ATmega128為基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器。由于其先進的指令集以 及單周期指令執行時間， ATmega128 的數據吞吐率高達1 MIPS/MHz，從而可以緩減系 統在功耗和處理速度之間的矛盾。
ATmega128 AVR 內核具有豐富的指令集和32 個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元 (ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結 構大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復雜指令集微處理器高10 倍的數據吞吐率。
ATmega128 具有如下特點：128K 字節的系統內可編程Flash( 具有在寫的過程中還可以讀 的能力，即RWW)、4K 字節的EEPROM、4K 字節的SRAM、53 個通用I/O 口線、32 個通用工作寄存器、實時時鐘RTC、4 個靈活的具有比較模式和PWM 功能的定時器/ 計 數器(T/C)、兩個USART、面向字節的兩線接口TWI、8 通道10 位ADC( 具有可選的可 編程增益)、具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器、SPI 串行端口、與IEEE 1149.1 規 范兼容的JTAG 測試接口( 此接口同時還可以用于片上調試)，以及六種可以通過軟件選 擇的省電模式。空閑模式時CPU 停止工作，而SRAM、T/C、SPI 端口以及中斷系統繼 續工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復位之外都停止工 作，寄存器的內容則一直保持；省電模式時異步定時器繼續運行，以允許用戶維持時間基 準，器件的其他部分則處于睡眠狀態； ADC 噪聲抑制模式時CPU 和所有的I/O 模塊停止 運行，而異步定時器和ADC 繼續工作，以減少ADC 轉換時的開關噪聲； Standby 模式 時振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴 展Standby 模式則允許振蕩器和異步定時器繼續工作。
ATmega128 器件是以Atmel 的高密度非易失性內存技術生產的。片內 ISP Flash 可以通過SPI 接口、 通用編程器，或引導程序多次編程。引導程序可以使用任何接口來下載應用程序到應用 Flash存儲器。在更新應用Flash存儲器時引導Flash區的程序繼續運行，實現RWW操作。 通過將8 位RISC CPU 與系統內可編程的Flash 集成在一個芯片內， ATmega128 為許 多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的方案。
ATmega128 AVR有整套的開發工具，包括C編譯器，宏匯編，程序調試器/ 仿真器和評估 板。
ATmega128產品特性
? 高性能、低功耗的 AVR? 8 位微處理器
? 先進的 RISC 結構
– 133 條指令 – 大多數可以在一個時鐘周期內完成
– 32 x 8 通用工作寄存器 + 外設控制寄存器
– 全靜態工作
– 工作于16 MHz 時性能高達16 MIPS
– 只需兩個時鐘周期的硬件乘法器
? 非易失性的程序和數據存儲器
– 128K 字節的系統內可編程Flash
壽命: 10,000 次寫/ 擦除周期
– 具有獨立鎖定位、可選擇的啟動代碼區
通過片內的啟動程序實現系統內編程
真正的讀- 修改- 寫操作
– 4K字節的EEPROM
壽命: 100,000 次寫/ 擦除周期
– 4K 字節的內部SRAM
– 多達64K 字節的優化的外部存儲器空間
– 可以對鎖定位進行編程以實現軟件加密
– 可以通過SPI 實現系統內編程
? JTAG 接口( 與IEEE 1149.1 標準兼容)
– 遵循JTAG 標準的邊界掃描功能
– 支持擴展的片內調試
– 通過JTAG 接口實現對Flash, EEPROM, 熔絲位和鎖定位的編程
? 外設特點
– 兩個具有獨立的預分頻器和比較器功能的8 位定時器/ 計數器
– 兩個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時器/ 計數器
– 具有獨立預分頻器的實時時鐘計數器
– 兩路8 位PWM
– 6路分辨率可編程（2 到16 位）的PWM
– 輸出比較調制器
– 8路10 位ADC
8 個單端通道
7 個差分通道
2 個具有可編程增益（1x, 10x, 或200x）的差分通道
– 面向字節的兩線接口
– 兩個可編程的串行USART
– 可工作于主機/ 從機模式的SPI 串行接口
– 具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器
– 片內模擬比較器
? 特殊的處理器特點
– 上電復位以及可編程的掉電檢測
– 片內經過標定的RC 振蕩器
– 片內/ 片外中斷源
– 6種睡眠模式: 空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、Standby 模式以及擴展的Standby 模式
– 可以通過軟件進行選擇的時鐘頻率
– 通過熔絲位可以選擇ATmega103 兼容模式
– 全局上拉禁止功能
? I/O 和封裝
– 53個可編程I/O 口線
– 64引腳TQFP 與 64 引腳 MLF 封裝
? 工作電壓
– 2.7 - 5.5V ATmega128L
– 4.5 - 5.5V ATmega128
? 速度等級
– 0 - 8 MHz ATmega128L
– 0 - 16 MHz ATmega128
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