AVR教程系列一：ATmega16 簡介

1、ATmegga16 簡介（四四）ATmegga16 時鐘系統(tǒng)統(tǒng)及其分布布時鐘系統(tǒng)及及其分布FFigurre 111為AVRR的主要時時鐘系統(tǒng)及及其分布。這些時鐘鐘并不需要要同時工作作。為了降降低功耗，可可以通過使使用不同的的睡眠模式式來禁止無無需工作的的模塊的時時鐘。時鐘鐘系統(tǒng)詳見見Figuure 111。CPU 時時鐘 cclkCPPU CPPU時鐘與與操作AVVR內(nèi)核的的子系統(tǒng)相相連，如通通用寄存器器文件、狀狀態(tài)寄存器器及保存堆堆棧指針的的數(shù)據(jù)存儲儲器。終止止CPU 時鐘將使使內(nèi)核停止止工作和計計算。I/O 時鐘鐘 cllkI/OO I/OO時鐘用于于主要的II/O 模模塊，如定定時器/

2、計數(shù)器、SPI 和USARRT。I/O 時鐘還用用于外部中中斷模塊。要注意的的是有些外外部中斷由由異步邏輯輯檢測，因因此即使II/O 時時鐘停止了了這些中斷斷仍然可以以得到監(jiān)控控。此外， USI 模塊的起始條件檢測在沒有clkI/O 的情況下也是異步實現(xiàn)的，使得這個功能在任何睡眠模式下都可以正常工作。Flash 時鐘 clkFLASH Flash 時鐘控制Flash 接口的操作。此時鐘通常與CPU 時鐘同時掛起或激活。異步定時器時鐘 clkASY 異步定時器時鐘允許異步定時器/ 計數(shù)器與LCD 控制器直接由外部32 kHz 時鐘晶體驅(qū)動。使得此定時器/ 計數(shù)器即使在睡眠模式下仍然可以為系統(tǒng)提供

3、一個實時時鐘。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。ATmegga16 時鐘源ATmegga16芯芯片有如下下幾種通過過Flassh熔絲位位進行選擇擇的時鐘源源。時鐘輸輸入到AVVR時鐘發(fā)發(fā)生器，再再分配到相相應(yīng)的模塊塊。不同的時鐘鐘選項將在在后續(xù)部分分進行介紹紹。當CPPU 自掉掉電模式或或省電模式式喚醒之后后，被選擇擇的時鐘源源用來為啟啟動過程定定時，保證證振蕩器在在開始執(zhí)行行指令之前前進入穩(wěn)定定狀態(tài)。當當CPU從從復(fù)位開始始工作時，還還有額外的的延遲時間間以保證在在MCU 開始

4、正常常工作之前前電源達到到穩(wěn)定電平平。這個啟啟動時間的的定時由看看門狗振蕩蕩器完成?？撮T狗溢溢出時間所所對應(yīng)的WWDT 振振蕩器周期期數(shù)列于TTablee 3?？纯撮T狗振蕩蕩器的頻率率由工作電電壓決定，詳詳見 P2286“AATmegga16 典型特性性” 。缺省時鐘源源器件出廠時時CKSEEL = “00110”， SUTT = “10”。這個缺省省設(shè)置的時時鐘源是11 MHzz 的內(nèi)部部RC振蕩器器，啟動時時間為最長長。這種設(shè)設(shè)置保證用用戶可以通通過ISPP 或并行行編程器得得到所需的的時鐘源。ATmegga16 晶體振蕩蕩器XTAL11 與XTTAL2 分別為用用作片內(nèi)振振蕩器的反反向放

5、大器器的輸入和和輸出，如如Figuure 112 所示示，這個振振蕩器可以以使用石英英晶體，也也可以使用用陶瓷諧振振器。熔絲絲位CKOOPT 用用來選擇這這兩種放大大器模式的的其中之一一。當CKKOPT 被編程時時振蕩器在在輸出引腳腳產(chǎn)生滿幅幅度的振蕩蕩。這種模模式適合于于噪聲環(huán)境境，以及需需要通過XXTAL22 驅(qū)動第第二個時鐘鐘緩沖器的的情況。而而且這種模模式的頻率率范圍比較較寬。當保保持CKOOPT 為為未編程狀狀態(tài)時，振振蕩器的輸輸出信號幅幅度比較小小。其優(yōu)點點是大大降降低了功耗耗，但是頻頻率范圍比比較窄，而而且不能驅(qū)驅(qū)動其他時時鐘緩沖器器。對于諧諧振器， CKOPPT 未編編程時的最

6、最大頻率為為8 MHHz， CCKOPTT 編程時時為16 MHz。C1和CC2 的數(shù)數(shù)值要一樣樣，不管使使用的是晶晶體還是諧諧振器。最最佳的數(shù)值值與使用的的晶體或諧諧振器有關(guān)關(guān)，還與雜雜散電容和和環(huán)境的電電磁噪聲有有關(guān)。Taable88 給出了了針對晶體體選擇電容容的一些指指南。對于于陶瓷諧振振器，應(yīng)該該使用廠商商提供的數(shù)數(shù)值。若想想得到更多多的有關(guān)如如何選擇電電容以及振振蕩器如何何工作的信信息，請參參考多用途途振蕩器應(yīng)應(yīng)用手冊。振蕩器可以以工作于三三種不同的的模式，每每一種都有有一個優(yōu)化化的頻率范范圍。工作作模式通過過熔絲位CCKSELL3.11 來選擇擇，如Taable 4 所示示。如T

