介绍一下AVR芯片的封装及电路控制系统设计

ATmel 挪威设计中心的A先生与V先生，于97年设计出一款使用RISC指令集的8位单片机，起名为AVR。高可靠性、功能强、高速度、低功耗和低价位, 一直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场、赖以生存的必要条件。早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因，所以采取稳妥方案：即采用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。以后的CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改观(51以及51兼容)。此间虽有某些精简指令集单片机(RISC)问世,但依然沿袭对时钟分频的作法。AVR单片机的推出，彻底打破这种旧设计格局，废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法;采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此)，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃，是以高可靠性为其后盾的。

AVR 芯片型号的解释， 以 ATmega48V-10AI 为例：

ATmega48 代表产品.

V 代表低/宽电压版本。新出的AVR(M48/88/168,Tiny13/2313……)产品系列来说, -V 是1.8-5.5V 工作范围。 不带”V”是2.7-5.5V 工作范围 。 老的系列以L表示, 2.7-5.5V 工作范围 ， 不带”L”是4.5-5.5V 工作范围 。

-10, 表示最高工作频率, 10MHz

A, 表示封装 。AVR芯片有四种封装： (如果你不熟悉封装，请参考我们为你准备的资料： AVR封装图例)

AVR基本硬件电路的设计与分析

基本的AVR硬件线路，包括几部分： 复位线路,晶振线路, AD转换滤波线路 , ISP下载接口 ,JTAG仿真接口,电源电路。

下面以本网站推荐的AVR入门芯片 ATmega16L-8AI 分析上述基本线路。(-8AI表示8M频率的TQFP贴片封装，工业级，更详细的型号含义资料，请参考：AVR芯片入门知识)

Mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接拉一只10K的电阻到VCC即可(R0)。

为了可靠，再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除干扰、杂波。

D3(1N4148)的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在Vcc+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将R0(10K)电阻短路，让C0快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。

当AVR在工作时，按下S0开关时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。

重要说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，复位脚可以不接任何的零件，AVR芯片也能稳定工作。即这部分不需要任何的外围零件。

Mega16已经内置RC振荡线路，可以产生1M、2M、4M、8M的振荡频率。不过，内置的毕竟是RC振荡，在一些要求较高的场合，比如要与RS232通信需要比较精确的波特率时，建议使用外部的晶振线路。

早期的90S系列，晶振两端均需要接22pF左右的电容。Mega系列实际使用时，这两只小电容不接也能正常工作。不过为了线路的规范化，我们仍建议接上。

重要说明：实际应用时，如果你不需要太高精度的频率，可以使用内部RC振荡。即这部分不需要任何的外围零件。

为减小AD转换的电源干扰，Mega16芯片有独立的AD电源供电。官方文档推荐在VCC串上一只10uH的电感(L1)，然后接一只0.1uF的电容到地(C3)。

Mega16内带2.56V标准参考电压。也可以从外面输入参考电压，比如在外面使用TL431基准电压源。不过一般的应用使用内部自带的参考电压已经足够。习惯上在AREF脚接一只0.1uF的电容到地(C4)。

重要说明：实际应用时，如果你想简化线路，可以将AVCC直接接到VCC，AREF悬空。即这部分不需要任何的外围零件。

AVR前几年已经显示了进军中国市场的决心。几乎所有的AVR主流芯片，都已经有了官方正规翻译的中文 DataSheet(数据手册)。我们网站整理了国内最完整的中文datasheet供大家下载学习：点击打开AVR单片机中文数据手册下载界面。虽然我们网站也收录了双龙翻译的一些旧芯片资料，但建议大家不要使用，错误较多，并且严重的偷工减料。官方翻译的中文手册比较严谨，但仍可能存在一些小缺陷。有需要时，请参考英文版本：点击打开AVR英文数据手册下载界面。