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AVR单片机基本硬件电路包括电源、晶振、复位、A/D转换滤波、ISP下载接口、JTAG仿真接口等 6 部分，如图 1-3 所示为ATmega16 基本硬件电路原理图。其中，电源、晶振和复位电路称为最小系统电路。
图1-3 ATmega16基本硬件电路原理图
AVR单片机最常用的是 5V与 3.3V两种电源。如果采用ATmega16，需要 5V供电；如果采用ATmega16L，需要 5V或 3V供电均可。
ATmega16 已经内置RC振荡线路，可以产生 1MHz、2MHz、4MHz、8MHz的振荡频率。不过，内置的毕竟是RC振荡，在一些要求较高的场合，例如，要与RS-232 通信需要比较精确的波特率时，建议使用外部的晶振线路。
早期的 90S系列，晶振两端均需要接 22pF左右的电容。ATmega系列实际使用时，这两只小电容不接也能正常工作。不过为了线路的规范化，仍建议接上。
实际应用时，如果不需要太高精度的频率，可以使用内部RC振荡。即这部分不需要任何的外围零件。
51 单片机采用的是高电平复位，而AVR单片机采用的则是低电平复位。
ATmega16 已经内置了上电复位设计，并且在熔丝位里，可以控制复位时的额外时间，故AVR外部的复位线路在上电时，可以设计得很简单：直接连接一个 10kΩ的电阻到V CC 即可（R0）。为了可靠，再加上一只 0.1μF的电容（C0）以消除干扰、杂波。
电路中，D3（1N4148）的作用有两个：一是将复位输入的最高电压钳在 V CC +0.5V左右；二是系统断电时，将R0（10kΩ）电阻短路，让C0 快速放电，在下一次来电时，能产生有效的复位。
当AVR在工作时，按下RESET开关时，复位脚变成低电平，触发AVR芯片复位。
实际应用时，如果不需要复位按钮，复位脚可以不接任何的零件，AVR芯片也能稳定工作，即这部分不需要任何的外围零件。
为减小A/D转换的电源干扰，ATmega16 芯片有独立的AD电源供电。官方文档推荐在V CC 接上一个 10μH的电感（L1），然后再接一只 0.1μF的电容到地（C3）。
ATmega内带 2.56V标准参考电压。也可以从外面输入参考电压，如在外面使用TL431基准电压源，不过一般的应用使用内部自带的参考电压已经足够。习惯上在AREF脚接一只0.1μF的电容到地（C4）。
需要说明的是，如果想简化线路，可以将AV CC 直接接到V CC ，AREF悬空。即这部分不需要任何的外围零件。
ISP下载接口不需要任何的外围零件。使用双排 2×5 插座。由于没有外围零件，故PB5（MOSI）、PB6（MISO）、PB7（SCK）、复位脚仍可以正常使用，不受ISP的干扰。
实际应用时，如果想简化零件，可以不焊接 2×5 插座。但在PCB设计时最好保留这个空位，以便以后升级AVR内的软件。
JTAG是一种国际标准（IEEE 1149.1 兼容）。标准的JTAG接口是 4 线，即TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。
JTAG仿真接口也是使用双排 2×5 插座。需要 4 只 10kΩ的上拉电阻。实际应用时，如果不想使用JTAG仿真，并且不想受 4 只 10kΩ的上拉电阻的影响，可以将JP1～JP4 断开。