深入解析Atmel ATtiny102/ATtiny104 8位AVR微控制器

引言

在电子设计领域，微控制器是众多项目的核心组件。Atmel的ATtiny102/ATtiny104 8位AVR微控制器以其高性能、低功耗的特点，成为了许多工程师的选择。今天，我们就来深入了解一下这款微控制器的特性、配置、引脚等方面的内容。

文件下载：ATTINY102-M8R.pdf

特性亮点

高性能低功耗架构

ATtiny102/ATtiny104基于AVR增强型RISC架构，在单时钟周期内执行强大指令，每兆赫兹可实现接近1 MIPS的吞吐量。这使得系统设计人员能够在功耗和处理速度之间进行优化。它拥有54条强大的指令，大部分指令能在单时钟周期内执行，还具备16 x 8通用工作寄存器，采用全静态操作，在12MHz时吞吐量可达12 MIPS。

非易失性程序和数据存储器

该微控制器拥有1024字节的系统内可编程闪存程序存储器和32字节的内部SRAM。闪存的写入/擦除周期可达10,000次，数据保留时间在85°C下为20年，25°C下为100年。并且在全工作电压范围（1.8 - 5.5V）内支持自编程闪存。

丰富的外设功能

• 定时器/计数器：具备一个16位定时器/计数器（TC），带有预分频器、输入捕获、两个输出捕获和两个PWM通道。
• 看门狗定时器：可编程看门狗定时器（WDT）带有独立的片上振荡器。
• ADC和电压参考：提供10位ADC，8引脚封装有5通道，14引脚封装有8通道，还可选内部电压参考1.1V、2.2V和4.3V。
• 模拟比较器：片上模拟比较器（AC）。
• 串行通信模块：具备USART串行通信模块。

特殊微控制器特性

• 系统内可编程：支持外部编程（2.7 – 5.5V）和自编程（1.8 – 5.5V）。
• 中断源：拥有外部和内部中断源。
• 低功耗模式：具备低功耗空闲、ADC降噪和掉电模式。
• 复位和电压监控：增强型上电复位电路，可编程电源电压电平监控，带有中断和复位功能。
• 振荡器：精确的内部校准振荡器，有快速和正常启动时间选项。
• 唯一ID：具有单独的序列号来代表唯一ID。

配置对比

项目	ATtiny102	ATtiny104
引脚数量	8	14
闪存（字节）	1024	1024
SRAM（字节）	32	32
通用I/O引脚（GPIOs）	6	12
USART	1	1
模数转换器（ADC）/通道	10位ADC，5通道	10位ADC，8通道
模拟比较器（AC）通道	1	1
AC传播延迟	75 - 750ns	75 - 750ns
16位定时器计数器（TC）实例	1	1
PWM通道	2	2
RC振荡器	+/-2%	+/-2%
内部电压参考	1.1V/2.2V/4.3V	1.1V/2.2V/4.3V
工作电压	1.8 - 5.5V	1.8 - 5.5V
最大工作频率（MHz）	12	12
温度范围	-40°C 至 +125°C	-40°C 至 +125°C
封装	8引脚UDFN、8引脚SOIC150	14引脚SOIC150

从配置对比中可以看出，ATtiny104在引脚数量和ADC通道数量上更具优势，适合对I/O和模拟输入要求较高的应用；而ATtiny102则更适合对空间和成本有严格要求的项目。

订购信息

速度 [MHz]	电源 [V]	订购代码	封装	工作范围
12	1.8 - 5.5	ATtiny102-M7R	8焊盘UDFN	工业级（-40°C 至 +105°C）
	ATtiny102F-M7R (1)	8焊盘UDFN
	ATtiny102-SSNR	8引脚SOIC150
	ATtiny102F-SSNR (1)	8引脚SOIC150
	ATtiny104-SSNR	14引脚SOIC150
	ATtiny104F-SSNR (1)	14引脚SOIC150
	ATtiny102-M8R	8焊盘UDFN	工业级（-40°C 至 +125°C）
	ATtiny102F-M8R (1)	8焊盘UDFN
	ATtiny102-SSFR	8引脚SOIC150
	ATtiny102F-SSFR (1)	8引脚SOIC150
	ATtiny104-SSFR	14引脚SOIC150
	ATtiny104F-SSFR (1)	14引脚SOIC150

注：ATtiny104F-xxx和ATtiny102F-xxx具有快速启动时间选项。

引脚配置与描述

引脚配置

ATtiny102有8引脚UDFN和8引脚SOIC150两种封装，ATtiny104采用14引脚SOIC150封装。不同封装的引脚排列不同，在设计电路板时需要根据具体封装进行布局。

引脚描述

• VCC：数字电源电压。
• GND：接地。
• 端口A（PA[7:0]）：8位双向I/O端口，带有内部上拉电阻，每个位可单独选择。输出缓冲器具有对称驱动特性，具有高灌电流和拉电流能力。
• 端口B（PB[3:0]）：4位双向I/O端口，带有内部上拉电阻，每个位可单独选择。输出缓冲器具有对称驱动特性，具有高灌电流和拉电流能力。
• RESET：复位输入。该引脚低电平持续时间超过最小脉冲长度将产生复位，即使时钟未运行且复位引脚未被禁用。复位引脚也可作为（弱）I/O引脚使用。

I/O复用

每个引脚默认由PORT作为通用I/O控制，也可分配给外围功能。在使用时需要注意各功能之间的优先级和相互影响，例如CLKI的优先级高于ADC0，当EXT_CLK启用时，ADC通道将无法工作等。

通用信息

资源

在http://www.atmel.com/avr 上可下载一套全面的开发工具、应用笔记和数据手册。

数据保留

可靠性鉴定结果表明，在85°C下20年内预计数据保留故障率远低于1 PPM。

代码示例

文档中包含简单的代码示例，展示如何使用设备的各个部分。在使用代码示例时，要确保在编译前包含特定部件的头文件，并且要注意不同C编译器对中断处理的支持可能不同。

封装信息

8引脚UDFN

这是一种热增强型塑料超薄双扁平无引脚封装，引脚1 ID有激光标记，底部视图的引脚1 ID是散热垫上的定位特征。

8引脚SOIC150

8引脚、0.150”宽体、塑料鸥翼小外形封装。

14引脚SOIC150

14引脚、1.27mm间距、8.65 x 3.90 x 1.60mm 主体尺寸的塑料小外形封装。

在选择封装时，需要考虑电路板的空间、散热等因素。

Atmel ATtiny102/ATtiny104微控制器凭借其丰富的特性和多样的配置，为电子工程师提供了广阔的设计空间。在实际应用中，我们需要根据具体项目的需求，合理选择微控制器的型号和封装，充分发挥其性能优势。大家在使用这款微控制器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。