Microchip Technology AVR? EA系列微控制器 (MCU) 采用帶硬件乘法器的AVR? CPU，時鐘運行速度高達20MHz。這些微控制器帶有64KB閃存、6KB SRAM和512字節EEPROM。該微控制器采用28、32和48引腳封裝。AVR EA系列采用Microchip的現有技術，具有靈活的低功耗架構，包括Event System、智能模擬功能和高級數字外設。

數據手冊：*附件：Microchip Technology AVR? EA系列微控制器 (MCU)數據手冊.pdf

Microchip Technology AVR EA MCU具有高速集成模擬、基于硬件的內核獨立外設 (CIP) 和低功耗性能，可實現高效實時控制、傳感器節點和二次安全監控應用。為了提高設計靈活性并優化用戶的電路板布局，這些器件為 16KB至64KB閃存器件，采用SPDIP、SSOP、TQFP和VQFN封裝，引腳范圍為28至48。這些AVR EA MCU非常適合用于各種工業、消費類、家電、汽車、傳感器節點和其他應用。AVR EA系列微控制器 (MCU) 非常適合用于閉環控制系統設計和二次監控設備（出于安全原因）。

特性

• AVR CPU
  • 運行頻率高達20MHz
  • 單周期I/O寄存器訪問
  • 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
  • 64KB系統內可編程閃存，具有真正的同時讀寫操作
  • 6KB SRAM
  • 512B EEPROM
  • 非易失性存儲器中的64B用戶行，可在芯片擦除期間保留數據，并在器件鎖定時進行編程
  • 寫入/擦除周期
    • 閃存周期：10,000次
    • EEPROM周期：100,000次
  • 數據保持期：40年（+55°C）
• 系統
  • 上電復位 (POR) 電路
  • 掉電檢測器 (BOD)，具有用戶可編程電平
  • 電壓電平監控器 (VLM)，可在高于BOD電平的可編程電平上中斷
  • 時鐘故障檢測 (CFD)
  • 時鐘選項
    • 可選頻率高達20MHz（OSCHF）的高精度內部振蕩器
      • 自動調諧，提高內部振蕩器精度
    • 內部超低功耗32.768kHz振蕩器 (OSC32K)
    • 外部32.768kHz晶體振蕩器 (XOSC32K)
    • 外部時鐘輸入
    • 外部高頻晶體振蕩器，具有時鐘故障檢測 (XOSCHF) 功能
  • 單引腳統一編程和調試接口 (UPDI)
  • 三種睡眠模式
    • 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，數據完整保留
• 外設
  • 兩個16位A型計時器/計數器 (TCA)，具有三個比較通道，用于脈沖寬度調制 (PWM) 和波形生成
  • 四個16位B型計時器/計數器 (TCB)，具有輸入捕獲和信號測量功能
  • 一個16位實時計數器 (RTC)，從外部晶體或內部RC振蕩器運行
  • 三個USART，具有分數波特率發生器、自動波特率和幀起始檢測功能
  • 一個主機/客戶端串行外設接口 (SPI)
  • 一個雙地址匹配的雙線接口（TWI）
    • 獨立主機和客戶端操作（雙模）
    • 兼容Philips I^2^C
    • 標準模式（Sm，100kHz）
    • 快速模式（Fm，400kHz）
    • 快速模式+（Fm+，1MHz）
  • 用于獨立于CPU、可預見的外設間信號傳輸的Event System
  • 可配置自定義邏輯 (CCL)，具有多達四個可編程查找表 (LUT)
  • 一個12位、375ksps差分模數轉換器（ADC）
    • 包括一個可編程增益放大器 (PGA)，輸入信號上的增益為1倍至16倍
  • 一個10位數模轉換器 (DAC)
  • 兩個模擬比較器 (AC)，具有窗口比較功能
  • 多電壓基準（VREF）
    • 1.024V
    • 2.048V
    • 2.500V
    • 4.096V
    • VREFA
    • VDD
  • 自動循環冗余校驗 (CRC) 閃存程序內存掃描
  • 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
• I/O和封裝
  • 24至42個可編程I/O引腳
  • 28引腳VQFN 4x4、SPDIP和SSOP– 32引腳VQFN 5x5和TQFP 7x7
  • 48引腳VQFN 6x6和TQFP 7x7
• 溫度范圍
  • 工業：-40°C至+85°C環境溫度范圍
  • 擴展：-40°C至+125°C環境溫度范圍

