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Atmel |SMART SAM D20 系列是采用 32 位 ARM Cortex -M0+ 处理器的低功耗微控制器，引脚数量从 32 到 64 不等，Flash 最大容量为 256KB，SRAM 容量为 32KB。SAM D20 设备的最大工作频率为 48MHz，并达到 2.46 CoreMark/MHz。它们设计用于简单直观的迁移，具有相同的外设模块、兼容的十六进制代码、相同的线性地址映射以及产品系列中所有设备之间的引脚兼容迁移路径。所有设备都包括智能和灵活的外设、用于外设间信号传输的 Atmel 事件系统，以及支持电容触摸按钮、滑块和滚轮用户界面。

SAM D20 设备提供以下功能：可在线编程的 Flash、八通道事件系统、可编程中断控制器、最多 52 个可编程 I/O 引脚、32 位实时时钟和日历、最多八个 16 位定时器/计数器（TC）。定时器/计数器可以配置为执行频率和波形生成、精确的程序执行定时或输入捕获，以测量数字信号的时间和频率。TC 可以在 8 位或 16 位模式下操作，选定的 TC 可以级联形成 32 位 TC。该系列提供多达六个串行通信模块（SERCOM），每个模块可以配置为 USART、UART、SPI、I2C（最高 400kHz）、最多二十通道 350ksps 12 位 ADC，具有可编程增益和可选过采样与抽取，支持高达 16 位分辨率；一个 10 位 350ksps DAC；两个带窗口模式的模拟比较器；外围触摸控制器支持多达 256 个按钮、滑块、滚轮和接近感应；可编程看门狗定时器、掉电检测器和上电复位以及两针串行线调试（SWD）编程和调试接口。

所有设备都具有精确且低功耗的外部和内部振荡器。所有振荡器都可以用作系统时钟的源。不同的时钟域可以独立配置为运行在不同的频率上，通过使每个外设在其最佳时钟频率下运行来实现节能，从而在降低功耗的同时保持高 CPU 频率。

SAM D20 设备有两种软件可选的睡眠模式：空闲和待机。在空闲模式下，CPU 停止运行，而其他所有功能可以继续运行。在待机模式下，除了被选择继续运行的功能外，所有时钟和功能都停止。设备支持 SleepWalking 功能。此功能允许外设基于预定义条件从睡眠中唤醒，从而使 CPU 仅在需要时（例如当阈值被超过或结果准备好时）唤醒。事件系统支持同步和异步事件，即使在外设处于待机模式时也能接收、响应和发送事件。

Flash 程序存储器可以通过 SWD 接口进行在线重新编程。同一接口也可用于应用程序代码的非侵入式片上调试。在设备中运行的引导加载程序可以使用任何通信接口下载并升级 Flash 存储器中的应用程序程序。

SAM D20 设备配备了一整套程序和系统开发工具，包括 C 编译器、宏汇编器、程序调试器/仿真器、编程器和评估套件。