Microchip Technology AVR32/16DD14/20微控制器 (MCU) 采用帶硬件乘法器的AVR^?^ CPU，運(yùn)行時(shí)鐘速度高達(dá)24MHz，具有高達(dá)32KB閃存、高達(dá)4KB SRAM和256字節(jié)EEPROM。該MCU采用靈活的低功耗架構(gòu)，包括事件系統(tǒng)、智能模擬功能和高級(jí)數(shù)字外設(shè)。該微控制器采用14引腳或20引腳封裝。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology AVR32，16DD14，20微控制器 (MCU)數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• AVR? CPU
  • 運(yùn)行頻率高達(dá)24MHz
  • 單周期I/O訪問
  • 兩級(jí)中斷控制器
  • 雙周期硬件乘法器
  • 電源電壓范圍：1.8V至5.5V
• 存儲(chǔ)器
  • 高達(dá)32KB系統(tǒng)內(nèi)自編程閃存
  • 256B EEPROM
  • 高達(dá)4KB SRAM
  • 非易失性存儲(chǔ)器中的32B用戶行，可在芯片擦除期間保留數(shù)據(jù)，并在器件鎖定時(shí)進(jìn)行編程
  • 寫入/擦除周期
    • 閃存周期：1000次
    • EEPROM寫入/擦除周期：100,000次
  • 數(shù)據(jù)保持期：40年（+55°C時(shí)）
• 系統(tǒng)
  • 上電復(fù)位 (POR) 電路
  • 欠壓檢測(cè)器 (BOD)
  • 時(shí)鐘選項(xiàng)
    • 高精度內(nèi)部高頻振蕩器，可選頻率高達(dá)24MHz (OSCHF)，具有自動(dòng)調(diào)諧功能，可提高內(nèi)部振蕩器精度
    • 內(nèi)部PLL高達(dá)48MHz，用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器D型 (PLL) 高頻運(yùn)行
    • 32.768kHz超低功耗內(nèi)部振蕩器 (OSC32K)
    • 32.768kHz外部晶體振蕩器 (XOSC32K)
    • 外部時(shí)鐘輸入
    • 外部高頻晶體振蕩器 (XOSFF)，具有時(shí)鐘故障檢測(cè)功能
  • 單引腳統(tǒng)一編程和調(diào)試接口 (UPDI)
  • 3種睡眠模式
    • 空閑，所有外圍設(shè)備運(yùn)行，可即時(shí)喚醒
    • 待機(jī)，選定外設(shè)可配置運(yùn)行
    • 掉電，數(shù)據(jù)完整保留
  • 自動(dòng)循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC) 閃存掃描
  • 看門狗定時(shí)器 (WDT)，帶窗口模式和單獨(dú)的片上振蕩器
  • 所有通用引腳上外部中斷
• 外設(shè)
  • 1個(gè)16位A型定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 (TCA) ，具有3個(gè)比較通道，用于脈沖寬度調(diào)制 (PWM)和波形生成
  • 2個(gè)16位B型定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 (TCB)，具有輸入捕獲和信號(hào)測(cè)量功能
  • 1個(gè)12位D型PWM 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 (TCD)，優(yōu)化用于電源控制
  • 1個(gè)16位實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器 (RTC)，從外部晶體或內(nèi)部RC振蕩器運(yùn)行
  • 2個(gè)USART
    • 工作模式：RS-485、LIN客戶端、主SPI和IrDA
    • 分?jǐn)?shù)波特率發(fā)生器、自動(dòng)波特率和幀起始檢測(cè)功能
  • 1個(gè)SPI，具有主機(jī)/客戶端工作模式
  • 1個(gè)雙線接口 (TWI)，具有雙地址匹配
    • 主機(jī)/客戶端同步操作（雙模式）
    • 兼容Philips I^2^C
    • 標(biāo)準(zhǔn)模式（Sm，100kHz）
    • 快速模式（Fm，400kHz）
    • 快速模式+（Fm+、1MHz）、I^2^C Fm+僅支持2.7V及以上電壓
  • 用于獨(dú)立于CPU、可預(yù)見的外設(shè)間信號(hào)傳輸?shù)腅vent System
  • 可配置自定義邏輯 (CCL) ，帶四個(gè)可編程查找表 (LUT)
  • 1個(gè)12位差分130ksps模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)
  • 1個(gè)10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)
  • 1個(gè)模擬比較器 (AC)
  • 1個(gè)零交叉檢測(cè)器 (ZCD)
  • 內(nèi)部1.024V、2.048V、2.500V和4.096V電壓基準(zhǔn)以及外部基準(zhǔn)選項(xiàng) (VREF)
• I/O和封裝
  • I/O端口C上多電壓I/O (MVIO)
  • 可選輸入電壓閾值
  • 多達(dá)17/16個(gè)可編程輸入/輸出引腳
  • 20引腳VQFN、3mm x 3mm
  • 20引腳SOIC封裝
  • 14引腳SOIC封裝
• 溫度范圍
  • 工業(yè)溫度范圍：-40°C至+85°C
  • 擴(kuò)展溫度：-40°C至+125°C

