AVR64EA微控制器:高性能与灵活性的完美结合

描述

Microchip Technology AVR64EA28/32/48 AVR® EA微控制器为AVR CPU配备了以高达20MHz的时钟速度运行的硬件乘法器。AVR EA系列具有灵活且低功耗的架构,包括事件系统、精确的模拟子系统和先进的数字外设。该MCU具有64KB闪存、6KB SRAM和512B EEPROM。Microchip AVR64EA28/32/48 AVR EA MCU采用28、32和48引脚封装。

数据手册:*附件:Microchip Technology AVR64EA28,32,48 AVR® EA微控制器数据手册.pdf

特性

  • AVR® CPU
    • 运行频率高达20MHz
    • 单周期I/O寄存器访问
    • 两级中断控制器
    • 双周期硬件乘法器
    • 电源电压范围:1.8V至5.5V
  • 存储器
    • 64KB系统内可编程闪存,具有真正的同时读写操作
    • 6KB SRAM
    • 512 EEPROM
    • 非易失性存储器中的64B用户行,可在芯片擦除期间保留数据,并在器件锁定时进行编程
    • 写入/擦除周期
      • 闪存写入/擦除周期:10,000次
      • EEPROM写入/擦除周期:100,000次
    • 数据保持期:40年(+55°C时)
  • 系统
    • 上电复位 (POR) 电路
    • 掉电检测器 (BOD),具有用户可编程电平
    • 电压电平监控器 (VLM),可在高于BOD电平的可编程电平上中断
    • 时钟故障检测 (CFD)
    • 时钟选项
      • 高精度内部高频振荡器,可选频率高达24MHz (OSCHF),具有自动调谐功能,可提高内部振荡器精度
      • 内部超低功耗32.768kHz振荡器 (OSC32K)
      • 外部32.768kHz晶体振荡器 (XOSC32K)
      • 外部时钟输入
      • 外部高频晶体振荡器,具有时钟故障检测 (XOSCHF) 功能
    • 单引脚统一编程和调试接口 (UPDI)
    • 3种睡眠模式
      • 空闲,所有外围设备运行,可即时唤醒
      • 待机,选定外设可配置运行
      • 掉电,数据完整保留
  • 温度范围
    • 工业环境温度范围:-40°C至+85°C
    • 扩展环境温度范围:-40°C至+125°C
  • 外设
    • 2x 16位A型计时器/计数器 (TCA),具有3个比较通道,用于脉冲宽度调制 (PWM) 和波形生成
    • 4个16位B型计时器/计数器 (TCB),具有输入捕获和信号测量功能
    • 1个16位实时计数器 (RTC),从外部晶体或内部RC振荡器运行
    • 3个USART,具有分数波特率发生器、自动波特率和帧起始检测功能
    • 1个主机/客户端串行外设接口 (SPI)
    • 1个双线接口 (TWI),具有双地址匹配
      • 主机和客户端独立运行(双模式)
      • 兼容Philips I^2^C
      • 标准模式(Sm,100kHz)
      • 快速模式(Fm,400kHz)
      • 快速模式+(Fm+,1MHz)
    • 用于独立于CPU、可预见的外设间信号传输的Event System
    • 可配置自定义逻辑 (CCL),多达4个可编程查找表 (LUT)
    • 1个12位375ksps差分模数转换器 (ADC),包括一个可编程增益放大器 (PGA),输入信号上的增益为1倍至16倍
    • 1个10位数模转换器(DAC)
    • 2个模拟比较器 (AC),具有窗口比较功能
    • 多个电压基准 (VREF)
      • 1.024V
      • 2.048V
      • 2.500V
      • 4.096V
      • VREFA
      • VDD
    • 自动循环冗余校验 (CRC) 闪存程序内存扫描
    • 看门狗定时器 (WDT),带窗口模式和单独的片上振荡器
    • 所有通用引脚上外部中断
  • I/O和封装
    • 24个至42个可编程I/O引脚
    • 28引脚VQFN 4mm x 4mm、SPDIP和SSOP封装
    • 32引脚VQFN 5mmx5mm和TQFP 7mmx7mm
    • 48引脚VQFN 6mm x 6mm和TQFP 7mm x 7mm

