1、單片機(jī)原理與接口技術(shù),ATmega128單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1、ATmega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,1、ATmega128的CPU內(nèi)核,1.1 AVR CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu) 1.2 狀態(tài)寄存器 1.3 通用寄存器結(jié)構(gòu) 1.4 X、Y、Z寄存器 1.5 堆棧指針 1.6 復(fù)位和中斷處理,1.1 AVR CPU內(nèi)核的結(jié)構(gòu)圖,AVR 采用了Harvard 結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)和程序總線。 程序存儲器的指令通過一級流水線運(yùn)行。,1.

2、2 狀態(tài)寄存器,AVR 狀態(tài)寄存器 SREG,Bit 7 I: 全局中斷使能 Bit 6 T: 位拷貝存儲 Bit 5 H: 半進(jìn)位標(biāo)志,表示算術(shù)操作發(fā)生了半進(jìn)位 Bit 4 S: 符號位, S=NV,S 為負(fù)數(shù)標(biāo)志N與2 的補(bǔ)碼溢出標(biāo)志V的異或 Bit 3 V: 2 的補(bǔ)碼溢出標(biāo)志,支持2 的補(bǔ)碼運(yùn)算。 Bit 2 N: 負(fù)數(shù)標(biāo)志 Bit 1 Z: 零標(biāo)志 Bit 0 C: 進(jìn)位標(biāo)志,1.3 通用寄存器結(jié)構(gòu),AVR CPU 32個通用工作寄存器的結(jié)構(gòu)圖,每個寄存器都有一個數(shù)據(jù)內(nèi)存地址，將他們直接映射到用戶數(shù)據(jù)空間的頭32 個地址。,1.4 X、Y、Z寄存器,除了用作通用寄存器外，還可以作為數(shù)

3、據(jù)間接尋址用的地址指針。 在不同的尋址模式中，這些地址寄存器可以實(shí)現(xiàn)固定偏移量，自動加一和自動減一功能。,1.5 堆棧指針,堆棧指針主要用來保存臨時數(shù)據(jù)，局部變量和中斷/ 子程序的返回地址。堆棧指針總是指向堆棧的頂部。要注意AVR 的堆棧是向下生長的，即新數(shù)據(jù)推入堆棧時，堆棧指針的數(shù)值將減小。 堆棧指針指向位于SRAM 的函數(shù)及中斷堆棧。堆棧空間必須在調(diào)用函數(shù)或中斷使能之前定義。指針必須指向高于$60 的地址。,1.5 堆棧指針,用PUSH 指令推數(shù)據(jù)入棧時，堆棧指針將減一； 當(dāng)調(diào)用函數(shù)或中斷時，指針將減二。 使用POP 指令時，堆棧指針將加一； 而用RET 或RETI 返回時，指針將加二。,

4、AVR堆棧指針占用了I/O空間兩個8位寄存器,1.6 復(fù)位和中斷處理,1.6.1 ATmega128的中斷處理 兩種類型的中斷： 事件觸發(fā)并置位中斷標(biāo)志。 只要中斷條件滿足，就會一直觸發(fā)。 AVR 退出中斷后總是回到主程序并執(zhí)行一條指令才可以去執(zhí)行其他被掛起的中斷。 程序存儲器空間的最低地址缺省定義為復(fù)位和中斷向量。中斷向量所在的地址越低，優(yōu)先級越高。,中斷向量表：P91,1.6 復(fù)位和中斷處理,1.6.2 ATmega128的中斷響應(yīng)時間 AVR 中斷響應(yīng)時間最少為4個時鐘周期。 若中斷發(fā)生時MCU 處于睡眠模式，中斷響應(yīng)時間增加到8個時鐘周期。 中斷返回亦需4個時鐘。,內(nèi)容,1、ATmeg

5、a128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,2、ATmega128 存儲器,2.1 系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 程序存儲器 2.2 SRAM數(shù)據(jù)存儲器 2.3 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器 2.4 I/O存儲器 2.5 外部存儲器接口,2、ATmega128 存儲器,AVR 結(jié)構(gòu)具有三個線性存儲空間: 程序寄存器 數(shù)據(jù)寄存器 EEPROM 存儲器 2.1 系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 程序存儲器 ATmega128具有128K字節(jié)的在線編程Flas

