Microchip ATMEGA168PA-AU 8位微控制器中文資料

一、型號與類型

ATMEGA168PA-AU是Microchip公司推出的一款高性能、低功耗的8位微控制器（MCU），隸屬于AVR系列。該型號屬于megaAVR家族，是AVR增強型RISC（Reduced Instruction Set Computer，精簡指令集計算機）架構(gòu)的杰出代表。AVR架構(gòu)以其高效、低功耗和豐富的指令集而著稱，非常適合嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、家居自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用。ATMEGA168PA-AU以其出色的性能與成本效益，在市場中占據(jù)了一席之地。

　　廠商名稱：Microchip

　　元件分類：8位微控制器

　　中文描述： 8位MCU微控制單元,AVR,20 MHz,16 KB,32引腳,TQFP

　　英文描述： 8 bit AVR Microcontroller 20MHz 16,512kB,B Flash,1kb RAM,I2C SPI 32-Pin TQFP

　　數(shù)據(jù)手冊：http://www.kmzr.net.cn/data/k01-36530986-ATMEGA168PA-AU.html

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　　ATMEGA168PA-AU概述

　　ATMEGA168PA-AU是一款8位高性能AVR RISCs微控制器,帶有16kB ISP閃存和同時讀寫功能,512B EEPROM,1kB SRAM,23條通用I/O線,32個通用工作寄存器,3個定時器/計數(shù)器帶比較模式,內(nèi)部和外部中斷,串行可編程USART,字節(jié)格式2-wire串行接口,SPI串行端口,6通道10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(TQFP,QFN/MLF封裝8通道),可編程看門狗定時器帶內(nèi)部振蕩器,5個軟件設(shè)定節(jié)電模式。該器件工作電壓為1.8至5.5V。1個時鐘周期內(nèi)就可執(zhí)行強大的指令,該設(shè)備可實現(xiàn)接近1 MIPS/MHz的吞吐量,從而平衡功耗和處理速度。AVR內(nèi)核帶有豐富的指令集,以及32個通用工作寄存器。

　　高級RISC架構(gòu)-片上2周期乘法器

　　高耐用性,非易失存儲段

　　QTouch?庫支持,電容式觸摸按鈕,滑塊和滾輪

　　外設(shè):實時計數(shù)器帶獨立的振蕩器

　　上電復(fù)位(POR)與可編程欠壓檢測

　　內(nèi)部校準振蕩器

　　外部和內(nèi)部中斷源

　　六種休眠模式:空閑,ADC降噪,省電,掉電,待機,增強待機

　　供應(yīng)商包裝:盤

　　應(yīng)用

　　工業(yè),計算機和計算機周邊

　　ATMEGA168PA-AU中文參數(shù)

　　ATMEGA168PA-AU引腳圖

二、工作原理

ATMEGA168PA-AU微控制器的工作原理基于哈佛架構(gòu)，其核心是AVR 8位RISC處理器。哈佛架構(gòu)將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，通過不同的總線進行訪問，從而提高了數(shù)據(jù)訪問速度。該微控制器通過執(zhí)行存儲在內(nèi)部閃存中的程序代碼，控制外部設(shè)備的輸入/輸出（I/O）操作，實現(xiàn)各種功能。

AVR處理器的指令集設(shè)計得極為精簡且高效，能夠在單個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行大多數(shù)指令，從而實現(xiàn)接近每兆赫每秒一百萬條指令（MIPS）的吞吐量。這種高效的執(zhí)行方式使得ATMEGA168PA-AU在功耗和性能之間取得了良好的平衡。

三、特點

1. 高性能與低功耗：ATMEGA168PA-AU采用AVR增強型RISC架構(gòu)，CPU吞吐量高達20 MIPS，同時保持低功耗特性，非常適合對功耗敏感的應(yīng)用場景。

2. 豐富的內(nèi)存資源：內(nèi)置16KB的閃存程序存儲器，足以滿足中小規(guī)模應(yīng)用的程序存儲需求；同時配備512字節(jié)的EEPROM和1KB的SRAM，為數(shù)據(jù)存儲提供了充足的空間。

3. 多樣的外設(shè)接口：提供多個UART、SPI和I2C接口，方便與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換和通信；支持PWM（脈沖寬度調(diào)制）輸出、模擬輸入/輸出、定時器和計數(shù)器等功能模塊，為傳感器和外設(shè)的連接與控制提供了便利。

4. 高耐用性非易失性存儲器：閃存程序存儲器具有高達10,000次的寫/擦除周期，數(shù)據(jù)保留時間長達20年（85°C下）或100年（25°C下），確保了數(shù)據(jù)的長期穩(wěn)定性和可靠性。

5. 靈活的封裝形式：提供多種封裝選項，如32引腳TQFP等，便于在不同應(yīng)用場景中進行選擇和使用。

6. QTouch庫支持：內(nèi)置QTouch庫，支持電容式觸摸按鈕、滑塊和滾輪等交互方式，為用戶界面設(shè)計提供了更多可能性。

7. picoPower技術(shù)：該系列megaAVR微控制器具有picoPower技術(shù)，通過一系列低功耗模式（如掉電模式、省電模式等）和優(yōu)化設(shè)計，進一步降低了功耗，延長了電池壽命。

