8-Bit-Mikrocontroller mit 128 KByte systemintern programmierbarem Flash ATMEGA128-16AU

8-Bit-Mikrocontroller mit 128 KByte systemintern programmierbarem Flash

ATmega128

ATmega128L

Merkmale

• Leistungsstarker AVR® 8-Bit-Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch

• Erweiterte RISC-Architektur

– 133 leistungsstarke Anweisungen – Ausführung mit den meisten Einzeltaktzyklen

– 32 x 8 Allzweck-Arbeitsregister + Peripheriesteuerregister

– Vollständig statischer Betrieb

– Bis zu 16 MIPS Durchsatz bei 16 MHz

– On-Chip-2-Zyklus-Multiplikator

• Nichtflüchtige Programm- und Datenspeicher

– 128 KByte systeminterner umprogrammierbarer Flash. Lebensdauer: 10.000 Schreib-/Löschzyklen

– Optionaler Bootcode-Abschnitt mit unabhängigen Sperrbits

In-System-Programmierung durch On-Chip-Boot-Programm

Echter Lese-während-Schreibvorgang

– 4K Bytes EEPROM-Ausdauer: 100.000 Schreib-/Löschzyklen

– 4K Bytes interner SRAM

– Bis zu 64 KB optionaler externer Speicherplatz

– Programmiersperre für Softwaresicherheit

– SPI-Schnittstelle für In-System-Programmierung

• JTAG-Schnittstelle (kompatibel mit IEEE Standard 1149.1).

– Boundary-Scan-Fähigkeiten gemäß dem JTAG-Standard

– Umfangreiche On-Chip-Debug-Unterstützung

– Programmierung von Flash, EEPROM, Sicherungen und Sperrbits über die JTAG-Schnittstelle

• Peripheriefunktionen

– Zwei 8-Bit-Timer/Zähler mit separaten Vorteilern und Vergleichsmodi

– Zwei erweiterte 16-Bit-Timer/Zähler mit separatem Vorteiler, Vergleichsmodus und Erfassungsmodus

– Echtzeitzähler mit separatem Oszillator

– Zwei 8-Bit-PWM-Kanäle

– 6 PWM-Kanäle mit programmierbarer Auflösung von 2 bis 16 Bit

– Ausgangsvergleichsmodulator

– 8-Kanal-10-Bit-ADC

8 Single-Ended-Kanäle

7 Differenzkanäle

2 Differenzkanäle mit programmierbarer Verstärkung bei 1x, 10x oder 200x

– Byteorientierte serielle Zweidrahtschnittstelle

– Dual programmierbare serielle USARTs

– Serielle Master/Slave-SPI-Schnittstelle

– Programmierbarer Watchdog-Timer mit On-Chip-Oszillator

– On-Chip-Analogkomparator

• Spezielle Mikrocontroller-Funktionen

– Power-on Reset und programmierbare Brown-out-Erkennung

– Intern kalibrierter RC-Oszillator

– Externe und interne Interruptquellen

– Sechs Schlafmodi: Leerlauf, ADC-Rauschunterdrückung, Energiesparmodus, Ausschalten, Standby,

und Erweiterter Standby

– Per Software wählbare Taktfrequenz

– ATmega103-Kompatibilitätsmodus, ausgewählt durch eine Sicherung

– Globale Pull-up-Deaktivierung

• E/A und Pakete

– 53 programmierbare I/O-Leitungen

– 64-Pin-TQFP und 64-Pad-QFN/MLF

• Betriebsspannungen

– 2,7 - 5,5 V für ATmega128L

– 4,5 - 5,5 V für ATmega128

• Geschwindigkeitsstufen

– 0 - 8 MHz für ATmega128L

– 0 - 16 MHz für ATmega128

Abbildung: Pin-Konfigurationen

1. Pinbelegung ATmega128

Hinweis: Die Pinbelegung gilt sowohl für TQFP- als auch für MLF-Pakete.Das untere Pad unter dem QFN/MLF-Gehäuse sollte mit Masse verlötet werden.

Überblick

Der ATmega128 ist ein CMOS-8-Bit-Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch, der auf der AVR-erweiterten RISC-Architektur basiert.Durch die Ausführung leistungsstarker Anweisungen in einem einzigen Taktzyklus erreicht der ATmega128 Durchsätze von nahezu 1 MIPS pro MHz, sodass der Systementwickler den Stromverbrauch im Verhältnis zur Verarbeitungsgeschwindigkeit optimieren kann.