6、h。因?yàn)樗械腁VR指令為16位或32位，故FLASH 組織成64K x 16 的形式。 Flash 程序存儲器分為：(軟件安全性) 引導(dǎo)程序區(qū) 應(yīng)用程序區(qū),主存儲器空間,2.2 SRAM數(shù)據(jù)存儲器,$0000-$001F：32個寄存器$0020-$005F：64個I/O寄存器$0060-$00FF：160個擴(kuò)展I/O寄存器$0100-$10FF：內(nèi)部4K SRAM$1100-$FFFF：外擴(kuò) SRAM，最多到64K,2.3 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器,ATmega128包含4K字節(jié)的EEPROM。它是作為一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。EEPROM 的壽命至少為100,000 次（擦

7、除）。 EEPROM 的訪問由地址寄存器，數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。 一般用在掉電后需要保存的數(shù)據(jù) 。,2.4 I/O寄存器器,ATmega128 的所有I/O 和外設(shè)寄存器都被放置在I/O 空間。在32個通用工作寄存器和I/O之間傳輸數(shù)據(jù)。 其支持的外設(shè)要比預(yù)留的64 個I/O所能支持的要多，地址： $20 - $5F 。 擴(kuò)展的I/O 空間$60 - $FF,2.5 外部存儲器接口,此接口非常適合于與存儲器器件互連，如外部SRAM和Flash， LCD， A/D， D/A，等等。其主要特點(diǎn)為： 四個不同的等待狀態(tài)設(shè)置( 包括無等待狀態(tài))。 不同的外部存儲器可以設(shè)置不同的等待狀態(tài)。 地址高

8、字節(jié)的位數(shù)可以有選擇地確定。 數(shù)據(jù)線具有總線保持功能以降低功耗。,2.5 外部存儲器接口,外部存儲器接口包括： AD7:0：多工的地址總線和數(shù)據(jù)總線。 A15:8：高位地址總線 ( 位數(shù)可配置)。 ALE：地址鎖存使能。 RD：讀鎖存信號。 WR：寫使能信號。 外部存儲器接口控制位于以下3個寄存器： MCU 控制寄存器MCUCR 外部存儲器控制寄存器A XMCRA 外部存儲器控制寄存器B XMCRB,2.5 外部存儲器接口,內(nèi)容,1、ATmega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、

9、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),為ATmega128提供系統(tǒng)時鐘源時，有三種主要的選擇： （1）直接使用片內(nèi)的1/2/4/8M的RC振蕩源； （2）在引腳XTAL1和XTAL2上外接由石英晶體和電容組成的諧振回路,配合片內(nèi)的OSC（Oscillator）振蕩電路構(gòu)成的振蕩源； （3）直接使用外部的時鐘源輸出的脈沖信號,AVR的主要時鐘系統(tǒng)及其分布圖,clkCPU clkI/O clkFLASH clkADC clkASY :異步定時器時鐘,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),CPU 時鐘clkCPU CPU時鐘與操作AVR內(nèi)核的子系統(tǒng)相連，如通用工作寄存器文件、狀態(tài)

10、寄存器以及保存堆棧指針的數(shù)據(jù)存儲器。終止CPU 時鐘將使內(nèi)核停止工作和計(jì)算。 I/O 時鐘clkI/O I/O時鐘用于主要的I/O 模塊，如定時器/ 計(jì)數(shù)器、SPI 和USART。I/O 時鐘還用于外部中斷模塊。但是有些外部中斷由異步邏輯檢測，因此即使I/O 時鐘停止了這些中斷仍然可以得到監(jiān)控。此外，TWI 模塊的地址識別功能在沒有clkI/O 的情況下也是異步實(shí)現(xiàn)的，使得這個功能在任何睡眠模式下都可以正常工作。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),Flash 時鐘 clkFLASH Flash 時鐘控制Flash 接口的操作。此時鐘通常與CPU 時鐘是同步的。 異步定時器時鐘 clkASY 異步定時器時鐘

