Atmega8

在AVR家族中，ATmega8是一種非常特殊的單片機，它的晶元內部集成了較大 容量的存儲器和豐富強大的硬體介面電路，具備AVR高檔單片機MEGE系列的全部性能和特點。但由於採用了小引腳封裝（為DIP 28和TQFP/MLF32），所以其價格僅與低檔單片機相當，再加上AVR單片機的系統內可編程特性，使得無需購買昂貴的模擬器和編程器也可進行單片機 嵌入式系統的設計和開發，同時也為單片機的初學者提供了非常方便和簡捷的學習開發環境。

ATmega8的這些特點，使其成為一款具有極高性能價格比的單片機，深受廣大單片機用戶的喜愛，在產品應用市場上極具競爭力，被很多家用電器廠商和儀器儀錶行業看中，從而使ATmega8迅速進入大批量的應用領域。

ATmega系列單片機屬於AVR中的高檔產品，它承襲了AT90所具有的特點，並在AT90（如 AT9058515、AT9058535）的基礎上，增加了更多的介面功能，而且在省電性能、穩定性、抗干擾性以及靈活性方面考慮得更加周全和完善。

ATmega8 是一款採用低功耗CMOS工藝生產的基於AVR RISC結構的8位單片機。AVR單片機的核心是將32個工作寄存器和豐富的指令集聯結在一起，所有的工作寄存器都與ALU（算術邏輯單元）直接相連，實 現了在一個時鐘周期內執行的一條指令同時訪問（讀寫）兩個獨立寄存器的操作。這種結構提高了代碼效率，使得大部分指令的執行時間僅為一個時鐘周期。因此， ATmega8可以達到接近1MIPS/MHz的性能，運行速度比普通CISC單片機高出10倍。

內部特點：

·高性能、低功耗的8位AVR微處理器。

·先進的RISC 結構。

·130 條指令—— 大多數指令執行時間為單個時鐘周期。

·32個8 位通用工作寄存器。

·全靜態工作。

·工作於16 MHz 時性能高達16 MIPS。

·只需兩個時鐘周期的硬體乘法器。

·非易失性程序和數據存儲器。

·8K 位元組的系統內可編程Flash。

·擦寫壽命：10,000 次。

·具有獨立鎖定位的可選Boot代碼區。

·通過片上Boot 程序實現系統內編程。

·真正的同時讀寫操作。

·512位元組的EEPROM。

·1K位元組的片內SRAM。

·可以對鎖定位進行編程以實現用戶程序的加密。

外設特點：

·1個具有獨立振蕩器的非同步實時時鐘（RTC）。

·3個PWM通道，可實現任意<16位、相位和頻率可調的PWM脈寬調製輸出。

·8通道 A/D轉換（TQFP、MLF封裝），6路10位 A/D+2路8位A/D。

·6通道 A/D轉換（PDIP封裝），4路10位A/D+2路8位A/D。

·1個I2C的串列介面，支持主/從、收/發四種工作方式，支持自動匯流排仲裁。

·1個可編程的串列USART介面，支持同步、非同步以及多機通信自動地址識別。

·1個支持主/從（Master/Slave）、收/發的SPI同步串列介面。

·帶片內RC振蕩器的可編程看門狗定時器。

·片內模擬比較器。

特殊的處理器特點

·上電複位以及可編程的欠電壓檢測電路。

·內部集成了可選擇頻率（l/2/4/8MHZ）、可校準的RC振蕩器。

·外部和內部的中斷源18個。

·5種睡眠模式: 五種睡眠模式：空閑模式（Idle）、ADC雜訊抑制模式（ADC Noise Reduction）、省電模式（Power－save）、掉電模式（Power－down）、待命模式（Standby）。

I/O 和封裝

·最多23個可編程I/O口，可任意定義I/O的輸入/輸出方向；輸出時為推挽輸出，驅動能力強，可直接驅動LED等大電流負載：輸入口可定義為三態輸入，可以設定帶內部上拉電阻，省去外接上拉電阻。

·28腳PDIP封裝，32腳TQFP封裝和 32腳MLF封裝。

· 工作電壓

– 2.7 - 5.5V (ATmega8L)

– 4.5 - 5.5V (ATmega8)

· 速度等級

– 0 - 8 MHz (ATmega8L)

– 0 - 16 MHz (ATmega8)

· 4 Mhz 時功耗, 3V, 25°C

– 工作模式: 3.6 mA

– 空閑模式: 1.0 mA

– 掉電模式: 0.5 μA

特別注意：

ATMEGA8是不帶任何的模擬介面的，所以要對mega8模擬是需要接入模擬頭，或者採用mega88來做前期的開發，批量生產時可將程序移植到mega8，程序中的寄存器名稱需做修改。

4 ATmega8(L)

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AVR 內核具有豐富的指令集和32 個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元