Blockdiagramm

Abbildung 2. Blockdiagramm

Der AVR-Kern kombiniert einen umfangreichen Befehlssatz mit 32 Allzweck-Arbeitsregistern.Alle 32 Register sind direkt mit der Arithmetic Logic Unit (ALU) verbunden, sodass in einem einzigen Befehl, der in einem Taktzyklus ausgeführt wird, auf zwei unabhängige Register zugegriffen werden kann.Die resultierende Architektur ist codeeffizienter und erreicht gleichzeitig einen bis zu zehnmal schnelleren Durchsatz als herkömmliche CISC-Mikrocontroller.

Der ATmega128 bietet die folgenden Funktionen: 128 KB In-System Programmable Flash mit Lese-Während-Schreiben-Funktionen, 4 KB EEPROM, 4 KB SRAM, 53 Allzweck-I/O-Leitungen, 32 Allzweck-Arbeitsregister, Echtzeitzähler (RTC). ), vier flexible Timer/Zähler mit Vergleichsmodi und PWM, 2 USARTs, eine byteorientierte serielle Zweidrahtschnittstelle, ein 8-Kanal-10-Bit-ADC mit optionaler Differenzeingangsstufe mit programmierbarer Verstärkung, programmierbarer Watchdog-Timer mit internem Oszillator, ein serieller SPI-Port, IEEE-Standard.1149.1-kompatible JTAG-Testschnittstelle, die auch für den Zugriff auf das On-Chip-Debug-System und die Programmierung sowie sechs per Software wählbare Energiesparmodi verwendet wird.Der Leerlaufmodus stoppt die CPU, während SRAM, Timer/Zähler, SPI-Port und Interrupt-System weiterhin funktionieren.Der Powerdown-Modus speichert den Registerinhalt, friert jedoch den Oszillator ein und deaktiviert alle anderen Chipfunktionen bis zum nächsten Interrupt oder Hardware-Reset.Im Energiesparmodus läuft der asynchrone Timer weiter, sodass der Benutzer eine Timer-Basis aufrechterhalten kann, während der Rest des Geräts im Ruhezustand ist.Der ADC-Rauschunterdrückungsmodus stoppt die CPU und alle E/A-Module außer dem asynchronen Timer und dem ADC, um Schaltgeräusche während der ADC-Umwandlungen zu minimieren.Im Standby-Modus läuft der Quarz-/Resonator-Oszillator, während der Rest des Geräts schläft.Dies ermöglicht einen sehr schnellen Start bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch.Im erweiterten Standby-Modus laufen sowohl der Hauptoszillator als auch der asynchrone Timer weiter.

Das Gerät wird mit der hochdichten nichtflüchtigen Speichertechnologie von Atmel hergestellt.Der On-Chip-ISP-Flash ermöglicht die systeminterne Neuprogrammierung des Programmspeichers über eine serielle SPI-Schnittstelle, durch einen herkömmlichen nichtflüchtigen Speicherprogrammierer oder durch ein On-Chip-Boot-Programm, das auf dem AVR-Kern ausgeführt wird.Das Bootprogramm kann eine beliebige Schnittstelle nutzen, um das Anwendungsprogramm in den Flash-Speicher der Anwendung herunterzuladen.Die Software im Boot-Flash-Bereich wird weiterhin ausgeführt, während der Anwendungs-Flash-Bereich aktualisiert wird, wodurch ein echter Lese-während-Schreibvorgang gewährleistet wird.Durch die Kombination einer 8-Bit-RISC-CPU mit systemeigenem selbstprogrammierbarem Flash auf einem monolithischen Chip ist der Atmel ATmega128 ein leistungsstarker Mikrocontroller, der eine äußerst flexible und kostengünstige Lösung für viele eingebettete Steuerungsanwendungen bietet.

Der ATmega128 AVR wird mit einer vollständigen Suite von Programm- und Systementwicklungstools unterstützt, darunter: C-Compiler, Makro-Assembler, Programm-Debugger/Simulatoren, In-Circuit-Emulatoren und Evaluierungskits.