四、應(yīng)用

ATMEGA168PA-AU微控制器憑借其高性能、低功耗和豐富的功能特性，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：

1. 嵌入式系統(tǒng)：在各類嵌入式系統(tǒng)中，ATMEGA168PA-AU可用于控制和管理各類設(shè)備和傳感器，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化和自動化。例如，在工業(yè)自動化、汽車電子等領(lǐng)域，該微控制器可用于監(jiān)測和控制各種機械部件的運行狀態(tài)。

2. 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，ATMEGA168PA-AU可用于連接和控制各類智能設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。通過內(nèi)置的UART、SPI和I2C等通信接口，該微控制器可以輕松地與其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。

3. 家居自動化：在家居自動化領(lǐng)域，ATMEGA168PA-AU可用于實現(xiàn)智能家居控制和監(jiān)測。通過連接各種傳感器和執(zhí)行器（如溫度傳感器、濕度傳感器、燈光控制等），該微控制器可以實時監(jiān)測家居環(huán)境的狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動執(zhí)行相應(yīng)的控制操作，提升家居生活的便利性和舒適度。

4. 消費電子：在消費電子領(lǐng)域，ATMEGA168PA-AU可用于開發(fā)各種便攜式設(shè)備和智能玩具等。其低功耗特性有助于延長設(shè)備的電池續(xù)航時間；同時，豐富的外設(shè)接口和功能模塊也為設(shè)備的多樣化設(shè)計提供了有力支持。

五、參數(shù)

以下是ATMEGA168PA-AU微控制器的主要技術(shù)參數(shù)：

• 型號：ATMEGA168PA-AU

• 類型：嵌入式-微控制器

• 核心處理器：AVR內(nèi)核（8位）

• 速度：20MHz

• I/O數(shù)：23

• 程序存儲容量：16KB（8K x 16）閃存

• EEPROM容量：512 x 8

• RAM大小：1K x 8

• 電壓-供電（Vcc/Vdd）：2.7V至5.5V

• 電流-供電（最大）：工作模式下根據(jù)具體應(yīng)用而定，休眠模式下極低

• 振蕩器類型：內(nèi)部RC振蕩器、外部晶體/陶瓷諧振器、外部時鐘源

• 通信接口：

• UART：至少一個，支持全雙工異步通信

• SPI：支持主/從模式，高速串行通信

• I2C：支持兩線制串行通信

• 定時器/計數(shù)器：多個定時器/計數(shù)器，支持多種工作模式，如普通模式、CTC模式、PWM模式等

• 模擬功能：

• ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）：至少8通道，10位分辨率，支持內(nèi)部和外部參考電壓

• DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）（可選，取決于具體型號，ATMEGA168PA-AU標準型可能不包含內(nèi)置DAC）

• 中斷源：多個外部和內(nèi)部中斷源，支持優(yōu)先級和嵌套中斷

• 睡眠模式：多種低功耗睡眠模式，如空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式等，以優(yōu)化功耗

• 封裝：TQFP（薄型四方扁平封裝）、DIP（雙列直插封裝）等多種封裝形式可選，具體取決于產(chǎn)品型號和制造商

• 工作溫度范圍：-40°C至+85°C（工業(yè)級），部分型號支持更寬的溫度范圍

• 引腳配置：包括電源引腳（Vcc、GND）、復(fù)位引腳（RESET）、I/O引腳（支持多種功能配置）、時鐘引腳（XTAL1、XTAL2）、通信接口引腳（如TXD、RXD、SCK、MISO、MOSI等）等

• 編程與調(diào)試：支持ISP（在線串行編程）、ICP（在線編程與調(diào)試）、JTAG（聯(lián)合測試行動組）等多種編程和調(diào)試方式，便于開發(fā)者進行程序開發(fā)和調(diào)試

六、總結(jié)

ATMEGA168PA-AU作為Microchip公司的一款經(jīng)典8位微控制器，憑借其高性能、低功耗、豐富的外設(shè)接口和功能模塊，在嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、家居自動化以及消費電子等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其AVR增強型RISC架構(gòu)提供了高效的指令執(zhí)行能力和靈活的編程環(huán)境，使得開發(fā)者能夠輕松實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制邏輯和算法。同時，該微控制器還具備多種低功耗模式和優(yōu)化的電源管理功能，有助于延長設(shè)備的電池續(xù)航時間，滿足對功耗有嚴格要求的應(yīng)用場景。此外，ATMEGA168PA-AU還提供了豐富的開發(fā)工具和資源，包括編譯器、調(diào)試器、庫函數(shù)等，為開發(fā)者提供了全方位的支持和便利。綜上所述，ATMEGA168PA-AU是一款性價比極高的微控制器產(chǎn)品，值得廣大開發(fā)者關(guān)注和選用。