框圖

AVR? CPU架構(gòu)

Microchip AVR? DD系列微控制器：高性能與低功耗的完美融合

引言

Microchip Technology推出的 AVR? DD系列微控制器 ，以其高性能、低功耗和豐富的外設(shè)集成，成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理想選擇。本文以AVR32/16DD14/20為例，深入探討其架構(gòu)特性、內(nèi)存結(jié)構(gòu)、電源管理、時(shí)鐘系統(tǒng)及關(guān)鍵外設(shè)功能，幫助開發(fā)者更好地理解并應(yīng)用該系列MCU。

核心特性概覽

• AVR? CPU ：支持最高24 MHz運(yùn)行頻率，配備硬件乘法器，單周期I/O訪問。
• 存儲(chǔ)器 ：最大32 KB Flash、4 KB SRAM、256 B EEPROM，支持在系統(tǒng)自編程。
• 電源管理 ：工作電壓范圍1.8V至5.5V，支持多種低功耗睡眠模式。
• 外設(shè)集成 ：包括多路定時(shí)器、USART、SPI、TWI、ADC、DAC、模擬比較器、零交叉檢測(cè)器等。
• 封裝選項(xiàng) ：14引腳和20引腳SOIC、20引腳VQFN封裝。

內(nèi)存架構(gòu)與保護(hù)機(jī)制

AVR DD系列采用統(tǒng)一內(nèi)存地址空間，支持靈活的存儲(chǔ)器分區(qū)：

• Flash分區(qū) ：可分為Boot、Application Code和Application Data三段，支持寫保護(hù)和代碼安全。
• EEPROM ：256字節(jié)非易失存儲(chǔ)，支持單字節(jié)擦寫。
• 用戶行（USERROW） ：32字節(jié)，可在芯片擦除時(shí)保留數(shù)據(jù)，支持UPDI寫入。
• 簽名行（SIGROW） ：包含設(shè)備ID、序列號(hào)和校準(zhǔn)值，僅供讀取。

此外，設(shè)備支持 鎖定機(jī)制 ，防止通過UPDI非法讀取Flash、SRAM和EEPROM內(nèi)容，增強(qiáng)代碼安全性。

電源管理與睡眠模式

AVR DD系列提供三種睡眠模式，適應(yīng)不同功耗需求：

1. Idle模式 ：CPU停止，所有外設(shè)運(yùn)行，喚醒時(shí)間最短。
2. Standby模式 ：高頻時(shí)鐘停止，部分外設(shè)可配置為繼續(xù)運(yùn)行。
3. Power-Down模式 ：所有高頻時(shí)鐘停止，功耗最低，僅部分異步外設(shè)可喚醒。

通過 SLPCTRL控制器 ，開發(fā)者可靈活配置睡眠模式與電壓調(diào)節(jié)器行為，實(shí)現(xiàn)功耗與性能的最佳平衡。

時(shí)鐘系統(tǒng)與可靠性

CLKCTRL模塊支持多種時(shí)鐘源，包括：

• 內(nèi)部高頻振蕩器（OSCHF，最高24 MHz）
• 內(nèi)部32.768 kHz超低功耗振蕩器（OSC32K）
• 外部晶體振蕩器（XOSCHF、XOSC32K）
• 外部時(shí)鐘輸入（EXTCLK）
• 鎖相環(huán)（PLL，最高48 MHz）

此外，時(shí)鐘故障檢測(cè)（CFD） 功能可在外部時(shí)鐘失效時(shí)自動(dòng)切換至內(nèi)部時(shí)鐘，確保系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

豐富的外設(shè)集成

AVR32/16DD14/20提供了豐富的外設(shè)資源：

• 定時(shí)器 ：TCA（16位）、TCB（16位）、TCD（12位 PWM優(yōu)化）
• 通信接口 ：2×USART、1×SPI、1×TWI（支持雙模式）
• 模擬外設(shè) ：12位差分ADC、10位DAC、模擬比較器、零交叉檢測(cè)器
• 事件系統(tǒng)（EVSYS） ：實(shí)現(xiàn)外設(shè)間無CPU干預(yù)的信號(hào)傳遞
• 可配置自定義邏輯（CCL） ：4個(gè)可編程查找表，支持硬件邏輯實(shí)現(xiàn)

開發(fā)與調(diào)試支持

AVR DD系列支持 UPDI（統(tǒng)一編程與調(diào)試接口） ，僅需單線即可實(shí)現(xiàn)編程和在線調(diào)試。此外，設(shè)備支持多種復(fù)位源（POR、BOD、WDT、外部復(fù)位等），并通過RSTCTRL模塊提供復(fù)位源識(shí)別功能。