(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結

構大大提高了代碼效率，並且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的數據吞吐率。

ATmega8 有如下特點:8K 位元組的系統內可編程Flash( 具有同時讀寫的能力，即RWW)，

512 位元組 EEPROM，1K 位元組 SRAM，32 個通用I/O 口線，32 個通用工作寄存器，三個

具有比較模式的靈活的定時器/ 計數器(T/C), 片內/ 外中斷，可編程串列USART，面向

位元組的兩線串列介面， 10 位6 路 (8 路為TQFP 與MLF 封裝)ADC，具有片內振蕩器的

可編程看門狗定時器，一個SPI 串列埠，以及五種可以通過軟體進行選擇的省電模式。

工作於空閑模式時CPU 停止工作，而SRAM、T/C、 SPI 埠以及中斷系統繼續工作；

掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬體複位之外都停止工作；在省

電模式下，非同步定時器繼續運行，允許用戶保持一個時間基準，而其餘功能模塊處於休眠

狀態； ADC 雜訊抑制模式時終止CPU 和除了非同步定時器與ADC 以外所有I/O 模塊的工

作，以降低ADC 轉換時的開關雜訊； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其餘

功能模塊處於休眠狀態，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。

本晶元是以Atmel 高密度非易失性存儲器技術生產的。片內ISP Flash 允許程序存儲器通

過ISP 串列介面，或者通用編程器進行編程，也可以通過運行於AVR 內核之中的引導程

序進行編程。引導程序可以使用任意介面將應用程序下載到應用Flash存儲區(Application

Flash Memory)。在更新應用Flash存儲區時引導Flash區(Boot Flash Memory)的程序繼續

運行，實現了RWW 操作。通過將8 位RISC CPU 與系統內可編程的Flash 集成在一個

晶元內，ATmega8 成為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低

成本的解決方案。

ATmega8 具有一整套的編程與系統開發工具，包括：C 語言編譯器、宏彙編、程序調試

器/ 軟體模擬器、模擬器及評估板。

聲明本數據手冊的典型值來源於對器件的模擬，以及其他基於相同產生工藝的 AVR 微控制器

的標定特性。本器件經過特性化之後將給出實際的最大值和最小值。

5

ATmega8(L)

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引腳說明

VCC 數字電路的電源。

GND 地。

埠B(PB7..PB0)

XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2

埠B 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩衝器具有對稱的驅動特

性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，埠被外部電路拉

低時將輸出電流。在複位過程中，即使系統時鐘還未起振，埠B 處於高阻狀態。

通過時鐘選擇熔絲位的設置， PB6 可作為反向振蕩放大器或時鐘操作電路的輸入端。

通過時鐘選擇熔絲位的設置PB7 可作為反向振蕩放大器的輸出端。

若將片內標定RC 振蕩器作為晶元時鐘源，且ASSR 寄存器的AS2 位設置，PB7..6 作為

非同步 T/C2 的TOSC2..1 輸入端。

埠B 的其他功能見P 55“埠B 的第二功能”及P 22“系統時鐘及時鐘選項” 。

埠C(PC5..PC0) 埠C 為7 位雙向I/O 口，埠C 處於高阻狀態。

PC6/RESET 若RSTDISBL 熔絲位編程， PC6 作為I/O 引腳使用。注意PC6 的電氣特性與埠C 的

其他引腳不同

若RSTDISBL 熔絲位未編程，PC6 作為複位輸入引腳。持續時間超過最小門限時間的低

電平將引起系統複位。門限時間見P 35Table 15 。持續時間小於門限時間的脈衝不能保

證可靠複位。

埠C 的其他功能見后。

埠D(PD7..PD0) 埠D 為8 位雙向I/O 口，則埠被外部電路

拉低時將輸出電流。在複位過程中，即使系統時鐘還未起振，埠D 處於高阻狀態。

埠D 的其他功能見后。

RESET 複位輸入引腳。持續時間超過最小門限時間的低電平將引起系統複位。門限時間見 P

35Table 15 。持續時間小於門限時間的脈衝不能保證可靠複位。

30 ATmega8(L)

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電源管理及睡眠模式睡眠模式可以使應用程序關閉MCU 中沒有使用的模塊，從而降低功耗。AVR 具有不同

的睡眠模式，允許用戶根據自己的應用要求實施剪裁。

進入睡眠模式的條件是置位寄存器MCUCR 的SE，然後執行SLEEP 指令。具體哪一種

模式( 空閑模式、ADC 雜訊抑制模式、掉電模式、省電模式及Standby 模式) 由MCUCR

的SM2、SM1 和SM0 決定，如Table 13 所示。使能的中斷可以將進入睡眠模式的MCU

喚醒。經過啟動時間，外加4 個時鐘周期后， MCU 就可以運行中斷常式了。然後返回到

SLEEP的下一條指令。喚醒時不會改變寄存器文件和SRAM的內容。如果在睡眠過程中發

生了複位，則MCU 喚醒后從中斷向量開始執行。

注意，由於TOSC 與XTAL 共用同一引腳，對於許多AVR MCU 中有的擴展Standby 模

式在ATmega8 中已刪除。

P 22Figure 10 介紹了ATmega8不同的時鐘系統及其分佈。此圖在選擇合適的睡眠模式時

非常有用。

MCU 控制寄存器－ MCUCR MCU 控制寄存器包含了電源管理的控制位。

· Bit 7 – SE: 休眠使能

為了使MCU 在執行SLEEP 指令後進入休眠模式， SE 必須置位。為了確保進入休眠模

式是程序員的有意行為，建議僅在SLEEP 指令的前一條指令置位SE。MCU 一旦喚醒立

即清除SE。

· Bits 6..4 – SM2..0: 休眠模式選擇位 2、1 和0

如 Table 13 所示，這些位用於選擇具體的休眠模式。

Note: 1. 僅在使用外部晶體或諧振器時Standby 模式才可用。

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

SE SM2 SM1 SM0 ISC11 ISC10 ISC01 ISC00 MCUCR

讀/ 寫R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

初始值0 0 0 0 0 0 0 0

Table 13. 休眠模式選擇

SM2 SM1 SM0 休眠模式

0 0 0 空閑模式

0 0 1 ADC 雜訊抑制模式

0 1 0 掉電模式

0 1 1 省電模式

1 0 0 保留

1 0 1 保留

1 1 0 Standby(1) 模式