ATMEGA32U4 AVR-RISC微控制器参数_引脚图_中文手册
ATMEGA32U4是一款低功耗CMOS 8位AVR-RISC微控制器,它有3个2KB的可编程闪存和2.5KB的SRAM。
ATMEGA32U4共有44个引脚,其中6个为模拟输入引脚,14个为数字引脚。在这14个数字引脚中,7个可用作PWM引脚、4个SPI引脚、1个I2C端口和1个UART端口(2个引脚)。
ATMEGA32U4采用TQFP44、QFN44封装,在连接了多个设备并需要许多VCC和接地引脚的项目中很有用,所以在行业内应用非常的广泛。
功能特性
ATMEGA32U4是一款基于AVR-RISC的微控制器,采用DIP IC或SMD封装,共有44个引脚。
- 44个引脚包括6个模拟引脚、2个VCC引脚、4个GND引脚和14个数字引脚。14个数字引脚中有7个可用作PWM引脚。
- 有1个MOSI和1个MISO引脚,1个HWB引脚,可让用户访问引导加载程序,并可用作普通GPIO引脚。此外,它还有1个UART端口、4个SPI外设和1个I2C引脚。
- ATmega32u4 具有32 KB 的可编程闪存、2.5 KB 的 SRAM 和 1 KB 的 EEPROM。
- 该微控制器可接受2.7至5.5伏之间的任何电压,工作温度范围为-40至85摄氏度。
规格参数
- 高级RISC体系结构
–135条功能强大的指令–大多数单时钟周期执行
–32x8通用工作寄存器
–完全静态操作
–16MHz时高达16 MIPS吞吐量
–片上双循环乘法器
- 非易失性程序和数据存储器
–16/32KB的系统内自编程闪存
–1.25/2.5KB内部SRAM
–512字节/1KB内部EEPROM
–写入/擦除周期:10000闪存/100000 EEPROM
–具有独立锁定位的可选引导代码部分
- JTAG(符合IEEE®标准1149.1)接口
–边界扫描能力符合JTAG标准
–广泛的片上调试支持
–通过JTAG接口对闪存、EEPROM、保险丝和锁位进行编程
- USB 2.0全速/低速设备模块,传输完成时中断
–完全符合通用串行总线规范2.0版
–支持高达12Mbit/s和1.5Mbit/s的数据传输速率
–用于控制传输的端点0:最多64字节
–六个可编程端点,具有输入或输出方向以及批量、中断或等时传输
–在双存储体模式下,可配置的端点大小最高可达256字节
–完全独立的832字节USB DPRAM,用于端点内存分配
–暂停/恢复中断
–USB总线复位检测时可能进行CPU复位
–来自PLL的48MHz,用于全速总线操作
–USB总线连接/断开微控制器请求
–低速模式下的无水晶操作
- 外围功能
–用于USB和高速定时器的片上PLL:32至96MHz操作
–一个带独立预分频器和比较模式的8位定时器/计数器
–两个16位定时器/计数器,带独立的预分频器、比较和捕获模式
–一个带PLL(64MHz)和比较模式的10位高速定时器/计数器
–四个PWM通道,可编程分辨率从2位到16位
–用于高速操作的六个PWM通道,可编程分辨率为2至11位
–输出比较调制器
–12通道,10位ADC(具有可编程增益的差分通道)
–带硬件流量控制的可编程串行USART
–主/从SPI串行接口
–面向字节的2线串行接口
–带独立片上振荡器的可编程看门狗定时器
–片上模拟比较器
–引脚更换时中断和唤醒
–片上温度传感器
- 特殊的微控制器功能
–通电复位和可编程烧坏检测
–内部8MHz校准振荡器
–内部时钟预分频器和动态时钟切换(Int-RC/Ext-Osc)
–外部和内部中断源
–六种睡眠模式:空闲、ADC降噪、省电、断电、待机和延长待机
- I/O和软件包
–所有I/O组合CMOS输出和LVTTL输入
–26条可编程I/O线
–44引线TQFP封装,10x10mm
–44引线QFN封装,7x7mm
- 工作电压
–2.7-5.5伏
- 工作温度
–工业(-40°C至+85°C)
- 最大频率
–8MHz,2.7V-工业范围
–16MHz,4.5伏-工业范围
引脚配置
ATmega32U4共有44个引脚,其引脚配置如下图所示:
下表给出了完整的引出配置说明:
PIN | 名称 | 功能描述 |
---|---|---|
14,34 | VCC | 电源引脚 |
15, 23, 35, 43 | GND | 接地引脚 |
42 | AREF | ADC参考电源 |
24, 44 | AVCC | 模拟外设的电源引脚 |
16, 17 | XATL | 晶振管脚 |
13 | RESET | 重置引脚 |
33 | PE2 | HWB |
10, 11 | PB2,PB3 | MISO, MOSI |
4个 | D+ | RD+ |
3个 | D- | RD- |
8个 | PB0 | RXLED |
22 | PD5 | TXLED |
5个 | UGnd | UGND |
2个 | UVcc | +5V |
6个 | Ucap | UCAP |
7 | VUSB | 总线 |
20 | PD2 | 数字引脚 (RX) |
21 | PD3 | 数字引脚 (TX) |
18 | PD0 | 数字引脚(PWM、SCL) |
19 | PD1 | 数字引脚 (SDA) |
1, 25, 26, 28 | PE6、PD4、PD6、PB4 | 数字引脚 |
