8位MCU中的佼佼者——AT90USB KEY2套件評測

 在20世紀(jì)最值得人們稱道的成就中，就有集成電路和MCU的發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)后，MCU的發(fā)展更是迅速。

筆者接觸過很多公司的MCU，但是他們的內(nèi)核大多是ARM或者8051，所以開發(fā)方式總是類似的。而這次新拿到的則是Atmel公司的一款基于AVR內(nèi)核的板卡，這對于筆者也是一個(gè)全新的學(xué)習(xí)過程。就目前來看，雖然ARM內(nèi)核的MCU的市場份額在不斷上升，但AVR內(nèi)核的MCU仍廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。

AVR單片機(jī)系列齊全，可適用于各種不同場合的要求。AVR單片機(jī)大致可分為3個(gè)檔次：低檔Tiny系列AVR單片機(jī);中檔AT90S系列AVR 單片機(jī)(正在淘汰或轉(zhuǎn)型到Mega中);高檔ATmega系列AVR單片機(jī)。AT90USBKEY2是一種低成本的基于AT90USB1287(AT90S系列)單片機(jī)的開發(fā)套件。它允許工程師或者學(xué)習(xí)者快速評價(jià)AVR微控制器和AT90USB家族。將板卡直接連接到個(gè)人電腦的USB接口就可以實(shí)現(xiàn)快速檢索相關(guān)文檔，因此工程師可以較方便的運(yùn)行演示程序或他們自己的應(yīng)用程序。讓我們一起看看AT90USBKEY2的真容吧。

一、開箱

各大半導(dǎo)體公司的開發(fā)套件都有著自己的特點(diǎn)和風(fēng)格。例如STMicroelectronics的板卡大多采用透明包裝、Freescale的板卡大多采用單層紙盒包裝。而Atmel的板卡大多采用牛皮紙盒包裝且內(nèi)部分為多個(gè)小牛皮紙盒。每個(gè)牛皮紙盒印有標(biāo)志性的機(jī)器人，辨識度非常高。放在手中感覺到特別厚重、充實(shí)。開發(fā)套件的外包裝如下圖所示：

整個(gè)套件按功能類型可大致分為三部分：

1、AT90USBKEY套件說明卡：主要介紹了如何使用Mini-Usb線連接板卡與PC機(jī);如何使用電池對板卡進(jìn)行外部供電等等。

2、外部供電線纜：主要負(fù)責(zé)板卡的外部供電，使板卡可以使用外部電池(9V電池)供電，而不必局限于USB供電?，F(xiàn)在市面上絕大多數(shù)萬用表都是用的是該種電池供電，所以此類電池也非常容易買到，消除了我們在供電方面的后顧之憂。

3、AT90USBKEY 開發(fā)板：搭載主控芯片AT90USB1287及各種可供測試的輔助外設(shè)。比如雙色LED燈、Joystics、Data Flash等等。但套件并沒有配備Mini-Usb線，需要用戶自備。

套件全家福如下圖：

板卡各部分功能說明如下圖(官方配套的手冊里有詳細(xì)說明)：

 板卡的主要特性如下：

1、AT90USB QFN64封裝

2、支持AVR Studio環(huán)境(相當(dāng)于Atmel Studio的早期版本)

3、支持通過USB進(jìn)行固件升級

4、供電指示燈

5、JTAG接口

6、串行接口

7、板載資源

4+1路操縱桿

2個(gè)雙色LED

溫度傳感器

串行Data Flash存儲器

所有I/O口均由2*8的接口引出

8、板載復(fù)位按鈕

9、板載HWB按鈕(在進(jìn)入bootloarder模式使發(fā)揮重要作用)

10、系統(tǒng)時(shí)鐘

8M晶振

AT90USB1287芯片主要特性如下：

1、 高性能、低功耗8位AVR處理器

2、 高效精簡指令集

• 135條匯編指令，大部分為單周期執(zhí)行
• 32個(gè)8位通用工作寄存器組
• 全靜態(tài)操作
• 在16M頻率時(shí)能達(dá)到16MIPS的數(shù)據(jù)吞吐量
• 片上2周期乘法器

3、 不可變程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器

• 128K Bytes在系統(tǒng)自編程FLASH
• 高達(dá)10萬次的寫入、擦除壽命
• 獨(dú)立的鎖定為控制可選的代碼啟動(dòng)區(qū)
• 復(fù)位后，可以通過片上的硬件啟動(dòng)在系統(tǒng)編程
• 真正的邊讀邊寫操作
• 所有支持的部件都通過缺省的USB Bootloader預(yù)燒錄
• 4K Bytes EEPROM，十萬次寫入、擦除壽命
• 支持高達(dá)64K Bytes外部存儲器擴(kuò)展
• 軟件可以通過鎖定為來進(jìn)行編程鎖定

4、JTAG標(biāo)準(zhǔn)接口

• JTAG邊界掃描能力
• 可擴(kuò)展的片上調(diào)試支持
• 可以通過JTAG燒錄FLASH、EEPROM、熔絲位、鎖定位

5、 USB2.0全速/低速設(shè)備、OTG

• 完全遵從USB2.0協(xié)議
• 遵從USB2.0 OTG V1.0附加協(xié)議
• 12Mbit/s(全速)、1.5Mbit/s(低速)數(shù)據(jù)傳輸速度
• 6、USB全速/低速設(shè)備模塊支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸完成中斷
• 端點(diǎn)0用于控制傳輸，能達(dá)到64字節(jié)
• 6個(gè)可編程端點(diǎn)用來BULK傳輸、中斷傳輸、同步傳輸
• 在雙沿模式下端點(diǎn)長度最大可配置為256字節(jié)
• 832字節(jié)完全獨(dú)立的USB端點(diǎn)RAM，用以端點(diǎn)內(nèi)存分配
• 連接、掛起中斷
• 上電USB總線復(fù)位
• 48MHz用以全速USB總線操作
• 微處理器可以請求USB斷開連接

7、支持HNP、SRP協(xié)議，雙角色設(shè)備

• 提供HNP、SRP軟件執(zhí)行的狀態(tài)和控制信號
• 提供HNP、SRP可編程時(shí)序

8、 外設(shè)特點(diǎn)

• 兩個(gè)八位定時(shí)器帶有獨(dú)立的分頻器、比較模式
• 兩個(gè)十六位定時(shí)器帶有獨(dú)立的分頻器、比較模式、捕獲模式
• 帶獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器
• 四個(gè)八位的PWM通道
• 六個(gè)PWM通道可編程2 – 16分辨率
• 輸出比較模塊
• 8通道10位AD轉(zhuǎn)換
• 可編程同步/異步串口
• 主從SPI串行接口
• 以字節(jié)位基本單位的兩線串行接口
• 可編程看門狗，帶片上獨(dú)立振蕩器
• 引腳中斷和喚醒

9、 微處理器特性

• 上電復(fù)位、可編程掉電檢測
• 內(nèi)部可校準(zhǔn)振蕩器
• 外部、內(nèi)部中斷源
• 六種休眠模式： IDLE模式、ADC減噪模式、省電模式、掉電模式、待機(jī)模式、擴(kuò)展待機(jī)模式

10、 IO和封裝

• 48個(gè)可編程IO
• TQFP64、QFN64

11、2.7 – 5.5V操作電壓

12、最大頻率

• 2.7V為8MHz
• 4.5V以上為16MHz
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