11、允許異步定時器/ 計(jì)數(shù)器直接由外部32 kHz 時鐘晶體驅(qū)動，使得此定時器/ 計(jì)數(shù)器即使在睡眠模式下仍然可以為系統(tǒng)提供一個實(shí)時時鐘。 ADC 時鐘 clkADC ADC具有專門的時鐘。這樣可以在ADC工作的時候停止CPU和I/O時鐘以降低數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲，從而提高ADC 轉(zhuǎn)換精度。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),時鐘源 ATmega128有如下幾種通過熔絲位選擇的時鐘源。時鐘輸入到AVR 時鐘發(fā)生器，并通往其他合適模塊。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),默認(rèn)時鐘源 器件出廠時CKSEL = “0001”， SUT = “10”。該默認(rèn)時鐘源為最長啟動時間的內(nèi)部RC 振蕩器。該默認(rèn)設(shè)置保證所有的用戶通過系統(tǒng)內(nèi)或

12、并行編程得到其需要的時鐘源。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),晶體振蕩器 XTAL1 和XTAL2 分別為用作片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入和輸出，如圖所示。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),低頻晶體振蕩器 使用32.768 kHz 鐘表晶體作為器件的時鐘源，須將熔絲位CKSEL 設(shè)置為“1001”以選擇低頻晶體振蕩器,通過對熔絲位CKOPT 的編程，用戶可以使能XTAL1 和XTAL2 的內(nèi)部電容，從而去除外部電容。內(nèi)部電容的標(biāo)稱數(shù)值為36 pF。選擇了這個振蕩器之后，啟動時間由熔絲位SUT 確定，如表所示。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),外部RC 振蕩器 對于時間不敏感的應(yīng)用可以使用外部RC 振蕩器。頻率可以通過方程f

13、 =1/(3RC)進(jìn)行粗略地估計(jì)。電容C 至少要22pF。,通過編程熔絲位CKOPT，用戶可以使能XTAL1和GND之間的片內(nèi) 36 pF電容.,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),標(biāo)定的片內(nèi)RC 振蕩器 標(biāo)定的片內(nèi)RC 振蕩器提供了固定的1.0、2.0、4.0 或8.0 MHz 的時鐘。這些頻率都是5V、25C 下的標(biāo)稱數(shù)值。 這個時鐘也可以作為系統(tǒng)時鐘，只要對熔絲位CKSEL進(jìn)行編程即可。選擇這個時鐘之后就無需外部器件了。,3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng),外部時鐘 為了從外部時鐘源驅(qū)動芯片， XTAL1 必須如圖所示的進(jìn)行連接。同時，熔絲位CKSEL必須編程為“0000”。,內(nèi)容,1、ATmega128的CPU內(nèi)

14、核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,復(fù)位時所有的I/O 寄存器都被設(shè)置為初始值，程序從復(fù)位向量處開始執(zhí)行。 復(fù)位源生效時I/O 端口立即復(fù)位為初始值，不需要任何時鐘的輔助。,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,ATmega128 有5個復(fù)位源： 上電復(fù)位 當(dāng)電源電壓低于上電復(fù)位門限 (VPOT) 時， MCU 復(fù)位。 外部復(fù)位 當(dāng)引腳 RESET 上的低電平持續(xù)時間大于最小脈沖寬度（ 1.5us ）時MCU 復(fù)位。 看門狗復(fù)位 當(dāng)看門狗使能并

15、且看門狗定時器超時時復(fù)位發(fā)生。 掉電檢測復(fù)位 當(dāng)?shù)綦姍z測復(fù)位功能使能，且電源電壓低于掉電檢測復(fù)位門限(VBOT) 時（4.0v或2.7v） ，MCU 即復(fù)位。 JTAG AVR復(fù)位 當(dāng)復(fù)位寄存器為1 時MCU即復(fù)位。,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,1上電復(fù)位 AVR內(nèi)部含有上電復(fù)位POR(Power_on Reset)電路無論何時，只要Vcc低于檢測電平Vpot時，器件進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,2外部復(fù)位 外部復(fù)位是由外加在RESET引腳上的低電平將產(chǎn)生的。當(dāng)RESET引腳被拉低于Vrst的時間大于1.5s時既觸發(fā)復(fù)位過程,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,3掉電檢測（BOD）復(fù)位 ATmega128片內(nèi)的

