1.2.1 Arduino主控芯片介绍

1.ATmega系列芯片

目前Arduino的主流控制芯片就是ATMEL公司的AVR单片机，AVR单片机是时下非常流行的单片机，当然它的优势也是非常明显的。

1）简便易学，费用低廉

首先，对于非专业人士来说，选择AVR单片机的最主要原因是由于进入AVR单片机开发的门槛非常低，只要会操作计算机就可以学习 AVR 单片机的开发。单片机初学者只需一条ISP下载线，把编辑、调试通过的软件程序直接在线写入AVR单片机，即可开发AVR单片机系列中的各种封装器件。AVR单片机因此在业界号称“一线打天下”。

其次，AVR 单片机便于升级，AVR 程序写入是直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作，从而便于产品升级。

最后，AVR单片机费用低廉。学习AVR单片机可使用ISP在线下载编程方式（即把PC上编程好的程序写到单片机的程序存储器中），不需购买仿真器、编程器、擦抹器和芯片适配器等，即可进行所有 AVR 单片机的开发应用，这可节省很多开发费用。程序存储器擦写可达10000次以上，不会产生报废品。

2）高速、低耗、保密

首先，AVR单片机是高速嵌入式单片机，具有以下特点。

（1）AVR单片机具有哈佛结构，具备IMIPS/MHz的高速运行处理能力、超功能精简指令集（RISC）、快速的存取寄存器组、单周期指令系统，从而大大优化了目标代码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使用高级语言进行开发。

（2）多累加器型，数据处理速度快。AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。

（3）中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断。

其次，AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低1.8V即可工作。

最后，AVR单片机保密性能好。它具有不可破解的位加密锁LockBit技术，保密位单元深藏于芯片内部，无法用电子显微镜看到。

3）I/O口功能强，具有A/D转换等电路

（1）AVR单片机的I/O口是真正的I/O口，能正确反映I/O口输入/输出的真实情况。工业级产品，具有大电流（灌电流）10～40mA，可直接驱动可控硅SCR或继电器，节省了外围驱动器件。

（2）AVR单片机内带模拟比较器，I/O口可用作A/D转换，可组成廉价的A/D转换器，ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。

（3）部分AVR单片机可组成零外设元件单片机系统，使该类单片机无外加元器件即可工作，简单方便，成本又低。

（4）AVR 单片机可重设启动复位，以提高单片机工作的可靠性，有看门狗定时器实行安全保护，可防止程序走乱（飞），从而提高了产品的抗干扰能力。

到目前为止 Arduino 用到的处理器有 ATmega168A-PU、ATmega328P-PU、ATmega1280-16AU、ATmega2560-16AU。表1-1列出了各型号的主要参数。

2.ATmega 芯片引脚

1）ATmega168/328引脚

（1）引脚排列

（2）引脚功能

VCC：数字供电电源。

GND：地。

端口B（PB7：0）：

端口B为8位双向I/O口，并具有可编程的内部上拉电阻（每个选定位）。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和输入大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。芯片复位时端口B为三态，即不稳定状态。

根据不同的时钟选择熔丝设置,PB6可以作为反相振荡放大器和内部时钟工作电路的输入端。

根据不同的时钟选择熔丝设置,PB7可作为振荡放大器的反向输出端，如果内部标定RC振荡器作为芯片时钟源,PB6/PB7可以作为 T/C1、T/C2比较模块的输出。

端口C（PC5：0）：

端口C为8位双向I/O口，并具有可编程的内部上拉电阻（每个选定位）。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和输入大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。芯片复位时端口C为三态即不稳定状态。

PC6/RESET：

如果RSTDISBL位被编程，PC6作为一个I/O引脚，请注意，PC6的电气特性与端口C的其他引脚不同。

如果 RSTDISBL 熔丝位未编程，PC6作为复位输入，该引脚上的低电平持续时间大于最小脉冲长度将产生复位，即使系统时钟没有运行。

端口D（PD7：0）：

端口 D为8位双向 I/O 口，并具有可编程的内部上拉电阻（每个选定位）。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和输入大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。芯片复位时端口D为三态即不稳定状态。

AVCC：AVCC为内部A/D转换器供电电源引脚。

AREF：AREF为内部A/D转换器模拟参考电源（基准）引脚。

（2）ATmega1280/2560引脚

ATmega1280/2560的各引脚功能和ATmega168/328基本相同，其引脚排列图如图1-1所示：