Microcontrollore a 8 bit con flash programmabile nel sistema da 128 K byte ATMEGA128-16AU

Microcontrollore a 8 bit con flash programmabile nel sistema da 128 K byte

ATmega128

ATmega128L

Caratteristiche

• Microcontrollore AVR® a 8 bit ad alte prestazioni e basso consumo

• Architettura RISC avanzata

– 133 istruzioni potenti – Esecuzione della maggior parte dei cicli di clock singoli

– 32 x 8 registri di lavoro per uso generico + registri di controllo periferici

– Funzionamento completamente statico

– Throughput fino a 16 MIPS a 16 MHz

– Moltiplicatore a 2 cicli su chip

• Programmi non volatili e memorie dati

– 128K byte di resistenza flash riprogrammabile nel sistema: 10.000 cicli di scrittura/cancellazione

– Sezione del codice di avvio opzionale con bit di blocco indipendenti

Programmazione nel sistema tramite programma di avvio su chip

Vera operazione di lettura durante la scrittura

– Resistenza EEPROM da 4K byte: 100.000 cicli di scrittura/cancellazione

– SRAM interna da 4K byte

– Fino a 64K byte di memoria esterna opzionale

– Blocco della programmazione per la sicurezza del software

– Interfaccia SPI per la programmazione nel sistema

• Interfaccia JTAG (conforme allo standard IEEE 1149.1).

– Funzionalità Boundary Scan secondo lo standard JTAG

– Ampio supporto per il debug on-chip

– Programmazione di Flash, EEPROM, Fusibili e Bit di blocco attraverso l'interfaccia JTAG

• Funzioni periferiche

– Due timer/contatori a 8 bit con prescaler separati e modalità di confronto

– Due timer/contatori espansi a 16 bit con prescaler separato, modalità di confronto e modalità di acquisizione

– Contatore in tempo reale con oscillatore separato

– Due canali PWM a 8 bit

– 6 Canali PWM con Risoluzione Programmabile da 2 a 16 Bit

– Output Confronta modulatore

– ADC a 8 canali e 10 bit

8 canali single-ended

7 canali differenziali

2 canali differenziali con guadagno programmabile a 1x, 10x o 200x

– Interfaccia seriale a due fili orientata al byte

– Due USART seriali programmabili

– Interfaccia seriale SPI Master/Slave

– Watchdog Timer programmabile con oscillatore su chip

– Comparatore analogico su chip

• Funzioni speciali del microcontrollore

– Ripristino all'accensione e rilevamento di interruzione programmabile

– Oscillatore RC calibrato interno

– Fonti di interrupt esterne e interne

– Sei modalità Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, Standby,

e Standby esteso

– Frequenza di clock selezionabile dal software

– Modalità di compatibilità ATmega103 selezionata da un fusibile

– Disabilitazione pull-up globale

• I/O e pacchetti

– 53 linee I/O programmabili

– TQFP a 64 derivazioni e QFN/MLF a 64 pad

• Tensioni operative

– 2.7 - 5.5V per ATmega128L

– 4,5 - 5,5V per ATmega128

• Gradi di velocità

– 0 - 8 MHz per ATmega128L

– 0 - 16 MHz per ATmega128

Configurazione dei pin Figura

1. Piedinatura ATmega128

Nota: la figura Pinout si applica a entrambi i pacchetti TQFP e MLF.Il pad inferiore sotto il pacchetto QFN/MLF deve essere saldato a terra.

Panoramica

L'ATmega128 è un microcontrollore CMOS a 8 bit a bassa potenza basato sull'architettura RISC potenziata AVR.Eseguendo potenti istruzioni in un singolo ciclo di clock, l'ATmega128 raggiunge throughput che si avvicinano a 1 MIPS per MHz, consentendo al progettista del sistema di ottimizzare il consumo energetico rispetto alla velocità di elaborazione.

Diagramma a blocchi

Figura 2. Diagramma a blocchi

Il nucleo AVR combina un ricco set di istruzioni con 32 registri di lavoro generici.Tutti i 32 registri sono direttamente collegati all'Arithmetic Logic Unit (ALU), consentendo l'accesso a due registri indipendenti in un'unica istruzione eseguita in un ciclo di clock.L'architettura risultante è più efficiente dal punto di vista del codice e raggiunge velocità fino a dieci volte superiori rispetto ai microcontrollori CISC convenzionali.

L'ATmega128 fornisce le seguenti caratteristiche: 128K byte di Flash programmabile nel sistema con capacità Read-While-Write, 4K byte EEPROM, 4K byte SRAM, 53 linee I/O per uso generico, 32 registri di lavoro per uso generico, contatore in tempo reale (RTC ), quattro timer/contatori flessibili con modalità di confronto e PWM, 2 USART, un'interfaccia seriale a due fili orientata ai byte, un ADC a 8 canali e 10 bit con stadio di ingresso differenziale opzionale con guadagno programmabile, timer watchdog programmabile con oscillatore interno, una porta seriale SPI, IEEE std.Interfaccia di test JTAG conforme a 1149.1, utilizzata anche per accedere al sistema di debug su chip e programmazione e sei modalità di risparmio energetico selezionabili dal software.La modalità Idle arresta la CPU mentre consente a SRAM, timer/contatori, porta SPI e sistema di interruzione di continuare a funzionare.La modalità Powerdown salva il contenuto del registro ma congela l'oscillatore, disabilitando tutte le altre funzioni del chip fino alla successiva interruzione o reset hardware.In modalità di risparmio energetico, il timer asincrono continua a funzionare, consentendo all'utente di mantenere una base di timer mentre il resto del dispositivo è inattivo.La modalità ADC Noise Reduction arresta la CPU e tutti i moduli I/O tranne Asynchronous Timer e ADC, per ridurre al minimo il rumore di commutazione durante le conversioni ADC.In modalità Standby, l'oscillatore Crystal/Resonator è in funzione mentre il resto del dispositivo è inattivo.Ciò consente un avviamento molto rapido combinato con un basso consumo energetico.In modalità Standby esteso, sia l'oscillatore principale che il timer asincrono continuano a funzionare.

Il dispositivo è prodotto utilizzando la tecnologia di memoria non volatile ad alta densità di Atmel.Il flash ISP su chip consente di riprogrammare la memoria del programma nel sistema tramite un'interfaccia seriale SPI, da un programmatore di memoria non volatile convenzionale o da un programma di avvio su chip in esecuzione sul core AVR.Il programma di avvio può utilizzare qualsiasi interfaccia per scaricare il programma applicativo nella memoria Flash dell'applicazione.Il software nella sezione Boot Flash continuerà a essere eseguito mentre la sezione Application Flash viene aggiornata, fornendo una vera operazione Read-While-Write.Combinando una CPU RISC a 8 bit con Flash autoprogrammabile nel sistema su un chip monolitico, Atmel ATmega128 è un potente microcontroller che fornisce una soluzione altamente flessibile ed economica per molte applicazioni di controllo integrate.

L'AVR ATmega128 è supportato da una suite completa di strumenti di sviluppo di programmi e sistemi, tra cui: compilatori C, assemblatori di macro, debugger/simulatori di programmi, emulatori in-circuit e kit di valutazione.