7、ablle 5 所示，熔熔絲位CKKSEL00 以及SSUT1.0 用用于選擇啟啟動時間。Notess: 1. 這些選選項只能用用于工作頻頻率不太接接近于最大大頻率，而而且啟動時時的頻率穩(wěn)穩(wěn)定性對于于應(yīng)用而言言不重要的的情況。不不適用于晶晶體。2. 這些選選項是為陶陶瓷諧振器器設(shè)計的，可可以保證啟啟動時頻率率足夠穩(wěn)定定。若工作作頻率不太太接近于最最大頻率，而而且啟動時時的頻率穩(wěn)穩(wěn)定性對于于應(yīng)用而言言不重要時時也適用于于晶體。 ATmegga16 低頻晶體體振蕩器為了使用332.7668 kHHz 鐘表表晶體作為為器件的時時鐘源，必必須將熔絲絲位CKSSEL 設(shè)設(shè)置為“11001”以選擇低低頻晶

8、體振振蕩器。晶晶體的連接接方式如FFigurre 122 所示。通過對熔熔絲位CKKOPT 的編程，用用戶可以使使能XTAAL1 和和XTALL2 的內(nèi)內(nèi)部電容，從從而去除外外部電容。內(nèi)部電容容的標稱數(shù)數(shù)值為366 pF。選擇了這這個振蕩器器之后，啟啟動時間由由熔絲位SSUT 確確定，如TTablee 6 所所示。ATmegga16 外部RC振蕩器器對于時間不不敏感的應(yīng)應(yīng)用可以使使用Figgure 13 的的外部RCC 振蕩器器。頻率可可以通過方方程f =1/(33RC) 進行粗略略地鼓估計計。電容CC 至少要要22 ppF。通過過編程熔絲絲位CKOOPT，用用戶可以使使能XTAAL1 和和G

9、ND 之間的片片內(nèi) 366 pF 電容，從從而無需外外部點燃。若想獲取取有關(guān)振蕩蕩器如何工工作以及如如何選擇RR 和C 的具體信信息，請參參考外部RRC 振蕩蕩器應(yīng)用手手冊。振蕩器可以以工作于四四個不同的的模式，每每個模式有有自己的優(yōu)優(yōu)化頻率范范圍。工作作模式通過過熔絲位CCKSELL3.00 選取，如如Tablle 7 所示。 選擇了這個個振蕩器之之后，啟動動時間由熔熔絲位SUUT 確定定，如Taable 8 所示示。ATmegga16 標定的片片內(nèi)RC振蕩器器標定的片內(nèi)內(nèi)RC振蕩蕩器提供了了固定的11.0、22.0、44.0 或或8.0 MHz 的時鐘。這些頻率率都是5VV、25C 下的的

10、標稱數(shù)值值。這個時時鐘也可以以作為系統(tǒng)統(tǒng)時鐘，只只要按照TTablee 9 對對熔絲位CCKSELL進行編程程即可。選選擇這個時時鐘(此時時不能對CCKOPTT進行編程程)之后就就無需外部部器件了。復(fù)位時硬硬件將標定定字節(jié)加載載到OSCCCAL 寄存器，自自動完成對對RC振蕩蕩器的標定定。在5VV，25C 和頻頻率為1.0 MHHz 時，這這種標定可可以提供標標稱頻率 1% 的精度度。當使用用這個振蕩蕩器作為系系統(tǒng)時鐘時時，看門狗狗仍然使用用自己的看看門狗定時時器作為溢溢出復(fù)位的的依據(jù)。選擇了這個個振蕩器之之后，啟動動時間由熔熔絲位SUUT 確定定，如Taable 10 所所示。XTTAL1

11、和XTAAL2 要要保持為空空(NC)。振蕩器標定定寄存器 OSCCCAL? Bitts 7.0 CALL7.00: 振蕩蕩器標定數(shù)數(shù)據(jù)將標定定數(shù)據(jù)寫入入這個地址址可以對內(nèi)內(nèi)部振蕩器器進行調(diào)節(jié)節(jié)以消除由由于生產(chǎn)工工藝所帶來來的振蕩器器頻率偏差差。復(fù)位時時1 MHHz 的標標定數(shù)據(jù)( 標識數(shù)數(shù)據(jù)的高字字節(jié)，地址址為0 x000) 自自動加載到到OSCCCAL 寄寄存器。如如果需要內(nèi)內(nèi)部RC振振蕩器工作作于其他頻頻率，標定定數(shù)據(jù)必須須人工加載載：首先通通過編程器器讀取標識識數(shù)據(jù)，然然后將標定定數(shù)據(jù)保存存到Flaash 或或EEPRROM 之之中。這些些數(shù)據(jù)可以以通過軟件件讀取，然然后加載到到OSCCCAL 寄寄存器。當當OSCCCAL 為為零時振蕩蕩器以最低低頻率工作作。當對其其寫如不為為零的數(shù)據(jù)據(jù)時內(nèi)部振振蕩器的頻頻率