AVR单片机因为RISC架构、单周期指令、32个通用寄存器这些特点，一直受到很多开发者的喜爱，ATmega128就是AVR系列里的经典型号。它是一款8位单片机，128KB的Flash程序存储器，4KB的EEPROM，8KB的SRAM，外设也很丰富，四个定时器、两个USART、一个SPI、两线接口（TWI也就是I2C）、8通道10位ADC，在智能家居、工业控制、机器人这些领域都用得挺多的。

ATmega128的核心卖点是那32个通用工作寄存器（R0到R31），全部直接运算，不需要像传统8051那样先把数据搬到累加器再操作，效率高很多。而且AVR的指令集很规整，大概只有130多条指令，学起来不费劲。IO口也是独立的32个寄存器，每个端口对应三个寄存器：方向寄存器DDRx、数据寄存器PORTx、输入寄存器PINx，操作跟PIC类似但更直观。

定时器方面，ATmega128有四个定时器：Timer0（8位）、Timer1（16位）、Timer2（8位）、Timer3（16位），其中Timer1和Timer3是16位的，可以做精确的PWM输出和输入捕获。这四个定时器都支持中断，配置起来也简单。比如要做一个1秒的定时中断，Timer1的时钟如果是8MHz、预分频设为64，那计数器从0数到124999就是1秒，配置TCNT1=0、ICR1=124999，开定时器1溢出中断就行。

串口通信方面，ATmega128有两个独立的USART，可以同时跟两个外设通信，不用分时复用。波特率的设置通过UBRR寄存器计算，公式是UBRR = fosc / (16 * baud) - 1，假设晶振是8MHz，要设9600波特率，UBRR就是8000000/(16*9600)-1≈51。注意AVR的UART0和UART1的寄存器名字不一样，一个叫UCSR0A/UBRR0L，另一个叫UCSR1A/UBRR1L，写代码的时候别写错了。

开发环境方面，以前大家常用WinAVR或者CodeVision AVR，现在推荐用Microchip的MPLAB X IDE配合XC8编译器（因为Atmel被Microchip收购了），或者用Atmel Studio 7。烧录器用AVR ISP、USBASP或者JTAG都可以。另外Arduino也是基于AVR的，ATmega328P就是Arduino Uno的核心，如果熟悉Arduino的话再学ATmega128会很顺手。

ATmega128的Flash容量128KB比较大，适合跑比较复杂的程序，比如带协议栈的无线通信或者简单的图像处理。但SRAM只有8KB，如果要用比较大的数组或者跑RTOS（比如FreeRTOS），要注意内存分配。另外ATmega128的封装有PDIP、TQFP、QFN几种，DIP封装的方便面包板实验，贴片的适合做产品。

如果遇到程序跑飞或者不工作，先查几个常见问题：第一，时钟源设置对不对，AVR默认用内部RC振荡器，频率是1MHz，如果用外部晶振需要配置fuse位；第二，复位脚是不是被正确上拉了；第三，供电电压是否正常，ATmega128正常工作电压是2.7V到5.5V。fuse位千万不能随便改，改坏了可能需要高压烧录器才能恢复。