16、BOD（ Brown-out Detection）電源檢測電路，用于在系統(tǒng)運(yùn)行時對系統(tǒng)電壓VCC的檢測，并同一個固定的閾值電壓相比較。BOD檢測閾值電壓可以通過BODLEVEL熔絲位設(shè)定為2.7V或4.0V。BOD檢測閾值電壓有遲滯效應(yīng)，以避免系統(tǒng)電源的尖峰毛刺誤觸發(fā)BOD檢測器。閾值電平的遲滯效應(yīng)可以理解為：上閾值電壓VBOT+ = VBOT + VHYST/2，下閾值電壓VBOT- = VBOT - VHYST/2。,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,4看門狗復(fù)位 ATmega128片內(nèi)集成一個獨(dú)立的看門狗定時器WDT。該WDT由片內(nèi)獨(dú)立的1M振蕩器提供時鐘信號。當(dāng)WDT啟動計(jì)數(shù)后，一旦發(fā)生計(jì)數(shù)溢出，它

17、將觸發(fā)產(chǎn)生一個時鐘周期寬度的復(fù)位脈沖。脈沖的上升沿將使器件進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，脈沖的下降沿啟動延時計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)過設(shè)定的啟動延時時間，CPU重新開始運(yùn)行。使用WDT功能，可以防止系統(tǒng)受到干擾而引起的程序運(yùn)行紊亂和跑飛，提高了系統(tǒng)的可靠性,4、系統(tǒng)控制和復(fù)位,AVR單片機(jī)最小系統(tǒng),內(nèi)容,1、ATmega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,5、ATmega128 的中斷向量1,ATmega128 提供35個中斷及其對應(yīng)的中斷向量。其中1個非

18、屏蔽中斷（復(fù)位中斷），8個外部中斷。 中斷向量從flash的$0000地址開始存放，每個中斷向量占2個字，存放分別存放jmp指令和對應(yīng)中斷服務(wù)程序的入口地址。,5、ATmega128 的中斷向量1,ATmega128 的中斷向量2,ATmega128 的中斷向量3,內(nèi)容,1、ATmega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,6、I/O端口,所有AVR I/O端口都具有真正的讀-修改-寫功能。,3個8位寄存器用于控制I/O端口 端口方

19、向控制寄存器DDRx 數(shù)據(jù)寄存器PORTx 輸入引腳寄存器PINx,PORTB3 表示端口B的第3位,所有的寄存器和位以通用格式表示：小寫的“x” 表示端口序號，小寫的“n” 代表位的序號。,讀/寫,讀/寫,只讀,當(dāng)DDxn 為“1“時，Pxn 配置為輸出。,內(nèi)容,1、ATmega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C）,7.1 8位T/ C0 7.2 8位T/ C2 7.3 16位 T/ C1和T/ C

20、3 7.4 定時器/ 計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器,7.1 8位T/ C0,T/C0 是一個通用的，單通道8 位定時器/ 計(jì)數(shù)器模塊。其主要特點(diǎn)如下： 單通道計(jì)數(shù)器 比較匹配發(fā)生時，清除定時器( 自動加載) 無毛刺的相位修正PWM 頻率發(fā)生器 10 位時鐘預(yù)分頻器 溢出和比較匹配中斷源(TOV0 和OCF0) 允許外部32kHz 晶振作為時鐘,雙緩沖的輸出比較寄存器OCR0一直與T/C 的數(shù)值進(jìn)行比較。比較結(jié)果可用來產(chǎn)生PWM波，或在輸出比較引腳OC0上產(chǎn)生變化頻率的輸出。,7.1.1 T/ C0的工作模式,（1）普通模式 (WGM01:0= 0)為最簡單的工作模式。 在此模式下計(jì)數(shù)器不停地累加。計(jì)到最大

