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MICROCHIP ATMEGA128A-AU 8位微控制器 -MCU中文资料

来源:
2024-08-02
类别:基础知识
eye 82
文章创建人 拍明芯城

MICROCHIP ATMEGA128A-AU 8位微控制器 - MCU中文资料

一、型号类型与背景

MICROCHIP ATMEGA128A-AU是一款基于AVR架构的高性能8位微控制器(MCU),由Microchip Technology Inc.设计并生产。作为AVR系列中的一款明星产品,ATMEGA128A-AU以其卓越的性能和丰富的功能,广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居、医疗设备以及消费电子等多个领域。该微控制器以其高效、低功耗和强大的编程能力著称,成为嵌入式系统开发的首选之一。

ATMEGA128A-AU图片

  厂商名称:MICROCHIP

  元件分类:8位微控制器 -MCU

  中文描述: ATMEL ATMEGA128A-AU微控制器,8位,低功率高性能,ATmega,16 MHz,128 KB,4 KB,64引脚,TQFP

  英文描述: AVR ATmega Family ATmega128 Series Microcontrollers,16 MHz,128 KB,4 KB,64TQFP

  数据手册:https://www.iczoom.com/data/k01-36891025-ATMEGA128A-AU.html

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  ATMEGA128A-AU概述

  ATMEGA128A-AU是一款高性能,低功耗8位AVR RISC微控制器,结合128kb闪存与随读写功能,4kb EEPROM,53条通用I/O线路,32个通用工作寄存器,实时计数器,四个灵活定时器/计数器带比较模式与PWM,两个USART,一个字节式2-线串行接口,一个8通道/10位模数转换器带可选差分输入级带可编程增益,可编程看门狗定时器带内部振荡器,SPI串行端口,JTAG(符合IEEE 1149.1标准)测试接口用于访问片上调试和编程,以及六种软件可选省电模式.该器件的工作电压在2.7到5.5V之间.通过在单时钟周期内执行强大的指令,器件可实现每MHz接近1 MIPS的吞吐量,从而平衡功耗和处理速度.

  产品特征

  高性能,低功率AVR®8位微控制器

  高级RISC架构

  高耐用性非易失存储段

  JTAG(符合IEEE 1149.1标准)接口

  上电复位与可编程欠压检测

  内部校准RC振荡器

  外部和内部中断源

  空闲模式,数模转换器降噪模式,省电模式,关断模式,待机模式和延长待机睡眠模式

  软件可选时钟频率

  ATmega103兼容模式由熔丝选择

  上拉禁用

  0至16MHz速度级别

  产品应用

  工业,自动化与过程控制,传感与仪器,计量

  ATMEGA128A-AU中文参数

系列名称

ATmega

计时器

2 x 16位,2 x 8位

封装类型

TQFP

程序存储器类型

闪存

安装类型

表面贴装

UART通道数目

2

引脚数目

64

I2C通道数目

1

装置核芯

AVR

模数转换器单元数目

1

数据总线宽度

8Bit

最高工作温度

+85 °C

程序存储器大小

4 kB、128 kB

长度

14.1mm

最大频率

16MHz

模数转换器

8 x 10 位

内存大小

4 kB

计时器分辨率

8 bit, 16 bit

PWM单元数目

4

高度

1.05mm

模数转换器通道

8

指令集结构

RISC

SPI通道数目

1

PWM分辨率

8 bit, 16 bit

典型工作电源电压

2.7 → 5.5 V

最低工作温度

-40 °C

计时器数目

4

模数转换器分辨率

10Bit

脉冲宽度调制

2(2 x 8 位),2(6 x 16 位)

USART 通道数量

2

尺寸

14.1 x 14.1 x 1.05mm

宽度

14.1mm

PWM通道

2, 6



二、工作原理

ATMEGA128A-AU采用先进的RISC(精简指令集计算机)架构,该架构的特点是指令集简单且执行速度快。AVR架构中的指令大多为单周期指令,能够在单个时钟周期内完成,从而大大提升了处理速度。同时,ATMEGA128A-AU内置了丰富的外设和存储器资源,支持多种通信协议和数据转换,为开发人员提供了灵活多样的设计选择。

三、特点

  1. 高速低功耗

    • 工作频率:ATMEGA128A-AU支持高达16MHz的工作频率,使得其在处理复杂任务时能够保持高效的性能。

    • 低功耗特性:采用先进的CMOS制程技术,使得该微控制器在保持高性能的同时,能够显著降低功耗,满足长时间运行和节能应用的需求。

  2. 丰富的外设资源

    • ADC(模数转换器):内置8路10位ADC,支持单端和差分通道,可用于精确测量模拟信号。

    • PWM(脉冲宽度调制):提供多个PWM通道,支持高分辨率的PWM输出,适用于电机控制、LED调光等应用。

    • USART、SPI、I2C等通信接口:支持多种通信协议,便于与其他设备或系统进行数据交换。

    • 定时器/计数器:提供多个定时器/计数器,可用于时间管理、事件计数等任务。

  3. 强大的存储能力

    • 程序存储器:内置128KB的Flash存储器,支持在系统编程(ISP),便于软件升级和维护。

    • 数据存储器:配备4KB的SRAM,满足数据缓存和临时存储的需求。

    • EEPROM:提供一定容量的EEPROM,用于存储需要掉电保持的数据。

  4. 易于编程和调试

    • 支持多种编程语言:如C/C++和汇编语言,便于开发人员根据需求选择合适的编程工具。

    • 完善的开发工具和调试接口:提供JTAG接口和ISP编程接口,支持在线调试和程序下载,提高开发效率。

四、应用

ATMEGA128A-AU的广泛应用得益于其卓越的性能和丰富的功能。以下是几个典型的应用领域:

  1. 工业控制

    • 在工业自动化生产线中,ATMEGA128A-AU可用于控制和监控各种传感器和执行器,实现高效的生产自动化。通过PWM、DAC等外设实现精确控制,提高生产效率和产品质量。

    • 在门禁系统中,ATMEGA128A-AU可以处理识别信号、控制门锁开关,并与上位机进行通信,实现远程监控和管理。

  2. 汽车电子

    • 在汽车电车管理中,ATMEGA128A-AU可用于电池管理系统(BMS)、电机控制系统等关键部件,实现精确的电池状态监测和电机控制,提高汽车的性能和安全性。

    • 在车载娱乐系统中,ATMEGA128A-AU可用于音频解码、触摸屏控制等模块,提升用户体验。

  3. 智能家居

    • 作为智能家居系统的主控制器,ATMEGA128A-AU可以负责各种传感器、执行器、家电等的控制和协调。通过外设接口与各类设备通信,实现智能化控制和管理,提升家居生活的便捷性和舒适度。

  4. 医疗设备

    • 在医疗设备领域,ATMEGA128A-AU可用于控制医疗设备、监测生理参数等。通过ADC、DAC等外设实现精确测量和调控,提高医疗设备的可靠性和安全性。例如,在便携式心电图仪中,ATMEGA128A-AU可用于处理心电图信号,并进行数据分析和存储。

  5. 消费电子

    • 在消费电子领域,ATMEGA128A-AU可用于各种智能设备中,如智能手环、智能手表、智能音箱等。通过UART、SPI等通信协议与传感器和其他设备进行数据交换,实现设备的智能化控制和管理。

五、参数

ATMEGA128A-AU的主要参数如下:

  • CPU内核:AVR RISC

  • 工作频率:最高16MHz

  • 程序存储器:128KB Flash

  • 数据存储器:4KB SRAM

  • EEPROM:可选(具体取决于封装和型号,某些版本可能不包含EEPROM)

  • ADC:8路10位,最高可达150kSPS(每秒采样次数)

  • PWM通道:多个(具体数量取决于型号,通常支持高级和灵活的PWM输出)

  • USART:通常至少一个USART接口,支持同步/异步通信

  • SPI:支持SPI主/从模式,便于与多种外设通信

  • I2C(TWI):支持两线接口通信,常用于与传感器和存储器等设备通信

  • 定时器/计数器:多个(包括基本定时器、高级定时器、看门狗定时器等)

  • 中断源:丰富的中断资源,支持外部中断、定时器中断、ADC中断等

  • I/O端口:通常包含多个可编程I/O端口,支持上拉/下拉电阻配置

  • 电源电压:通常在1.8V至5.5V之间,具体取决于型号和封装

  • 功耗:在休眠模式下功耗极低,适合电池供电的应用

  • 封装:提供多种封装形式,如DIP、TQFP、MLF等,以适应不同的应用需求

  • 工作温度范围:工业级版本通常支持较宽的工作温度范围,如-40°C至+85°C

六、开发与调试

开发基于ATMEGA128A-AU的项目时,可以使用Microchip提供的AVR Studio或Atmel Studio集成开发环境(IDE)。这些IDE提供了丰富的功能,包括代码编辑、编译、调试和仿真等。此外,还可以使用JTAG接口或ISP接口进行在线调试和程序下载。

对于初学者来说,Microchip还提供了大量的示例代码、应用笔记和技术文档,帮助开发者快速上手并理解如何使用ATMEGA128A-AU的各种功能。

七、未来展望

随着物联网(IoT)和智能设备市场的快速发展,对高性能、低功耗且易于集成的微控制器的需求也在不断增加。ATMEGA128A-AU凭借其出色的性能和丰富的功能,在这一领域将继续发挥重要作用。未来,Microchip可能会进一步优化AVR架构,推出更多基于该架构的高性能微控制器,以满足不断变化的市场需求。

同时,随着软件生态系统的不断完善和开源社区的蓬勃发展,基于ATMEGA128A-AU的开发将更加便捷和高效。开发者可以利用丰富的库函数、框架和社区资源,快速开发出高质量、高性能的嵌入式应用。

八、总结

MICROCHIP ATMEGA128A-AU是一款功能强大、性能卓越且易于编程的8位微控制器。它凭借高速低功耗、丰富的外设资源、强大的存储能力以及易于开发和调试的特点,在工业控制、汽车电子、智能家居、医疗设备以及消费电子等多个领域得到了广泛应用。未来,随着技术的不断进步和市场需求的不断变化,ATMEGA128A-AU将继续发挥其重要作用,为嵌入式系统的开发提供强有力的支持。

责任编辑:David

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