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

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

特性

• AVR? CPU
  • 運行頻率高達24MHz
  • 單周期I/O訪問
  • 兩級中斷控制器
  • 雙周期硬件乘法器
  • 電源電壓范圍：1.8V至5.5V
• 存儲器
  • 高達32KB系統(tǒng)內自編程閃存
  • 256B EEPROM
  • 高達4KB SRAM
  • 非易失性存儲器中的32B用戶行，可在芯片擦除期間保留數(shù)據(jù)，并在器件鎖定時進行編程
  • 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）
• 系統(tǒng)
  • 上電復位 (POR) 電路
  • 欠壓檢測器 (BOD)
  • 時鐘選項
    • 高精度內部高頻振蕩器，可選頻率高達24MHz (OSCHF)，具有自動調諧功能，可提高內部振蕩器精度
    • 內部PLL高達48MHz，用于定時器/計數(shù)器D型 (PLL) 高頻運行
    • 32.768kHz超低功耗內部振蕩器 (OSC32K)
    • 32.768kHz外部晶體振蕩器 (XOSC32K)
    • 外部時鐘輸入
    • 外部高頻晶體振蕩器 (XOSFF)，具有時鐘故障檢測功能
  • 單引腳統(tǒng)一編程和調試接口 (UPDI)
  • 3種睡眠模式
    • 空閑，所有外圍設備運行，可即時喚醒
    • 待機，選定外設可配置運行
    • 掉電，數(shù)據(jù)完整保留
  • 自動循環(huán)冗余校驗 (CRC) 閃存掃描
  • 看門狗定時器 (WDT)，帶窗口模式和單獨的片上振蕩器
  • 所有通用引腳上外部中斷
• 外設
  • 1個16位A型定時器/計數(shù)器 (TCA) ，具有3個比較通道，用于脈沖寬度調制 (PWM)和波形生成
  • 2個16位B型定時器/計數(shù)器 (TCB)，具有輸入捕獲和信號測量功能
  • 1個12位D型PWM 定時器/計數(shù)器 (TCD)，優(yōu)化用于電源控制
  • 1個16位實時計數(shù)器 (RTC)，從外部晶體或內部RC振蕩器運行
  • 2個USART
    • 工作模式：RS-485、LIN客戶端、主SPI和IrDA
    • 分數(shù)波特率發(fā)生器、自動波特率和幀起始檢測功能
  • 1個SPI，具有主機/客戶端工作模式
  • 1個雙線接口 (TWI)，具有雙地址匹配
    • 主機/客戶端同步操作（雙模式）
    • 兼容Philips I^2^C
    • 標準模式（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
  • 用于獨立于CPU、可預見的外設間信號傳輸?shù)腅vent System
  • 可配置自定義邏輯 (CCL) ，帶四個可編程查找表 (LUT)
  • 1個12位差分130ksps模數(shù)轉換器 (ADC)
  • 1個10位數(shù)模轉換器(DAC)
  • 1個模擬比較器 (AC)
  • 1個零交叉檢測器 (ZCD)
  • 內部1.024V、2.048V、2.500V和4.096V電壓基準以及外部基準選項 (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17/16個可編程輸入/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
  • 擴展溫度：-40°C至+125°C

框圖

AVR? CPU架構

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集成，成為嵌入式系統(tǒng)設計的理想選擇。本文以AVR32/16DD14/20為例，深入探討其架構特性、內存結構、電源管理、時鐘系統(tǒng)及關鍵外設功能，幫助開發(fā)者更好地理解并應用該系列MCU。

核心特性概覽

• AVR? CPU ：支持最高24 MHz運行頻率，配備硬件乘法器，單周期I/O訪問。
• 存儲器 ：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。
• 外設集成 ：包括多路定時器、USART、SPI、TWI、ADC、DAC、模擬比較器、零交叉檢測器等。
• 封裝選項 ：14引腳和20引腳SOIC、20引腳VQFN封裝。

內存架構與保護機制

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

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

此外，設備支持 鎖定機制 ，防止通過UPDI非法讀取Flash、SRAM和EEPROM內容，增強代碼安全性。

電源管理與睡眠模式

AVR DD系列提供三種睡眠模式，適應不同功耗需求：

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

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

時鐘系統(tǒng)與可靠性

CLKCTRL模塊支持多種時鐘源，包括：

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

此外，時鐘故障檢測（CFD） 功能可在外部時鐘失效時自動切換至內部時鐘，確保系統(tǒng)持續(xù)運行。

豐富的外設集成

AVR32/16DD14/20提供了豐富的外設資源：

• 定時器 ：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 ：12位差分ADC、10位DAC、模擬比較器、零交叉檢測器
• 事件系統(tǒng)（EVSYS） ：實現(xiàn)外設間無CPU干預的信號傳遞
• 可配置自定義邏輯（CCL） ：4個可編程查找表，支持硬件邏輯實現(xiàn)

開發(fā)與調試支持

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