ATmega16 是基于增强的AVR RISC结构的低功耗 8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达 1MIPS/MHz（MIPS表示M（条）指令/s），从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

ATmega16 AVR内核具有丰富的指令集和 32 个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算术逻辑单元（ALU）相连，使得一条指令可在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至 10 倍的数据吞吐率。

ATmega16 有如下特点：16KB的系统内可编程Flash，512 字节EEPROM，1KB SRAM，32 个通用I/O口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，3 个具有比较模式的灵活的定时/计数器（T/C），片内/外中断，可编程串行USART，通用两线串行接口，8 路 10 位具有可选差分输入级可编程增益的A/D转换器（ADC），具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口及 6 个可以通过软件进行选择的省电模式，如图 1-1 所示为ATmega16 的内部组成框图。