任务6：认知ATmega168PA最小工作系统

本系列教程以AVR单片机为对象，介绍单片机的快速开发方法。

参考教材：《单片机技术及应用项目教程》 栾秋平 电子工业出版社 2019.6 第1版

本文介绍ATmega168PA最小工作系统。

一、ATmega168PA最小工作系统原理图

二、电路介绍

1、数字电源电路

由引脚6、4、3、5组成数字电源电路，其中引脚6和4为电源，在原理图中用VCC（3.3V）表示，引脚3和5为数字地，在原理图中用GND表示。数字电源为ATmeag168PA单片机内部的数字部分供给1.8V至5.5V工作电压，其供电范围非常广，可以适用与各种不同的运行环境与场所。在这里我们需要注意的是其最大供电电压为6.0V，电源电压超过这个数值，有可能损毁单片机。

2、模拟电源电路

引脚18、20、21构成模拟电源电路，引脚18为模拟电源，在原理图中用AVCC标识，引脚20位模拟参考电压，用AREF标识，我们将在后续章节中予以详细介绍，引脚21为模拟地，应用AGND标识，但在ATmega168PA中未做区分，与数字地一样用GND标识。C11为模拟电源的去耦电容。

3、复位电路

复位是单片机的初始化操作，其目的是使单片机内部CPU及其寄存器处于一个确定的初始化状态。除了系统的正常开机（上电）复位外，当程序运行出错或操作错误使系统处于不正常状态时，为摆脱困境，也需要复位以使其恢复正常工作状态。

4、时钟电路

ATmega168PA单片机内部具有RC振荡器，可以产生8M的时钟频率，经分频后作为CPU和其它外设的时钟源。由于RC振荡器在频率上存在一定的误差，且受温度的影响较大，所以在对时钟要求较高的场合，一般选用外部时钟的工作方式。当RC振荡器或外部时钟电路的频率一旦确定，CPU的时钟频率也就确定了。CPU的时序是指令执行中各控制信号在时间上的相互关系，单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了确保同步工作方式的实现，电路在时钟信号的控制下严格的按时序进行工作。

5、下载电路

在前面的内容中，我们已经探讨过当我们完成C程序的设计后，需经过编译和链接将其转换为机器码，然后在通过下载器下载到单片机中，下载器与单片机相连的端口，就是图3-4所示的P6。这种下载方式的学名为在ISP（在系统可编程），意即不需将单片机从线路板上取下，就可以程序烧录进单片机内部，对于ATmega168PA单片机由于其下载方式使用串行模式，所以也称为串行下载。ATmega168PA除电源和地外还使用4个引脚用于下载，分别为引脚15、16、17、29。其中引脚29已经介绍过为复位引脚，引脚15、16、17构成另外一种同步串行总线SPI，我们会在本书的后半部分予以介绍。