AVR硬件設計（內(nèi)含最小系統(tǒng)電路圖）

作者：時間：2018-10-29 來源：網(wǎng)絡

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本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/201810/393512.htm

　　采用了在ATmega16引腳XTAL1和XTAL2上外接由石英晶體和電容組成的諧振回路，并配合片內(nèi)的OSC(Oscillator)振蕩電路構成的振蕩源作為系統(tǒng)時鐘源的。更簡單的電路是直接使用片內(nèi)的4M的RC振蕩源，這樣就可以將C1、C2、R2和4M晶體省掉，引腳XTAL1和XTAL2懸空，當然此時系統(tǒng)時鐘頻率精準度不如采用外部晶體的方式，而且也易受到溫度變化的影響。

　　AVR的復位源和復位方式：

　　復位是單片機芯片本身的硬件初始化操作，例如，單片機在上電開機時都需要復位，以便CPU以及其它內(nèi)部功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個初始狀態(tài)開始工作。

　　AVR單片機的復位操作，其主要功能是把程序計數(shù)器PC初始化為$0000(指非BOOT LOAD方式啟動)，使單片機從$0000單元開始執(zhí)行程序。同時決大部分的寄存器(通用寄存器和I/O寄存器)也被復位操作清零。

　　ATmega16單片機共有5個復位源，它們是：

　　1、上電復位。當系統(tǒng)電源電壓低于上電復位門限Vpot時，MCU復位。

　　2、外部復位。當外部引腳RESET為低電平，且低電平持續(xù)時間大于1.5us時，MCU復位。

　　3、掉電檢測(BOD)復位。BOD使能時，且電源電壓低于掉電檢測復位門限(4.0v或2.7v)時，MCU復位。

　　4、看門狗復位。WDT使能時，并且WDT超時溢出時，MCU復位。

　　5、JTAG AVR復位。當使用JTAG接口時，可由JTAG口控制MCU復位。

　　AVR復位啟動后，由于程序計數(shù)器PC置為$0000，因此CPU取出的第一條指令就是在Flash空間的$0000處，即復位后系統(tǒng)程序從地址$0000處開始執(zhí)行(指非BOOT LOAD方式啟動)。通常在$0000地址中放置的指令為一條相對轉(zhuǎn)移指令RJMP或JMP指令，跳到主程序的開始。這樣，系統(tǒng)復位啟動后，首先執(zhí)行$0000處的跳轉(zhuǎn)指令，然后轉(zhuǎn)到執(zhí)行主程序的指令。

　　AVR內(nèi)部的MCU控制和狀態(tài)寄存器MCUCSR還將引起復位的復位源進行了記錄，用戶程序啟動后，可以讀取MCUCSR中的標記，查看復位是由于何種情況造成的，是正常復位還是異常復位，從而根據(jù)實際情況執(zhí)行不同的程序，實現(xiàn)不同的處理。

　　對AVR的編程下載：串行編程方式(ISP)。

　　mega16的熔絲位：

　　ATmega16單片機在售出時，片內(nèi)的Flash 存儲器和EEPROM 存儲器陣列是處在擦除的狀態(tài)(即內(nèi)容 = $FF)，且可被編程。同時其器件配置熔絲位的缺省值為使用內(nèi)部1M的RC振蕩源作為系統(tǒng)時鐘!

　　1.存儲器加密鎖定位

　　ATmage16有2個加密鎖定位LB1和LB2，用于設定對片內(nèi)存儲器的加密方式，用戶可在編程方式下，對LB1、LB2不編程(1)，或編程(0)，從而獲得對片內(nèi)存儲器不同的加密保護方式，見表2.3。

　　需要進一步說明是：

　　在AVR的器件手冊中，使用已編程(Programmed)和未編程(Unprogrammed)定義加密位和熔絲位的狀態(tài)?！癠nprogrammed”表示熔絲狀態(tài)為“1”(禁止)，“Programmed”表示熔絲狀態(tài)為“0”(允許)，即

　　1：未編程

　　0：編程

　　AVR的加密位和熔絲位可多次編程，不是OPT熔絲。

　　AVR芯片加密鎖定后(LB2/LB1 = 1/0，0/0)，在外部不能通過任何方式讀取芯片內(nèi)部Flash和EEPROM中的數(shù)據(jù)，但熔絲位的狀態(tài)仍然可以讀取，不能修改配置。

　　需要重新下載程序時，或芯片被加密鎖定后，或發(fā)現(xiàn)熔絲位配置不對，都必須先在編程狀態(tài)使用芯片擦除命令，清除芯片內(nèi)部存儲器中的數(shù)據(jù)，同時解除加密鎖定。然后重新下載運行代碼和數(shù)據(jù)，修改和配置相關的熔絲位，最后再次配置芯片的加密鎖定位。

　　編程狀態(tài)的芯片擦除命令是將Flash和EEPROM中的數(shù)據(jù)清除，并同時將兩位鎖定位狀態(tài)配置成無鎖定狀態(tài)(LB2/LB1 = 1/1)。但芯片擦除命令并不改變其它熔絲位的狀態(tài)。

　　下載編程的正確的操作程序是：在芯片無鎖定狀態(tài)下，下載運行代碼和數(shù)據(jù)，配置相關的熔絲位，最后配置芯片的加密鎖定位。

　　2.系統(tǒng)時鐘類型的配置

　　ATmega16可以使用多種類型的系統(tǒng)時鐘源，最常用的為2種：使用內(nèi)部的RC振蕩源(1M/2M/4M/8M)和外接晶體(晶體可在0-16MHz之間選擇)配合內(nèi)部振蕩放大器構成的振蕩源。具體系統(tǒng)時鐘類型的配置由CKOPT和CKSEL[3-0]共5個熔絲設定，表2.4、表2.5給出了具體的配置值。用戶在使用中，首先要根據(jù)實際使用情況進行正確的設置，而且千萬注意不要對這些熔絲位誤操作!