Microchip ATMEGA168PA-AU 8位微控制器中文资料

一、型号与类型

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），隶属于AVR系列。该型号属于megaAVR家族，是AVR增强型RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）架构的杰出代表。AVR架构以其高效、低功耗和丰富的指令集而著称，非常适合嵌入式系统、物联网（IoT）、家居自动化等领域的应用。ATMEGA168PA-AU以其出色的性能与成本效益，在市场中占据了一席之地。

　　厂商名称：Microchip

　　元件分类：8位微控制器

　　中文描述： 8位MCU微控制单元,AVR,20 MHz,16 KB,32引脚,TQFP

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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/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,带有16kB ISP闪存和同时读写功能,512B EEPROM,1kB SRAM,23条通用I/O线,32个通用工作寄存器,3个定时器/计数器带比较模式,内部和外部中断,串行可编程USART,字节格式2-wire串行接口,SPI串行端口,6通道10位模数转换器(TQFP,QFN/MLF封装8通道),可编程看门狗定时器带内部振荡器,5个软件设定节电模式。该器件工作电压为1.8至5.5V。1个时钟周期内就可执行强大的指令,该设备可实现接近1 MIPS/MHz的吞吐量,从而平衡功耗和处理速度。AVR内核带有丰富的指令集,以及32个通用工作寄存器。

　　高级RISC架构-片上2周期乘法器

　　高耐用性,非易失存储段

　　QTouch®库支持,电容式触摸按钮,滑块和滚轮

　　外设:实时计数器带独立的振荡器

　　上电复位(POR)与可编程欠压检测

　　内部校准振荡器

　　外部和内部中断源

　　六种休眠模式:空闲,ADC降噪,省电,掉电,待机,增强待机

　　供应商包装:盘

　　应用

　　工业,计算机和计算机周边

　　ATMEGA168PA-AU中文参数

　　ATMEGA168PA-AU引脚图

二、工作原理

ATMEGA168PA-AU微控制器的工作原理基于哈佛架构，其核心是AVR 8位RISC处理器。哈佛架构将程序存储器和数据存储器分开，通过不同的总线进行访问，从而提高了数据访问速度。该微控制器通过执行存储在内部闪存中的程序代码，控制外部设备的输入/输出（I/O）操作，实现各种功能。

AVR处理器的指令集设计得极为精简且高效，能够在单个时钟周期内执行大多数指令，从而实现接近每兆赫每秒一百万条指令（MIPS）的吞吐量。这种高效的执行方式使得ATMEGA168PA-AU在功耗和性能之间取得了良好的平衡。

三、特点

1. 高性能与低功耗：ATMEGA168PA-AU采用AVR增强型RISC架构，CPU吞吐量高达20 MIPS，同时保持低功耗特性，非常适合对功耗敏感的应用场景。

2. 丰富的内存资源：内置16KB的闪存程序存储器，足以满足中小规模应用的程序存储需求；同时配备512字节的EEPROM和1KB的SRAM，为数据存储提供了充足的空间。

3. 多样的外设接口：提供多个UART、SPI和I²C接口，方便与外部设备进行数据交换和通信；支持PWM（脉冲宽度调制）输出、模拟输入/输出、定时器和计数器等功能模块，为传感器和外设的连接与控制提供了便利。

4. 高耐用性非易失性存储器：闪存程序存储器具有高达10,000次的写/擦除周期，数据保留时间长达20年（85°C下）或100年（25°C下），确保了数据的长期稳定性和可靠性。

5. 灵活的封装形式：提供多种封装选项，如32引脚TQFP等，便于在不同应用场景中进行选择和使用。

6. QTouch库支持：内置QTouch库，支持电容式触摸按钮、滑块和滚轮等交互方式，为用户界面设计提供了更多可能性。

7. picoPower技术：该系列megaAVR微控制器具有picoPower技术，通过一系列低功耗模式（如掉电模式、省电模式等）和优化设计，进一步降低了功耗，延长了电池寿命。

