ATmega16最小系统板硬件电路设计与分析

1、ATmega16 最小系统板硬件电路设计与分析1、复位线路的设计Mega16 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：直接拉一只 10K 的电阻到 VCC 即可(R0)。为了可靠，再加上一只 0.1uF 的电容(C0)以消除干扰、杂波。D3(1N4148)的作用有两个：作用一是将复位输入的最高电压钳在 VCC+0.5V 左右，另一作用是系统断电时，将 R0(10K)电阻短路,让 C0 快速放电，让下一次来电时，能产生有效的复位。当 AVR 在工作时，按下 S0 开关时，复位脚变成低电平，触发 AVR 芯片复位。重要

2、说明：实际应用时，如果你不需要复位按钮，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。2、晶振电路的设计ATmegal5L-8AIMega16 已经内置 RC 振荡线路，可以产生 1M、2M、4M、8M 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，比如要与 RS232 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。Mega 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，我们仍建议接上。重要说明：实际应用时，如果你不需要太高精度的频率，可以使用内部

3、RC 振荡。即这部分不需要任何的外围零件。soRESET6H39PD2(INTO)PD3(INTI)PD4QCIB：PD5(OC1A：PD6(TCP)PD7(OC2)RESETXTAL2XTAL1GNDGNDGNDATmegal6L-8AIRESETRESET7.3723MHzXTAL22JCTAL1XTAL2XTALl22pF22pF6亘39GNDGNDGND3、AD 转换滤波线路的设计ATmegal6L-3AIMND为减小 AD 转换的电源干扰，Mega16 芯片有独立的 AD 电源供电。官方文档推荐在 VCC 串上一只 10uH 的电感（L1），然后接一只 O.luF 的电容到地（C3）

4、。Mega16 内带 2.56V 标准参考电压。也可以从外面输入参考电压，比如在外面使用 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 O.1uF 的电容到地（C4）。重要说明：实际应用时，如果你想简化线路，可以将 AVCC 直接接到 VCC,AREF 悬空。即这部分不需要任何的外围零件。VCCVCCvccvccAVCCAREF5_7Tt33I2729AREFAVCCL110uHGND28C5IO.luFI0.1nF0luF4、ISP 下载接口设计VCCPB2PB3ISP21436587109JIMOSIPB4I陌RESETPB6SCKMI

5、SOPB7PDOPD1PD2PD3PD4PD5PD6PD71AfvAtxzx01234567ppppppppfIIIIccI Ic/I-/kzl/VZL01234567DDDD-DDDppppppppRESET4RESE1ATmegalfiLAC-4STAL；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 八 PB7(SCK)、复位脚仍可以正常使用，不受 ISP 的干扰重要说明：实际应用时，如果你想简化零件,可以不焊接 2*5 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。5、JTAG 仿真

6、接口设计10K10K10K-1JK亠1111VCC-TPAOfADCO)PAI(ADC1)PA2(ADC2)PA3(ADC3)PA4(ADC4)PA5(ADC5)PA6(ADC6)PA7(ADC7)PCO(SCL)PCI(SDA)PC2(TCK)PC3(TMS)PC4CTDO)PC5(TDI)PC6(TOSC1)PCT仃OSC2)； 7$PA0PA?PA2PA3PA4PA5PA6PA77.1R4如是使用JTAG仿真请短接JP1至JP4PC0饗I一PC1边PC222PC3玉PC400PC65仿真接口也是使用双排 2*5 插座。重要说明：实际应用时，如果你不想使用vccJP1 JP2 JP3 JP

7、4TCKATmegaldL-8AC需要四只 10K 的上拉电阻。JTAG 仿真，并且不想受四只rooTMSTO?TDIHCCRESETGND10K 的上拉电阻的影响，可以将 JP1JP4 断开12345678910JTAG6、电源设计输入电压峰值不能超过建谏便用&12甘电源AVR 单片机最常用的是 5V 与 3.3V 两种电压。本线路以开关切换两种电压，并且以双色二极管指示（5V 时为绿灯，3.3V 时为红灯）。二极管 D1 防止用户插错电源极性。D2 可以允许用户将电压倒灌入此电路内，不会损坏 1117-ADJ。1117-ADJ 的特性为 1 脚会有 50uA 的电流输出，1-2 脚会有 1

8、.25V 电压。利用这个特点，可以计算出输出电压：当 SW 开关打向左边时，R6 上的电流为 1.25/0.33=3.78maR8 上的电流为 1117-ADJ1 脚电流加上 R6 上的电流，即 0.05+3.78=3.83ma.可以计算得R8 上的电压为 3.84V。于是得出 VCC=1.25+3.83=5.08V。误差在 2%以内。当 SW 开关打向右边时，R6 上的电流为 1.25/0.62=2.02maR8 上的电流为 1117-ADJ1 脚电流加上 R6 上的电流，即 0.05+2.02=2.07ma.可以计算得R8 上的电压为 2.07V。于是得出 VCC=1.25+2.07=3.

9、32V。误差在 1%以内。使用 1%精度的电阻，可以控制整个输出电压误差在 3%以内。重要说明：实际应用时，视乎使用 1117-ADJ 的品牌，输入电压可以低至 7 伏甚至更低。（也可以同时使用低压降的二极管代替 1N4007）。7、总设计图Mega16 功能小板正面图：晶振可以使用螺丝固定的方法更换，方便做实验，并达到一定的可靠性。I34OT7McfldfAi：IIRMWd呼酣?MIicer|diEK/ri曲 SMIFfiirrnFB*IHEWTHTJIFFI*JiArwmiFBilHlADgPMFB5iM2li忸 DCFJdFBaIMDJ|lAiEJISCK(Accn-r*Ffd-ixri0CUFC5FDI1TKT：1ISEAJFCLFDAJHWFC*rDiipciii(TEQ；ImFMITFInwEFDTCWBo) )FriRETTTOCXIATCCAfl5OKIP7KOWDTDOTTrfTMSriT*TTEC曲口总设计图VCC，GND 均有