框圖

Microchip AVR64EA28/32/48微控制器：高性能與低功耗的完美融合

引言

Microchip Technology 推出的 AVR? EA系列微控制器 ，以其高性能、低功耗和豐富的外設集成，成為工業控制、物聯網設備和消費電子等應用的理想選擇。本文以AVR64EA28/32/48為例，深入解析其架構、內存配置、電源管理、時鐘系統及關鍵外設功能。

核心特性概覽

• 高性能AVR CPU ：
  • 最高運行頻率 20 MHz
  • 單周期I/O訪問
  • 兩級中斷控制器
  • 雙周期硬件乘法器
• 存儲器配置 ：
  • 64 KB Flash （支持讀寫同步）
  • 6 KB SRAM
  • 512 B EEPROM
  • 64 B用戶行（USERROW） ，支持芯片擦除時數據保留
• 工作電壓范圍 ： 1.8V ~ 5.5V ，適用于多種電源環境

系統架構與電源管理

時鐘系統（CLKCTRL）

AVR64EA支持多種時鐘源，包括：

• 內部高頻振蕩器（OSCHF，最高20 MHz）
• 內部32.768 kHz超低功耗振蕩器（OSC32K）
• 外部高頻晶體（XOSCHF）
• 外部32.768 kHz晶體（XOSC32K）
• 外部時鐘輸入（EXTCLK）

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，確保系統可靠性。

睡眠模式（SLPCTRL）

支持三種低功耗模式：

• Idle模式 ：CPU停止，外設運行
• Standby模式 ：高頻時鐘停止，部分外設可配置運行
• Power-Down模式 ：最低功耗，僅部分異步外設運行

復位系統（RSTCTRL）

支持多種復位源：

• 上電復位（POR）
• 欠壓檢測復位（BOD）
• 外部復位（RESET引腳）
• 看門狗復位（WDT）
• 軟件復位（SWRST）
• UPDI復位

豐富的外設集成

定時器系統

• 2個16位TCA定時器 ，支持PWM和波形生成
• 4個16位TCB定時器 ，支持輸入捕獲和事件觸發

通信接口

• 3個USART ，支持分數波特率生成和自動波特率檢測
• 1個SPI （主機/客戶端模式）
• 1個TWI（I2C） ，支持雙地址匹配和獨立主機/客戶端操作

模擬系統

• 12位差分ADC ，最高375 kbps，支持PGA（1x~16x增益）
• 10位DAC
• 2個模擬比較器（AC） ，支持窗口比較功能
• 多路電壓參考（VREF）

事件系統（EVSYS）與可配置自定義邏輯（CCL）

• 事件系統實現外設間無CPU干預的信號傳遞
• CCL支持4個可編程查找表（LUT），實現硬件邏輯功能

存儲器保護與安全性

• 支持 Flash分區保護 （BOOT/APPCODE/APPDATA）
• 用戶行（USERROW） 可在芯片鎖定時通過UPDI寫入
• CRC內存掃描確保程序完整性

硬件設計指南

電源與接地

• 每個VDD/GND引腳對必須就近布置去耦電容
• 所有VDD引腳必須連接相同電壓

復位與調試

• RESET引腳內置上拉電阻，通常無需外接
• UPDI接口支持編程與片上調試，推薦使用4引腳或6引腳連接器

外部晶體連接

• 高頻與32.768 kHz晶體應盡量靠近MCU放置
• 建議在晶體周圍布置接地銅區域以減少干擾

開發支持

• 支持單線UPDI接口進行編程與調試
• 提供完整的C語言頭文件與寄存器定義
• 兼容Microchip開發工具（如Atmel-ICE、PICKit? 4）