无论是对于初学者还是资深开发者而言，它都是一个值得深入学习和研究的微处理器平台。