21、值后(TOP=0 xFF)，計(jì)數(shù)器簡單地返回到最小值0 x00重新開始。 （2）CTC模式（比較匹配時清除定時器） (WGM01:0 = 2) TCNT0=OCR0時計(jì)數(shù)器清零 波形發(fā)生器的頻率,變量N代表分頻因子(1、8、32、64、128、256 或1024),7.1.1 T/ C0的工作模式,（3）快速PWM模式 (WGM01:0 = 3) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形?？焖貾WM 模式與其他PWM模式的不同之處是其三角波工作方式(其他PWM方式為等腰三角形方式) 輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGM01:0 = 1) 為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法

22、。此模式基于雙斜線操作。 輸出的PWM 頻率,變量N代表分頻因子(1、8、32、64、128、256 或1024),7.1.2 與T/C0相關(guān)的8位寄存器說明,8位控制寄存器（TCCR0） 工作模式、匹配輸出模式 、時鐘選擇 8位計(jì)數(shù)寄存器（TCNT0） 8位輸出比較寄存器（OCR0） 8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK） Bit 1 OCIE0: T/C0 輸出比較匹配中斷使能 Bit 0 TOIE0: T/C0 溢出中斷使能 8位中斷標(biāo)志寄存器（TIFR） Bit 1 OCF0: 輸出比較標(biāo)志0（T/C0與OCR0的值匹配時，OCF0置位） Bit 0 TOV0:T/C0 溢出標(biāo)志,7.2 8

23、位T/ C2,T/C2 是一個通用單通道8 位定時/ 計(jì)數(shù)器，其主要特點(diǎn)如下： 單通道計(jì)數(shù)器 比較匹配時，清零定時器 ( 自動重載) 無干擾脈沖, 相位正確的脈寬調(diào)制器 (PWM) 頻率發(fā)生器 10 位時鐘預(yù)分頻器 溢出與比較匹配中斷源(TOV2 與OCF2) 外部事件計(jì)數(shù)器,7.2.1 T/ C2的工作模式,（1）普通模式 (WGM21:0= 0)為最簡單的工作模式。 在此模式下計(jì)數(shù)器不停地累加。計(jì)到最大值后(TOP=0 xFF)，計(jì)數(shù)器簡單地返回到最小值0 x00重新開始。 （2）CTC模式（比較匹配時清除定時器） (WGM21:0 = 2) TCNT2=OCR2時計(jì)數(shù)器清零 波形發(fā)生器的

24、頻率,變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024),7.2.1 T/ C2的工作模式,（3）快速PWM模式 (WGM21:0 = 3) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形?？焖貾WM 模式與其他PWM模式的不同之處是其三角波工作方式(其他PWM方式為等腰三角形方式) 輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGM21:0 = 1) 為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于雙斜線操作。 輸出的PWM 頻率,變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024),7.2.2 與T/C2相關(guān)的8位寄存器說明,8位控制寄存器（TCCR2） 工作模式、匹配輸出模式 、時

25、鐘選擇 8位計(jì)數(shù)寄存器（TCNT2） 8位輸出比較寄存器（OCR2） 8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK） Bit 7 OCIE2: T/C2 輸出比較匹配中斷使能 Bit 6 TOIE2: T/C2 溢出中斷使能 8位中斷標(biāo)志寄存器（TIFR） Bit 7 OCF2: 輸出比較標(biāo)志0（T/C2與OCR2的值匹配時，OCF2置位） Bit 6 TOV2:T/C2 溢出標(biāo)志,7.3 16位 T/ C1和T/ C3,16位的T/C 可以實(shí)現(xiàn)精確的程序定時(事件管理)、波形產(chǎn)生和信號測量。其主要特點(diǎn)如下 真正的16 位設(shè)計(jì)( 即允許16 位的PWM) 3 個獨(dú)立的輸出比較單元 雙緩沖的輸出比較寄存器 一

