深入解析Atmel ATtiny102/ATtiny104 8位AVR微控制器
深入解析Atmel ATtiny102/ATtiny104 8位AVR微控制器
引言
在電子設計領域，微控制器是眾多項目的核心組件。Atmel的ATtiny102/ATtiny104 8位AVR微控制器以其高性能、低功耗的特點，成為了許多工程師的選擇。今天，我們就來深入了解一下這款微控制器的特性、配置、引腳等方面的內容。
文件下載：ATTINY102-M8R.pdf
特性亮點
高性能低功耗架構
ATtiny102/ATtiny104基于AVR增強型RISC架構，在單時鐘周期內執(zhí)行強大指令，每兆赫茲可實現(xiàn)接近1 MIPS的吞吐量。這使得系統(tǒng)設計人員能夠在功耗和處理速度之間進行優(yōu)化。它擁有54條強大的指令，大部分指令能在單時鐘周期內執(zhí)行，還具備16 x 8通用工作寄存器，采用全靜態(tài)操作，在12MHz時吞吐量可達12 MIPS。
非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器
該微控制器擁有1024字節(jié)的系統(tǒng)內可編程閃存程序存儲器和32字節(jié)的內部SRAM。閃存的寫入/擦除周期可達10,000次，數(shù)據(jù)保留時間在85°C下為20年，25°C下為100年。并且在全工作電壓范圍（1.8 - 5.5V）內支持自編程閃存。
豐富的外設功能
- 定時器/計數(shù)器：具備一個16位定時器/計數(shù)器（TC），帶有預分頻器、輸入捕獲、兩個輸出捕獲和兩個PWM通道。
- 看門狗定時器：可編程看門狗定時器（WDT）帶有獨立的片上振蕩器。
- ADC和電壓參考：提供10位ADC，8引腳封裝有5通道，14引腳封裝有8通道，還可選內部電壓參考1.1V、2.2V和4.3V。
- 模擬比較器：片上模擬比較器（AC）。
- 串行通信模塊：具備USART串行通信模塊。
特殊微控制器特性
- 系統(tǒng)內可編程：支持外部編程（2.7 – 5.5V）和自編程（1.8 – 5.5V）。
- 中斷源：擁有外部和內部中斷源。
- 低功耗模式：具備低功耗空閑、ADC降噪和掉電模式。
- 復位和電壓監(jiān)控：增強型上電復位電路，可編程電源電壓電平監(jiān)控，帶有中斷和復位功能。
- 振蕩器：精確的內部校準振蕩器，有快速和正常啟動時間選項。
- 唯一ID：具有單獨的序列號來代表唯一ID。
配置對比
| 項目 | ATtiny102 | ATtiny104 |
|---|---|---|
| 引腳數(shù)量 | 8 | 14 |
| 閃存（字節(jié)） | 1024 | 1024 |
| SRAM（字節(jié)） | 32 | 32 |
| 通用I/O引腳（GPIOs） | 6 | 12 |
| USART | 1 | 1 |
| 模數(shù)轉換器（ADC）/通道 | 10位ADC，5通道 | 10位ADC，8通道 |
| 模擬比較器（AC）通道 | 1 | 1 |
| AC傳播延遲 | 75 - 750ns | 75 - 750ns |
| 16位定時器計數(shù)器（TC）實例 | 1 | 1 |
| PWM通道 | 2 | 2 |
| RC振蕩器 | +/-2% | +/-2% |
| 內部電壓參考 | 1.1V/2.2V/4.3V | 1.1V/2.2V/4.3V |
| 工作電壓 | 1.8 - 5.5V | 1.8 - 5.5V |
| 最大工作頻率（MHz） | 12 | 12 |
| 溫度范圍 | -40°C 至 +125°C | -40°C 至 +125°C |
| 封裝 | 8引腳UDFN、8引腳SOIC150 | 14引腳SOIC150 |
從配置對比中可以看出，ATtiny104在引腳數(shù)量和ADC通道數(shù)量上更具優(yōu)勢，適合對I/O和模擬輸入要求較高的應用；而ATtiny102則更適合對空間和成本有嚴格要求的項目。
訂購信息
| 速度 [MHz] | 電源 [V] | 訂購代碼 | 封裝 | 工作范圍 |
