AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和32 個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元（ALU） 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的復(fù)雜指令集微處理器高10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。

　　ATmega128 具有如下特點(diǎn)：128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash（ 具有在寫的過程中還可以讀的能力，即RWW）、4K 字節(jié)的EEPROM、4K 字節(jié)的SRAM、53 個通用I/O 口線、32個通用工作寄存器、實(shí)時時鐘RTC、4 個靈活的具有比較模式和PWM 功能的定時器/ 計(jì)數(shù)器（T/C）、兩個USART、面向字節(jié)的兩線接口TWI、8 通道10 位ADC（ 具有可選的可編程增益）、具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器、SPI 串行端口、與IEEE 1149.1 規(guī)范兼容的JTAG 測試接口（ 此接口同時還可以用于片上調(diào)試），以及六種可以通過軟件選擇的省電模式。空閑模式時CPU 停止工作，而SRAM、T/C、SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作，寄存器的內(nèi)容則一直保持；省電模式時異步定時器繼續(xù)運(yùn)行，以允許用戶維持時間基準(zhǔn)，器件的其他部分則處于睡眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時CPU 和所有的I/O 模塊停止運(yùn)行，而異步定時器和ADC 繼續(xù)工作，以減少ADC 轉(zhuǎn)換時的開關(guān)噪聲； Standby 模式時振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴(kuò)展Standby 模式則允許振蕩器和異步定時器繼續(xù)工作。

　　器件是以Atmel 的高密度非易失性內(nèi)存技術(shù)生產(chǎn)的。片內(nèi) ISP Flash 可以通過SPI 接口、通用編程器，或引導(dǎo)程序多次編程。引導(dǎo)程序可以使用任何接口來下載應(yīng)用程序到應(yīng)用Flash存儲器。在更新應(yīng)用Flash存儲器時引導(dǎo)Flash區(qū)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)RWW操作。通過將8 位RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 集成在一個芯片內(nèi)， ATmega128 為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的方案。

　　ATmega128 AVR有整套的開發(fā)工具，包括C編譯器，宏匯編，程序調(diào)試器/ 仿真器和評估板。