26、個輸入比較單元 輸入捕捉噪聲抑制器 比較匹配發(fā)生時清除寄存器( 自動重載) 無毛刺的相位修正PWM，可變的PWM 周期 頻率發(fā)生器 外部事件計(jì)數(shù)器 10 個獨(dú)立的中斷源 TOV1、OCF1A、OCF1B、OCF1C、ICF1 TOV3、OCF3A、OCF3B、OCF3C、ICF3,7.3.1 訪問16位的定時器,TCNTn、OCRnA/B/C與ICRn是AVR CPU 通過8位數(shù)據(jù)總線可以訪問的16位寄存器。 讀寫16位寄存器需要兩次操作。 每個16位計(jì)時器都有一個8位臨時寄存器用來存放其高8位數(shù)據(jù)。每個16位定時器所屬的16位寄存器共用相同的臨時寄存器。 訪問低字節(jié)會觸發(fā)16位讀或?qū)懖僮鳌．?dāng)

27、CPU 寫入數(shù)據(jù)到16 位寄存器的低字節(jié)時，寫入的8 位數(shù)據(jù)與存放在臨時寄存器中的高8位數(shù)據(jù)組成一個16位數(shù)據(jù)，同步寫入到16位寄存器中。當(dāng)CPU讀取16位寄存器的低字節(jié)時，高字節(jié)內(nèi)容在讀低字節(jié)操作的同時被放置于臨時輔助寄存器中。 并非所有的16位訪問都涉及臨時寄存器。 對OCRnA/B/C 寄存器的讀操作就不涉及臨時寄存器 寫16位寄存器時，應(yīng)先寫入該寄存器的高位字節(jié)。 讀16位寄存器時，應(yīng)先讀取該寄存器的低位字節(jié)。,7.3.2 工作模式,（1）普通模式 (WGMn 1:0= 0)為最簡單的工作模式。 在此模式下計(jì)數(shù)器不停地累加。計(jì)到最大值后(TOP=0 xFF)，計(jì)數(shù)器簡單地返回到最小值0

28、 x00重新開始。 （2）CTC模式（比較匹配時清除定時器） (WGMn3:0 = 4 或12) OCRnA 或ICRn定義了計(jì)數(shù)器的TOP值 TCNTn= TOP值時計(jì)數(shù)器清零 波形發(fā)生器的頻率,變量N代表分頻因子(1、8、64、256 或1024),7.3.2 工作模式,（3）快速PWM模式 (WGMn3:0 = 5、6、7、14 或15) 可用來產(chǎn)生高頻的PWM 波形。 輸出的PWM 頻率 （4）相位修正PWM模式 (WGMn3:0 = 1、2、3、10 或11)為用戶提供了一個獲得高精度相位修正PWM波形的方法。此模式基于雙斜線操作。 輸出的PWM 頻率,變量N代表分頻因子(1、8、6

29、4、256 或1024),7.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明,8位控制寄存器A（TCCR1A、TCCR3A） Bit 7:6 COMnA1:0_通道A的比較輸出模式 Bit 5:4 COMnB1:0_通道B的比較輸出模式 Bit 3:2 COMnC1:0_通道C的比較輸出模式 Bit 1:0 WGMn1:0 8位控制寄存器B（TCCR1B、TCCR3B） Bit 7 ICNCn: 輸入捕捉噪聲抑制器 Bit 6 ICESn: 輸入捕捉觸發(fā)沿選擇 Bit 4:3 WGMn3:2_與WGMn1:0決定波形發(fā)生模式 Bit 2:0 CSn2:0_ 時鐘選擇 8位控制寄存器C（TCCR1C、TC

30、CR3C） Bit 7 FOCnA_ 強(qiáng)制輸出比較通道A Bit 6 FOCnB_ 強(qiáng)制輸出比較通道B Bit 5 FOCnC_ 強(qiáng)制輸出比較通道C,7.3.3 與T/C相關(guān)的16位寄存器說明,16位計(jì)數(shù)寄存器 TCNT1H、TCNT1L；TCNT3H、TCNT3L 16位輸出比較寄存器 輸出比較寄存器A （OCR1AH、OCR1AL；OCR3AH、OCR3AL） 輸出比較寄存器B （OCR1BH、OCR1BL；OCR3BH、OCR3BL） 輸出比較寄存器C （OCR1CH、OCR1CL；OCR3CH、OCR3CL） 16位捕獲寄存器：ICR1H、ICR1L；ICR3H、ICR3L,數(shù)據(jù)匹配：