|---|---|---|---|---|
| 12 | 1.8 - 5.5 | ATtiny102-M7R | 8焊盤UDFN | 工業(yè)級（-40°C 至 +105°C） |
| ATtiny102F-M7R (1) | 8焊盤UDFN | |||
| ATtiny102-SSNR | 8引腳SOIC150 | |||
| ATtiny102F-SSNR (1) | 8引腳SOIC150 | |||
| ATtiny104-SSNR | 14引腳SOIC150 | |||
| ATtiny104F-SSNR (1) | 14引腳SOIC150 | |||
| ATtiny102-M8R | 8焊盤UDFN | 工業(yè)級（-40°C 至 +125°C） | ||
| ATtiny102F-M8R (1) | 8焊盤UDFN | |||
| ATtiny102-SSFR | 8引腳SOIC150 | |||
| ATtiny102F-SSFR (1) | 8引腳SOIC150 | |||
| ATtiny104-SSFR | 14引腳SOIC150 | |||
| ATtiny104F-SSFR (1) | 14引腳SOIC150 |
注：ATtiny104F-xxx和ATtiny102F-xxx具有快速啟動時間選項。
引腳配置與描述
引腳配置
ATtiny102有8引腳UDFN和8引腳SOIC150兩種封裝，ATtiny104采用14引腳SOIC150封裝。不同封裝的引腳排列不同，在設計電路板時需要根據(jù)具體封裝進行布局。
引腳描述
- VCC：數(shù)字電源電壓。
- GND：接地。
- 端口A（PA[7:0]）：8位雙向I/O端口，帶有內部上拉電阻，每個位可單獨選擇。輸出緩沖器具有對稱驅動特性，具有高灌電流和拉電流能力。
- 端口B（PB[3:0]）：4位雙向I/O端口，帶有內部上拉電阻，每個位可單獨選擇。輸出緩沖器具有對稱驅動特性，具有高灌電流和拉電流能力。
- RESET：復位輸入。該引腳低電平持續(xù)時間超過最小脈沖長度將產(chǎn)生復位，即使時鐘未運行且復位引腳未被禁用。復位引腳也可作為（弱）I/O引腳使用。
I/O復用
每個引腳默認由PORT作為通用I/O控制，也可分配給外圍功能。在使用時需要注意各功能之間的優(yōu)先級和相互影響，例如CLKI的優(yōu)先級高于ADC0，當EXT_CLK啟用時，ADC通道將無法工作等。
通用信息
資源
在http://www.atmel.com/avr 上可下載一套全面的開發(fā)工具、應用筆記和數(shù)據(jù)手冊。
數(shù)據(jù)保留
可靠性鑒定結果表明，在85°C下20年內預計數(shù)據(jù)保留故障率遠低于1 PPM。
代碼示例
文檔中包含簡單的代碼示例，展示如何使用設備的各個部分。在使用代碼示例時，要確保在編譯前包含特定部件的頭文件，并且要注意不同C編譯器對中斷處理的支持可能不同。
封裝信息
8引腳UDFN
這是一種熱增強型塑料超薄雙扁平無引腳封裝，引腳1 ID有激光標記，底部視圖的引腳1 ID是散熱墊上的定位特征。
8引腳SOIC150
8引腳、0.150”寬體、塑料鷗翼小外形封裝。
14引腳SOIC150
14引腳、1.27mm間距、8.65 x 3.90 x 1.60mm 主體尺寸的塑料小外形封裝。
在選擇封裝時，需要考慮電路板的空間、散熱等因素。
Atmel ATtiny102/ATtiny104微控制器憑借其豐富的特性和多樣的配置，為電子工程師提供了廣闊的設計空間。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體項目的需求，合理選擇微控制器的型號和封裝，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。大家在使用這款微控制器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。
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