四、应用

ATMEGA168PA-AU微控制器凭借其高性能、低功耗和丰富的功能特性，在多个领域得到了广泛应用：

1. 嵌入式系统：在各类嵌入式系统中，ATMEGA168PA-AU可用于控制和管理各类设备和传感器，实现系统的智能化和自动化。例如，在工业自动化、汽车电子等领域，该微控制器可用于监测和控制各种机械部件的运行状态。

2. 物联网（IoT）：在物联网领域，ATMEGA168PA-AU可用于连接和控制各类智能设备，实现设备之间的互联互通。通过内置的UART、SPI和I²C等通信接口，该微控制器可以轻松地与其他物联网设备进行数据交换和协同工作。

3. 家居自动化：在家居自动化领域，ATMEGA168PA-AU可用于实现智能家居控制和监测。通过连接各种传感器和执行器（如温度传感器、湿度传感器、灯光控制等），该微控制器可以实时监测家居环境的状态，并根据预设条件自动执行相应的控制操作，提升家居生活的便利性和舒适度。

4. 消费电子：在消费电子领域，ATMEGA168PA-AU可用于开发各种便携式设备和智能玩具等。其低功耗特性有助于延长设备的电池续航时间；同时，丰富的外设接口和功能模块也为设备的多样化设计提供了有力支持。

五、参数

以下是ATMEGA168PA-AU微控制器的主要技术参数：

• 型号：ATMEGA168PA-AU

• 类型：嵌入式-微控制器

• 核心处理器：AVR内核（8位）

• 速度：20MHz

• I/O数：23

• 程序存储容量：16KB（8K x 16）闪存

• EEPROM容量：512 x 8

• RAM大小：1K x 8

• 电压-供电（Vcc/Vdd）：2.7V至5.5V

• 电流-供电（最大）：工作模式下根据具体应用而定，休眠模式下极低

• 振荡器类型：内部RC振荡器、外部晶体/陶瓷谐振器、外部时钟源

• 通信接口：

• UART：至少一个，支持全双工异步通信

• SPI：支持主/从模式，高速串行通信

• I²C：支持两线制串行通信

• 定时器/计数器：多个定时器/计数器，支持多种工作模式，如普通模式、CTC模式、PWM模式等

• 模拟功能：

• ADC（模数转换器）：至少8通道，10位分辨率，支持内部和外部参考电压

• DAC（数模转换器）（可选，取决于具体型号，ATMEGA168PA-AU标准型可能不包含内置DAC）

• 中断源：多个外部和内部中断源，支持优先级和嵌套中断

• 睡眠模式：多种低功耗睡眠模式，如空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式等，以优化功耗

• 封装：TQFP（薄型四方扁平封装）、DIP（双列直插封装）等多种封装形式可选，具体取决于产品型号和制造商

• 工作温度范围：-40°C至+85°C（工业级），部分型号支持更宽的温度范围

• 引脚配置：包括电源引脚（Vcc、GND）、复位引脚（RESET）、I/O引脚（支持多种功能配置）、时钟引脚（XTAL1、XTAL2）、通信接口引脚（如TXD、RXD、SCK、MISO、MOSI等）等

• 编程与调试：支持ISP（在线串行编程）、ICP（在线编程与调试）、JTAG（联合测试行动组）等多种编程和调试方式，便于开发者进行程序开发和调试

六、总结

ATMEGA168PA-AU作为Microchip公司的一款经典8位微控制器，凭借其高性能、低功耗、丰富的外设接口和功能模块，在嵌入式系统、物联网、家居自动化以及消费电子等多个领域得到了广泛应用。其AVR增强型RISC架构提供了高效的指令执行能力和灵活的编程环境，使得开发者能够轻松实现各种复杂的控制逻辑和算法。同时，该微控制器还具备多种低功耗模式和优化的电源管理功能，有助于延长设备的电池续航时间，满足对功耗有严格要求的应用场景。此外，ATMEGA168PA-AU还提供了丰富的开发工具和资源，包括编译器、调试器、库函数等，为开发者提供了全方位的支持和便利。综上所述，ATMEGA168PA-AU是一款性价比极高的微控制器产品，值得广大开发者关注和选用。