31、將產(chǎn)生一個輸出比較中斷，或改變OCnx 的輸出邏輯電平。,可直接對T/C單元的16 位計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀寫訪問,與TCNTn 中的計(jì)數(shù)值比較,當(dāng)外部引腳ICPn( 或T/C1 的模擬比較器) 有輸入捕捉觸發(fā)信號產(chǎn)生時，計(jì)數(shù)器TCNTn 中的值寫入ICR1中。,7.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明,8位中斷屏蔽寄存器（TIMSK） Bit 5 TICIE1: T/C1 輸入捕捉中斷使能 Bit 4 OCIE1A:T/C1 輸出比較 A 匹配中斷使能 Bit 3 OCIE1B:T/C1 輸出比較 B 匹配中斷使能 Bit 2 TOIE1:T/C1 溢出中斷使能 8位擴(kuò)展中斷屏蔽寄存器（ETIMSK）

32、 Bit 5 TICIE3:T/C3, 輸入捕捉中斷使能 Bit 4 OCIE3A:T/C3 輸出比較 A 匹配中斷使能 Bit 3 OCIE3B:T/C3 輸出比較 B 匹配中斷使能 Bit 2 TOIE3:T/C3 溢出中斷使能 Bit 1 OCIE3C:T/C3 輸出比較 C 匹配中斷使能 Bit 0 OCIE1C:T/C1 輸出比較 C 匹配中斷使能,7.3.3 與T/C相關(guān)的8位寄存器說明,8位中斷標(biāo)志屏蔽寄存器（TIFR） Bit 5 ICF1:T/C1 輸入捕捉標(biāo)志位 Bit 4 OCF1A:T/C1 輸出比較 A 匹配標(biāo)志位 Bit 3 OCF1B:T/C1 輸出比較 B 匹配

33、標(biāo)志位 Bit 2 TOV1:T/C1 溢出標(biāo)志 8位擴(kuò)展中斷標(biāo)志寄存器（ETIFR） Bit 5 ICF3:T/C3 輸入捕捉標(biāo)志位 Bit 4 OCF3A:T/C3 輸出比較 A 匹配標(biāo)志位 Bit 3 OCF3B:T/C3 輸出比較 B 匹配標(biāo)志位 Bit 2 TOV3:T/C3 溢出標(biāo)志 Bit 1 OCF3C:T/C3 輸出比較 C 匹配標(biāo)志位 Bit 0 OCF1C:T/C1 輸出比較 C 匹配標(biāo)志位,7.4 定時器/計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器,預(yù)分頻器的作用是對輸入的時鐘進(jìn)行分頻，產(chǎn)生定時器/計(jì)數(shù)器的工作時鐘。,T/ C0的預(yù)分頻器,T/C1、T/C2和T/C3的的預(yù)分頻器,內(nèi)容,1、AT

34、mega128的CPU內(nèi)核 2、ATmega128 存儲器 3、系統(tǒng)時鐘及其選項(xiàng) 4、系統(tǒng)控制和復(fù)位 5、ATmega128 的中斷向量 6、I/O端口 7、定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C） 8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,8、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D,8.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn) 8.2 相關(guān)寄存器 8.3 操作（啟動一次轉(zhuǎn)換） 8.4 預(yù)分頻器 8.5 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果處理,8.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn),10 位逐次逼近型精度 0.5 LSB 的非線性度， 2 LSB 的絕對精度 13 - 260 s 的轉(zhuǎn)換時間 最高分辨率時采樣率高達(dá)15kSPS 8 路復(fù)用的單端輸入通道 7 路差分輸入通道 2 路可選增益為10 x 與200 x 的差分輸入通道 可選的左對齊ADC 讀數(shù) 0 - VCC 的 ADC 輸入電壓范圍 可選的2.56V ADC 參考電壓 連續(xù)轉(zhuǎn)換或單次轉(zhuǎn)換模式 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷 基于睡眠模式的噪聲抑制器,8.2 相關(guān)寄存器,ADC多工選擇寄存器ADMUX ADC控制和狀態(tài)寄存器ADCSRA ADC數(shù)據(jù)寄存器（ADCL和ADCH）,8.2.1 ADC多工選擇寄存器ADMUX,Bit7:6 REFS1:0_參考電壓選擇