AVR单片机工作状态简明指南

当AVR单片机芯片的V_CC与系统电源接通后，根据RESET引脚的电平值的不同，单片机将进入不同的状态：复位状态、常规工作状态、编程状态。

1.RESET引脚电平为高

在通常情况下，RESET引脚通过一个上拉电阻接系统电源，为高电平“1”。在此条件下，一旦接通电源，AVR单片机将进入上电复位状态。经过短暂的内部复位操作后，芯片便进入了常规的工作状态（BOD和WDT引起的复位类同）。

AVR单片机处在常规工作状态时，有两种工作方式：正常程序执行工作方式和休眠节电工作方式。

（1）正常程序执行工作方式

正常程序执行工作方式是单片机的基本工作方式。由于硬件的复位操作将程序计数器置为零（PC=$0000），因此程序的执行总是从Flash地址的$0000开始的（指非BOOT LOAD方式启动）。

对于ATmega16来讲，Flash地址的$0002～$0028是中断向量区，所以真正实际要开始运行的程序代码一般放在从$002A以后的程序地址空间中。标准的做法是在Flash的$0000单元中放置一条转移指令JMP或RJMP，使得CPU在复位重新启动后，首先执行该转移指令，跳过中断向量区，转到执行实际程序的开始处。典型的程序结构如下：

Flash空间地址 指令字 说明

$0000 JMP RESET ；复位中断向量

（2）休眠节电工作方式(www.xing528.com)

休眠节电工作方式是使单片机处于低功耗节电的一种工作方式。当单片机需要处于长时间等待外部触发信号，待有外部触发后才做相应的处理，或每隔一段时间才需要做处理的情况时，可以使用休眠节电工作方式，以减小对电源的消耗。CPU处于等待的时候（待机状态）可进入休眠节电工作方式，此时CPU暂停工作，不执行任何指令。在休眠节电工作方式中，只有部分单片机的电路处于工作状态，而其他的电路停止工作，这样就可节省单片机对电源消耗，形成系统的省电待机状态。一旦有外部的触发信号，或等待时间到，CPU从休眠状态中被唤醒，重新进入正常程序执行工作方式。

ATmega16有6种不同的休眠模式，每一种模式对应的电源消耗也不同，被唤醒的方式也有多种类型，用户可以根据实际的需要进行选择。

休眠节电工作方式对使用电池供电的系统非常重要，AVR单片机提供了更多的休眠模式，更加符合和适应实际的需要。如ATmega16处在掉电休眠模式状态，其本身的耗电量小于1μA。

2.RESET引脚电平为低

AVR单片机通电后，如果RESET引脚的电平被外部拉为低电平“0”，则芯片将进入和处在复位状态，如图2-16和图2-17所示。通常情况下，该复位状态一直延续到RESET引脚的低电平被撤销。一旦RESET恢复了高电平，AVR单片机将重新启动，进入常规工作状态。利用该特点可以实现对AVR单片机系统的人工复位或外部强制复位操作。

尤其需要说明的是，一旦RESET引脚的电平被外部拉低，当满足某些特殊条件后，芯片将进入编程状态。例如，如果芯片带有SPI接口，支持SPI串行编程，则通过以下方式将使芯片进入SPI编程状态：

1）外部将SPI口的SCK引脚拉低，然后外部在RESET引脚上施加一个至少为2个系统周期以上低电平的脉冲；

2）延时等待20ms后，由外部通过AVR单片机的SPI口向芯片下发允许SPI编程的指令。

在AVR单片机的器件手册的存储器编程（Memory Programming）一章中串行下载（Ser-ial Downloading）一节里，详细介绍了利用AVR单片机的SPI接口实现ISP编程的硬件连接、编程方式状态的进入过程和串行编程的命令等。

一旦芯片进入编程状态，就可以通过SPI口将运行代码写入AVR单片机的程序存储器，对片内的Flash、EEPROM进行擦除、数据的写入（包括运行代码）和数据的读出，以及实现对AVR单片机配置熔丝位的设置、芯片型号的读取和加密位的锁定等操作了。