Microchip Technology AVR® EA系列微控制器 (MCU) 采用带硬件乘法器的AVR® CPU，时钟运行速度高达20MHz。这些微控制器带有64KB闪存、6KB SRAM和512字节EEPROM。该微控制器采用28、32和48引脚封装。AVR EA系列采用Microchip的现有技术，具有灵活的低功耗架构，包括Event System、智能模拟功能和高级数字外设。

数据手册：*附件：Microchip Technology AVR® EA系列微控制器 (MCU)数据手册.pdf

Microchip Technology AVR EA MCU具有高速集成模拟、基于硬件的内核独立外设 (CIP) 和低功耗性能，可实现高效实时控制、传感器节点和二次安全监控应用。为了提高设计灵活性并优化用户的电路板布局，这些器件为 16KB至64KB闪存器件，采用SPDIP、SSOP、TQFP和VQFN封装，引脚范围为28至48。这些AVR EA MCU非常适合用于各种工业、消费类、家电、汽车、传感器节点和其他应用。AVR EA系列微控制器 (MCU) 非常适合用于闭环控制系统设计和二次监控设备（出于安全原因）。

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
  • 512B 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
    • 闪存周期：10,000次
    • EEPROM周期：100,000次
  • 数据保持期：40年（+55°C）
• 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
    • 可选频率高达20MHz（OSCHF）的高精度内部振荡器
      • 自动调谐，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)
  • 三种睡眠模式
    • 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
• 外设
  • 两个16位A型计时器/计数器 (TCA)，具有三个比较通道，用于脉冲宽度调制 (PWM) 和波形生成
  • 四个16位B型计时器/计数器 (TCB)，具有输入捕获和信号测量功能
  • 一个16位实时计数器 (RTC)，从外部晶体或内部RC振荡器运行
  • 三个USART，具有分数波特率发生器、自动波特率和帧起始检测功能
  • 一个主机/客户端串行外设接口 (SPI)
  • 一个双地址匹配的双线接口（TWI）
    • 独立主机和客户端操作（双模）
    • 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)，具有多达四个可编程查找表 (LUT)
  • 一个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
  • 一个10位数模转换器 (DAC)
  • 两个模拟比较器 (AC)，具有窗口比较功能
  • 多电压基准（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至42个可编程I/O引脚
  • 28引脚VQFN 4x4、SPDIP和SSOP– 32引脚VQFN 5x5和TQFP 7x7
  • 48引脚VQFN 6x6和TQFP 7x7
• 温度范围
  • 工业：-40°C至+85°C环境温度范围
  • 扩展：-40°C至+125°C环境温度范围

框图

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

引言

Microchip Technology 推出的 AVR® EA系列微控制器 ，以其高性能、低功耗和丰富的外设集成，成为工业控制、物联网设备和消费电子等应用的理想选择。本文以AVR64EA28/32/48为例，深入解析其架构、内存配置、电源管理、时钟系统及关键外设功能。

核心特性概览

• 高性能AVR CPU ：
  • 最高运行频率 20 MHz
  • 单周期I/O访问
  • 两级中断控制器
  • 双周期硬件乘法器
• 存储器配置 ：
  • 64 KB Flash （支持读写同步）
  • 6 KB SRAM
  • 512 B EEPROM
  • 64 B用户行（USERROW） ，支持芯片擦除时数据保留
• 工作电压范围 ： 1.8V ~ 5.5V ，适用于多种电源环境

系统架构与电源管理

时钟系统（CLKCTRL）

AVR64EA支持多种时钟源，包括：

• 内部高频振荡器（OSCHF，最高20 MHz）
• 内部32.768 kHz超低功耗振荡器（OSC32K）
• 外部高频晶体（XOSCHF）
• 外部32.768 kHz晶体（XOSC32K）
• 外部时钟输入（EXTCLK）

时钟故障检测（CFD） 功能可在外部时钟失效时自动切换至内部时钟，确保系统可靠性。

睡眠模式（SLPCTRL）

支持三种低功耗模式：

• Idle模式 ：CPU停止，外设运行
• Standby模式 ：高频时钟停止，部分外设可配置运行
• Power-Down模式 ：最低功耗，仅部分异步外设运行

复位系统（RSTCTRL）

支持多种复位源：

• 上电复位（POR）
• 欠压检测复位（BOD）
• 外部复位（RESET引脚）
• 看门狗复位（WDT）
• 软件复位（SWRST）
• UPDI复位

丰富的外设集成

定时器系统

• 2个16位TCA定时器 ，支持PWM和波形生成
• 4个16位TCB定时器 ，支持输入捕获和事件触发

通信接口

• 3个USART ，支持分数波特率生成和自动波特率检测
• 1个SPI （主机/客户端模式）
• 1个TWI（I²C） ，支持双地址匹配和独立主机/客户端操作

模拟系统

• 12位差分ADC ，最高375 kbps，支持PGA（1x~16x增益）
• 10位DAC
• 2个模拟比较器（AC） ，支持窗口比较功能
• 多路电压参考（VREF）

事件系统（EVSYS）与可配置自定义逻辑（CCL）

• 事件系统实现外设间无CPU干预的信号传递
• CCL支持4个可编程查找表（LUT），实现硬件逻辑功能

存储器保护与安全性

• 支持 Flash分区保护 （BOOT/APPCODE/APPDATA）
• 用户行（USERROW） 可在芯片锁定时通过UPDI写入
• CRC内存扫描确保程序完整性

硬件设计指南

电源与接地

• 每个VDD/GND引脚对必须就近布置去耦电容
• 所有VDD引脚必须连接相同电压

复位与调试

• RESET引脚内置上拉电阻，通常无需外接
• UPDI接口支持编程与片上调试，推荐使用4引脚或6引脚连接器

外部晶体连接

• 高频与32.768 kHz晶体应尽量靠近MCU放置
• 建议在晶体周围布置接地铜区域以减少干扰

开发支持

• 支持单线UPDI接口进行编程与调试
• 提供完整的C语言头文件与寄存器定义
• 兼容Microchip开发工具（如Atmel-ICE、PICKit™ 4）