12, 27, 29-32 | PB7, PD7, PB5, PB6, PB6, PB7 | 数字引脚 (PWM) |
36-41 | PF7-PF0 | 模拟引脚 |
- Vcc:ATMEGA32U4有2个VCC引脚:引脚14和34,这些引脚可以提供4.5-5.5伏范围内的输出电压。
- GND:ATMEGA32U4有4个接地引脚(15、23、35、43),许多微控制器提供多个接地引脚,因为多重接地降低了整体电感和内阻,有助于散热,降低电流密度以避免损坏,并且使设计人员的工作轻松连接多个设备。
- AVCC: AVCC是ADC通道的输入电压电源引脚。如果不使用ADC,那么它应该从外部连接到VCC。如果使用ADC,则应通过低通滤波器将其连接到VCC。
- AREF:这是ADC的模拟参考输入引脚。
- XATL:这些引脚用于反相振荡放大器,也用于内部时钟操作的输入。
- HWB: HWB是一个特殊的引脚,允许用户执行引导加载程序。在正常操作期间,它充当普通GPIO引脚。
- D-/D+:这些引脚是数据上游正/负US全速或低速端口。这些应分别使用22欧姆电阻连接到USB D-/D+端口。
- UGND/UVCC:这些是用于输入电源电压的USB焊盘。
- UCAP:它是用于内部稳压器输出电源电压的USB焊盘,应连接到外部电容器。
功能框图
ATMEGA32U4遵循AVR-RISC(哈佛架构),CPU内核保证指令的正确执行。它有独立的程序和数据总线。微控制器有两个主要的存储空间,数据存储器和程序存储器空间。此外,它还有一个用于数据存储的EEPROM Memory。该架构中的内存空间映射是线性且规则的。
ATMEGA32U4的ALU与所有32个通用工作寄存器和多个时钟直接连接运行,可以提供不同的运行源。所有时钟不需要同时激活。微控制器的设计和架构提供每MHz CPU速度1MIPS。设计人员可以优化功耗和处理速度以获得电路的最佳工作状态。
封装设计参数
常见问题
哪个板使用ATMEGA32U4微控制器?
答:常见的一些开发板使用ATMEGA32U4微控制器,分别包括:
- Arduino Pro Micro
- Arduino Leonardo R3
- Arduino Leonardo mini
ATMEGA32U4与ATMEGA328P区别?
答:虽然ATMEGA32U4和ATMEGA328P很相似,但它们之间还是有一些区别。ATMEGA32U4提供更多GND和VCC引脚以及更多SPI外设和对引导加载程序的访问。
ATMEGA32U4 -AU和-MU区别?
答:ATMEGA32U4-MU和ATMEGA32U4-AU是两种不同的ATMEGA32U4微控制器封装。其中,MU表示QFN封装,AU表示TQFP封装。QFN封装和TQFP封装的最大区别是封装的形状和引脚间距。QFN封装是一种无引脚封装,外观类似于扁平的方形芯片,引脚直接焊接在底部。而TQFP封装是一种有引脚的矩形封装,引脚间距通常为0.5mm。
因此,ATMEGA32U4-MU和ATMEGA32U4-AU在引脚布局、封装形状上存在差异,但它们的功能和性能是相同的。选择哪种封装取决于具体应用场景以及设计人员的个人喜好和经验。
ATMEGA32U4和STM32的区别?
ATMEGA32U4和STM32是两种不同的微控制器,具有不同的设计和特性。
- ATMEGA32U4是Atmel(现在是Microchip)生产的8位微控制器。它拥有32KB闪存,2.5KB SRAM和1KB EEPROM,主要用于低功耗应用,如电子玩具,USB设备控制器等。它有一个USB接口,可以直接与PC通信。
- STM32是STMicroelectronics生产的32位微控制器,它包含了很多不同的单片机系列,拥有不同的闪存、SRAM和外设集成。STM32具有更强大的处理能力和更丰富的功能。如Fast Fourier Transform(FFT)计算、USB主机/设备支持、以太网连接、多路通道ADC等。
总体而言,ATMEGA32U4和STM32都有其自身的优点和应用场景。ATMEGA32U4适用于一些要求低功耗和较少的I/O的应用场景,而STM32适用于更复杂、功能更强大的应用,如工业自动化、汽车电子、医疗设备等。当然,选择哪种微控制器取决于具体的应用需求和项目特点。
ATMEGA32U4是否支持RTOS?
答:ATMEGA32U4是一款8位微控制器,运行速度较慢,内存和存储容量也有限,因此在使用RTOS(实时操作系统)方面会面临一定的挑战。尽管ATMEGA32U4性能上不如一些32位微控制器,但仍然可以使用一些基于协程的简单RTOS。例如FreeRTOS提供针对ATMEGA32U4的兼容版本,称为FreeRTOS for AVR8bit。
另外,还有一些小型RTOS,如BOSSA、Arduino FreeRTOS、Protothreads等也可以在ATMEGA32U4上运行。这些RTOS在ATMEGA32U4上的应用范围通常局限于较小规模的嵌入式系统,如智能家居、电子玩具、简单的各种设备控制器等。
所以,尽管在ATMEGA32U4上使用RTOS面临挑战,但在某些应用场景下,使用简单的RTOS仍然是可以的,因为它能够提高嵌入式系统的可靠性和灵活性。
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