资源说明:通常进行单片机实验和开发,编程器是必不可少的。仿真、调试完的程序要借助编程器写入单片机的存储器中,随着单片机技术的发展出现了MTP(可多次编程)存储器技术和ISP(在系统可编程)技术,这样就可以省去昂贵的仿真器,只要通过计算机接口和一条串行下载线就可直接在目标芯片上编程。ATmega8就是一种具有MTP与ISP功能的单片机,他也是AVR单片机中价格性能比最高的单片机,因此研究他的串行编程特性对利用他的上述功能来开发应用单片机有很高的实用价值。
1 ATmega8的体系结构与主要性能特点
ATmega8是ATMEL公司在2002年推出的一款新型的AVR高档单片机,他的芯片内部集成了较大容量
ATmega8是一款由ATMEL公司推出的AVR高档单片机,它于2002年发布,具有可多次编程(MTP)和在系统可编程(ISP)功能,这使得用户无需昂贵的仿真器就能直接通过计算机接口和串行下载线对目标芯片进行编程。ATmega8因其高性价比而在AVR系列中脱颖而出,适合于各种单片机应用的开发。
该单片机的体系结构基于AVR RISC(精简指令集)架构,拥有32个8位的通用工作寄存器,这些寄存器直接与算术逻辑单元(ALU)相连,使得大多数指令能在单个时钟周期内执行,提高了代码执行效率。ATmega8在16MHz时钟频率下可达到16MIPS(每秒百万指令)的性能,远超普通8位单片机。
ATmega8的主要特性包括:
1. 内置8KB Flash程序存储器,可擦写超过10,000次,支持ISP和IAP(在应用中编程)。
2. 512B的E2PROM,擦写次数不少于100,000次,带有可编程的程序加密位。
3. 强大的外设接口:包括3个PWM通道、6通道A/D转换、1个I2C串行接口、1个USART接口、1个SPI接口、2个8位定时/计数器和1个16位定时/计数器,以及内置RC振荡器和可编程看门狗定时器。
4. 微控制器特殊功能:如上电复位延时电路、欠电压检测电路、18个中断源以及5种休眠模式(空闲、ADC噪声抑制、省电、掉电、待命)。
串行编程器的设计通常涉及到硬件电路和软件编程。硬件部分,编程器通过RS232接口与PC机连接,使用RXD、TXD和GND三根线进行通信,并通过SPI接口与目标芯片交互。SPI接口允许主机(ATmega8)和从机之间的高速同步数据传输。在编程过程中,主机通过SPI数据寄存器SPDR发送数据,数据在SPI时钟的控制下逐位传输至目标芯片。
软件方面,开发者需要编写相应的固件或软件工具,以控制ATmega8进行串行通信并实现程序的加载。这个过程可能涉及到特定的编程协议,如JTAG或ISP协议,确保正确地将编译好的程序写入目标芯片的Flash存储器中。
设计一个使用ATmega8的串行编程器不仅能够节省成本,还能够提高开发效率,为单片机的应用提供便捷的编程途径。通过对ATmega8的深入理解和应用,工程师可以更加灵活地进行单片机系统的开发和调试。
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