电网络理论读书报告

成 绩

中 国 矿 业 大 学

13 级 硕 士研究生课程考试试卷

考试科目 电 网 络 理 论

考试时间 2013 - 2 - 18 学生姓名 周 萌 萌 学 号 TS13060163 所在院系 信 电 学 院 任课教师 任 子 晖

中国矿业大学研究生院培养管理处印制

读书报告

进入研究生阶段的学习，我选择了嵌入式系统方向的研究。为了打好基础，首先，我用了一小段时间复习了大学阶段学习的51系列单片机。其次，我开始学习AVR单片机，主要是以ATmega16为主。下面是我关于ATmega16方面的读书报告。

AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4～8MHz，故最短指令执行时间为250～125ns。

主要优点：价格相对性价比来说也算便宜，硬件结构适合C语言编程，功能相当齐全，不容易解密。抗干扰能力强，军工产品中也经常能看到。 缺点：

通用寄存器一共32个（R0～R31），前16个寄存器（R0～R15）都不能直接与立即数打交道，因而通用性有所下降。同时也因为功能寄存器太过不容易学，不适合新手。

VR系列没有类似累加器A的结构，它主要是通过R16～R31寄存器来实现A的功能。在AVR中，没有像51系列的数据指针DPTR，而是由X（由R26、R27组成）、Y（由R28、R29组成）、Z（由R30、R31组成）三个16位的寄存器来完成数据指针的功能(相当于有三组DPTR)，而且还能作后增量或先减量等的运行。

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以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，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运算逻单元(ALU)相连接，使得一条指令可以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:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512字节EEPROM，1K字节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，三个具有比较模

式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP封装)的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，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。

工作于空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；停电模式时晶体振荡器[1]停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。

本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于AVR内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(ApplicationFlash Memory)。在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW操作。通过将8位RISC CPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，ATmega16成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。ATmega16具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C语言编译器、宏汇编、程序调试器/软件仿真器、仿真器及评估板。

※产品特性

高性能、低功耗的8位AVR微处理器 先进的RISC 结构 131条指令

大多数指令执行时间为单个时钟周期 32个8位通用工作寄存器 全静态工作

工作于16MHz时性能高达16MIPS

只需两个时钟周期的硬件乘法器 非易失性程序和数据存储器

16K字节的系统内可编程Flash，擦写寿命:10,000次

具有独立锁定位的可选Boot代码区，通过片上Boot程序实现系统内编程，真正的同时读写操作

512字节的EEPROM，擦写寿命:100,000次 1K字节的片内SRAM

可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密 JTAG接口(与IEEE 1149.1标准兼容) 符合JTAG标准的边界扫描功能 支持扩展的片内调试功能

通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程 ※外设特点

两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器 一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器 具有独立振荡器的实时计数器RTC 四通道PWM

8路10位ADC，8个单端通道，2个具有可编程增益（1x,10x,或200x）的差分通道

面向字节的两线接口 两个可编程的串行USART

可工作于主机/从机模式的SPI串行接口 具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器 片内模拟比较器 特殊的处理器特点

上电复位以及可编程的掉电检测 片内经过标定的RC振荡器 片内/片外中断源

6种睡眠模式:空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby

模式以及扩展的Standby模式I/O和封装

32个可编程的I/O口

40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装 ※工作电压

lATmega16L：2.7 - 5.5V ATmega16：4.5 - 5.5V ※速度等级 8MHz的ATmega16L 0-16MHz的ATmega16

ATmega16L在1MHz,3V,25°C时的功耗 正常模式:1.1mA 空闲模式:0.35mA 掉电模式:<1μA ※引脚功能

端口A(PA7..PA0)端口A做为A/D转换器的模拟输入端。端口A为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A处于高阻状态。

端口B(PB7..PB0)端口B为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B处于高阻状态。

端口B也可以用做其他不同的特殊功能。

端口C(PC7..PC0)端口C为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TMS)与PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C也可以用做其

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