ATmega32 8位微控制器概述及内存结构

众所周知，AVR微控制器基于先进的RISC架构。ATmega32是一款基于AVR增强型RISC架构的低功耗CMOS 8位微控制器。如果循环频率为1MHz，AVR每秒可以执行100万条指令。

ATmega32 AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，而且所有的寄存器都直接与算逻单元相连。这种结构有效提升运行效率，比普通的CISC微控制器最高可至10倍的数据吞吐率。其40 Pin DIP设计如下图所示：

主要特征

32x8通用工作寄存器

32K字节的系统自编程闪存程序存储器

2K字节的内部SRAM

1024字节EEPROM

提供40针DIP、44引脚QTFP、44焊盘QFN/MLF封装

32条可编程I/O线

8 通道、10位ADC

两个具有独立预分频器和比较模式的8位定时器/计数器

一个16位定时器/计数器，具有独立的预分频器、比较模式和捕捉模式

4个PWM通道

通过片上引导程序进行系统编程

带有独立片上振荡器的可编程看门狗定时器

可编程串行USART

主/从SPI串行接口

特殊特性

六种睡眠模式：空闲、ADC降噪、省电、掉电、待机和延长待机

内部校准RC振荡器

外部和内部中断源

上电复位和可编程欠压检测

所有32个寄存器都直接连接到算术逻辑单元 (ALU)，允许在一个时钟周期内执行的一条指令中访问两个独立的寄存器。

掉电保存功能，所有其他芯片功能将被禁用，直到出现下一个外部中断。异步定时器允许用户在设备的其余部分处于休眠状态时在节电模式下维护一个定时器。

ADC降噪模式停止CPU和除ADC和异步定时器外的所有I/O模块。在待机模式下，除晶体振荡器外，其余设备处于休眠状态。主振荡器和异步定时器继续在扩展待机模式下运行。

引脚配置

ATmega32是一款功能强大的微控制器，因为它在单片芯片上具有系统自编程闪存，为许多嵌入式控制应用提供了高度灵活且具有成本效益的解决方案，其硬件配置如下图所示：

引脚说明：

VCC：数字电压源

GND：接地

端口A (PA7-PA0)：此端口用作A/D转换器的模拟输入。如果不使用A/D转换器，它还可用作8位双向I/O端口。

PortB (PB7-PB0) 、 Port D (PD7-PD0): 8位双向I/O口。其输出缓冲器具有对称驱动特性，具有高灌电流和拉电流能力。作为输入，如果上拉电阻被激活，它们会被拉得很低。它还提供ATmega32的各种特殊功能特性。

端口C(PC7-PC0)： 8位双向I/O端口。如果JTAG接口启用，引脚PC5 (TDI)、PC3 (TMS) 和PC2 (TCK) 上的上拉电阻将被激活。

重置： 这是一个输入引脚。

XTAL1：它是反相振荡放大器的输入，也是内部时钟操作电路的输入。

XTAL2：它是反相振荡器放大器的输出。

AVCC：端口A和A/D转换器的电源电压引脚，它应该连接到VCC。

AREF： AREF是A/D转换器的模拟参考引脚。

ATmega32内存结构

ATmega32有两个主存储空间，即数据存储器和程序存储空间。此外，它还具有用于数据存储的EEPROM存储器。

Flash程序存储空间

ATmega32包含32K字节的片上系统可重新编程闪存，用于程序存储。Flash组织为16kX16，其内存分为引导程序部分和应用程序部分两部分。

SRAM数据存储器

寄存器文件、I/O存储器和内部数据SRAM由较低的2144个数据存储器位置寻址。前96个位置寻址寄存器文件和I/O存储器，内部数据SRAM由接下来的2048个位置寻址。直接、带位移的间接、间接、带前减量间接和带后减量间接是数据存储器覆盖的5种不同的寻址模式。使用这些寻址模式可以访问32个通用寄存器、64个 I/O寄存器和2048字节的内部数据SRAM。

EEPROM数据存储器

EEPROM包含1024字节的数据EEPROM存储器。它可以作为单独的数据空间进行访问，可以在其中读取和写入单个字节。

输入/输出(I/O)内存

所有I/O和外围设备都放置在I/O空间中。I/O位置由IN和OUT指令访问，在32个通用寄存器和I/O空间之间传输数据。使用SBI和CBI指令可直接对地址为00-1F的 I/O寄存器进行位访问。

总结

ATmega32是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的，片内ISP Flash允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR内核之中的引导程 序进行编程。

此外，ATmega32还具有一整套的编程与系统开发工具，包括C语言编译器、宏汇编、 程序调试器、软件仿真器及评估板。可以说，它是一款基于增强AVRRISC结构的热门低功耗8位CMOS微控制器。