AVR® EA系列概述

微控制器

方框图

微控制器

微控制器

AVR64EA微控制器:高性能与灵活性的完美结合

Microchip Technology的AVR64EA28/32/48微控制器是AVR® EA家族的重要成员,基于先进的AVR® CPU架构,集成了丰富的功能模块和灵活的配置选项。本文将详细介绍这款微控制器的关键特性和应用优势。

一、核心架构与性能

AVR64EA系列采用8位AVR RISC CPU核心,具有以下显著特点:

  • 135条指令‌的高效指令集
  • 硬件乘法器‌支持快速数学运算
  • 最高20MHz时钟频率‌,提供强大处理能力
  • 单周期I/O寄存器访问‌,提高外设控制效率
  • 两级中断控制器‌,实现灵活的中断管理
  • 1.8-5.5V宽电压工作范围‌,适应不同应用场景

二、存储系统

AVR64EA提供丰富的存储资源:

  • 64KB Flash存储器‌:支持读-写同时操作(RWW)和不可读-写同时操作(NRWW)区域
  • 6KB SRAM‌:用于数据存储和程序堆栈
  • 512B EEPROM‌:保持关键数据
  • 64B用户行(User Row) ‌:芯片擦除时保留数据

存储系统采用分段保护机制,可划分为:

  • Boot加载程序区(BOOT)
  • 应用程序代码区(APPCODE)
  • 应用程序数据区(APPDATA)

三、丰富的外设接口

AVR64EA集成了多种外设模块,满足复杂应用需求:

定时器系统

  • 两个16位TCA定时器‌:每个带3个比较通道,支持PWM和波形生成
  • 四个16位TCB定时器‌:支持输入捕获功能
  • 实时计数器(RTC) ‌:可外接32.768kHz晶体或使用内部振荡器

通信接口

  • 三个USART‌:带分数波特率生成器、自动波特率和帧起始检测
  • SPI主机/客户端接口
  • TWI/I2C接口‌:支持标准模式(100kHz)、快速模式(400kHz)和快速模式+(1MHz)

模拟功能

  • 12位差分ADC‌:375ksps采样率,带可编程增益放大器(PGA)
  • 10位DAC‌:提供精确模拟输出
  • 两个模拟比较器(AC) ‌:带窗口比较功能

四、高级系统特性

AVR64EA提供了多项增强系统可靠性和灵活性的功能:

事件系统(EVSYS)

  • 6个并行事件通道
  • 支持外设间直接信号传输
  • 在活动模式、空闲模式和待机模式下工作

可配置自定义逻辑(CCL)

  • 最多4个可编程查找表(LUT)
  • 实现简单逻辑功能,减少CPU干预

电源管理

  • 三种睡眠模式:空闲、待机和掉电
  • 独立外设时钟门控,优化功耗
  • 电压等级监控(VLM)功能

五、开发与调试支持

AVR64EA提供全面的开发支持:

  • 单线UPDI接口‌:用于编程和调试
  • 片上调试(OCD) ‌功能
  • 时钟故障检测(CFD) ‌:确保系统可靠性
  • CRC内存扫描‌:验证程序完整性

六、封装选项

AVR64EA提供多种封装选择,适应不同应用场景:

  • 28引脚:SPDIP、SSOP和VQFN
  • 32引脚:VQFN和TQFP
  • 48引脚:VQFN和TQFP

应用领域

凭借其高性能和丰富外设,AVR64EA微控制器非常适合以下应用:

  • 工业控制系统
  • 消费电子产品
  • 物联网设备
  • 电机控制
  • 传感器接口
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