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）架構的杰出代表。AVR架構以其高效、低功耗和豐富的指令集而著稱，非常適合嵌入式系統、物聯網（IoT）、家居自動化等領域的應用。ATMEGA168PA-AU以其出色的性能與成本效益，在市場中占據了一席之地。

　　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

　　數據手冊：http://wzkaixin.com.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/計數器帶比較模式,內部和外部中斷,串行可編程USART,字節格式2-wire串行接口,SPI串行端口,6通道10位模數轉換器(TQFP,QFN/MLF封裝8通道),可編程看門狗定時器帶內部振蕩器,5個軟件設定節電模式。該器件工作電壓為1.8至5.5V。1個時鐘周期內就可執行強大的指令,該設備可實現接近1 MIPS/MHz的吞吐量,從而平衡功耗和處理速度。AVR內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-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:實時計數器帶獨立的振蕩器

　　上電復位(POR)與可編程欠壓檢測

　　內部校準振蕩器

　　外部和內部中斷源

　　六種休眠模式:空閑,ADC降噪,省電,掉電,待機,增強待機

　　供應商包裝:盤

　　應用

　　工業,計算機和計算機周邊

　　ATMEGA168PA-AU中文參數

　　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，其核心是AVR 8位RISC處理器。哈佛架構將程序存儲器和數據存儲器分開，通過不同的總線進行訪問，從而提高了數據訪問速度。該微控制器通過執行存儲在內部閃存中的程序代碼，控制外部設備的輸入/輸出（I/O）操作，實現各種功能。

AVR處理器的指令集設計得極為精簡且高效，能夠在單個時鐘周期內執行大多數指令，從而實現接近每兆赫每秒一百萬條指令（MIPS）的吞吐量。這種高效的執行方式使得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，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用場景。

2. 豐富的內存資源：內置16KB的閃存程序存儲器，足以滿足中小規模應用的程序存儲需求；同時配備512字節的EEPROM和1KB的SRAM，為數據存儲提供了充足的空間。

3. 多樣的外設接口：提供多個UART、SPI和I2C接口，方便與外部設備進行數據交換和通信；支持PWM（脈沖寬度調制）輸出、模擬輸入/輸出、定時器和計數器等功能模塊，為傳感器和外設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，數據保留時間長達20年（85°C下）或100年（25°C下），確保了數據的長期穩定性和可靠性。

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

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

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

四、應用

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

1. 嵌入式系統：在各類嵌入式系統中，ATMEGA168PA-AU可用于控制和管理各類設備和傳感器，實現系統的智能化和自動化。例如，在工業自動化、汽車電子等領域，該微控制器可用于監測和控制各種機械部件的運行狀態。

2. 物聯網（IoT）：在物聯網領域，ATMEGA168PA-AU可用于連接和控制各類智能設備，實現設備之間的互聯互通。通過內置的UART、SPI和I2C等通信接口，該微控制器可以輕松地與其他物聯網設備進行數據交換和協同工作。

3. 家居自動化：在家居自動化領域，ATMEGA168PA-AU可用于實現智能家居控制和監測。通過連接各種傳感器和執行器（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測家居環境的狀態，并根據預設條件自動執行相應的控制操作，提升家居生活的便利性和舒適度。

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

五、參數

以下是ATMEGA168PA-AU微控制器的主要技術參數：

• 型號：ATMEGA168PA-AU

• 類型：嵌入式-微控制器

• 核心處理器：AVR內核（8位）

• 速度：20MHz

• I/O數：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）：工作模式下根據具體應用而定，休眠模式下極低

• 振蕩器類型：內部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/計數器：多個定時器/計數器，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（模數轉換器）：至少8通道，10位分辨率，支持內部和外部參考電壓

• DAC（數模轉換器）（可選，取決于具體型號，ATMEGA168PA-AU標準型可能不包含內置DAC）

• 中斷源：多個外部和內部中斷源，支持優先級和嵌套中斷

• 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，具體取決于產品型號和制造商

• 工作溫度范圍：-40°C至+85°C（工業級），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

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

六、總結

ATMEGA168PA-AU作為Microchip公司的一款經典8位微控制器，憑借其高性能、低功耗、豐富的外設接口和功能模塊，在嵌入式系統、物聯網、家居自動化以及消費電子等多個領域得到了廣泛應用。其AVR增強型RISC架構提供了高效的指令執行能力和靈活的編程環境，使得開發者能夠輕松實現各種復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化的電源管理功能，有助于延長設備的電池續航時間，滿足對功耗有嚴格要求的應用場景。此外，ATMEGA168PA-AU還提供了豐富的開發工具和資源，包括編譯器、調試器、庫函數等，為開發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品，值得廣大開發者關注和選用。