Atmel AVR

AVR on termi, jota Atmel käyttää prosessorin ytimeen ja sitä toteuttavaan mikro-ohjainperheeseen .

Kuvaus

AVR- ytimellä on seuraavat ominaisuudet:

Harvardin 8-bittinen RISC-arkkitehtuuri
32 laskeminen rekisterit jaettu 2 osajoukkoja:
- rekisterit r0 - r15 eivät salli välittömien arvojen käyttöä
- ja rekisterit r16 - r31 sallivat tämän.

Aseta 90-135 ohjeet (komponentista riippuen).

Suurin osa ohjeista (paitsi hyppy- tai muistin käyttöohjeet) suoritetaan yhdessä prosessorisyklissä . AVR-arkkitehtuuri toteuttaa putkilinjan , joka mahdollistaa yhden käskyn suorittamisen kellojaksoa kohden. AVR-ydin saavuttaa siis noin 1 Mips / MHz.

AVR-ydin on optimoitu suorittamaan C-kääntäjän tuottama koodi.

AVR-ytimessä on 3 16-bittistä osoitinta X, Y ja Z, jotka on kartoitettu 8-bittisiin rekistereihin r26 - r31 (X = r26 + r27, Y = r28 + r29 ja Z = r30 + r31). Kolme osoitinta mahdollistavat erityyppisen indeksoinnin (epäsuora, epäsuora siirtymällä) joko ennen tai jälkisäätöä.

oheislaitteisiin pääsee rekisteritietojen ja SRAM: n väliin sijoitetusta osoiteavaruudesta (johon pääsee muun muassa ld- ja st- ohjeilla ). Erikoisohjeiden joukko antaa kuitenkin käytännöllisemmän pääsyn oheislaitteisiin ( sisään- ja ulos- ohjeet ) erityisesti SBI (Set Bit in I / O) ja CBI (Clear Bit in I / O) ohjeiden avulla, joiden avulla voidaan asettaa 1 ja 0: lla bitti ensimmäisissä 32 tulo- / lähtörekisterissä. Lisäksi sisään-, ulos-, sbi- ja cbi-käskyt suoritetaan yhdessä jaksossa.
rekisterit r0 - r31 on kartoitettu RAM-tilaan (osoite 0-31), joka sallii pääsyn niihin X: n, Y: n ja Z: n kautta.
yhteydet ovat lukuisat ja mahdollistavat kaikkien skenaarioiden saavuttamisen.
käskysarja on suunniteltu siten, että vaikka ydin on 8 bittiä, on erittäin helppo suorittaa laskelmia 16, 24 tai 32 bitillä (jne.)
komponenttien mukaan laitteistokerroin (2 jaksoa) asennetaan.
useimmat AVR-komponentit ovat täysin staattisia , ts. oikean toiminnan edellyttämää kellotaajuutta ei ole rajoitettu.
AVR-komponenteilla on keskimäärin noin 15 keskeytystä (kiinteistä oheislaitteista riippuen) kiinteän prioriteetin.
AVR-ytimessä on 16-bittinen pinonosoitin (SRAM-laitteille (95% komponenteista)).

AVR-mikrokontrollerit sisältävät samassa laatikossa AVR-ytimen (mikroprosessori), flash-muistin (ohjelmatila), SRAM (datatila), EEPROM (varmuuskopiotila) ja erilaiset oheislaitteet .

Kutakin oheislaitetta hoitaa siihen liittyvät rekisterit (rekisterit) (pääsy sisään- ja ulos- ohjeiden kautta ).

Tässä on osoitus AVR-mikrokontrolleriperheessä olevista oheislaitteista:

EEPROM-muisti (sitä hallitaan laitteena).
8- ja 16-bittiset ajastimet, joissa on "vertailu" (keskeytys, kun valittu arvo saavutetaan) ja PWM- tila .
UART- asynkroninen sarjaliitäntä (rxd, txd).
SPI- synkroninen sarjaliitäntä (miso, mosi, sck, SS).
TWI-sarjaliitäntä (yhteensopiva I 2 C (2 johtoa))
1- johtiminen sarjaliitäntä (1-johdin)
tulo / lähtöportit (PIO), jossa integroitu pull-up- vastuksia .
sisäinen oskillaattori
erillinen oskillaattori RTC-kellolle
10-bittinen analogia-digitaalimuunnin
analoginen vertailija

Eri perheet

AVR-mikrokontrolleriperhe koostuu viidestä pääryhmästä:

TinyAVR: t
- ohjelmamuisti 1–8 kB
- 8-32-nastainen paketti
- rajoitettu määrä laitteita

MegaAVR: t
- ohjelmamuisti 4-256 kB
- 28-100-nastainen pakkaus
- laajempi käskyjoukko (kertolasku, ohjeet laajennetulle muistille pääsylle)
- lisää laitteita

XMEGA
- ohjelmamuisti välillä 16-384 kt
- 44-100-nastainen pakkaus
- Laajennettu suorituskyky, kuten DMA , laitteiden välinen tapahtumien käsittely, sisäänrakennettu salaus.

Erityiset AVR: t erityissovelluksiin
- AVR-perheeseen kuuluvat MegaAVR-laitteet oheislaitteilla, kuten:
  - USB- ohjain
  - CAN- ohjain
  - LCD- ohjain
  - edistynyt PWM- ohjain
  - akun ohjain
  - ZigBee langaton verkko-ohjain
- FPSLIC (Field Programmable System Level Integrated Circuit) on piiri, joka on AVP-ytimellä varustettu FPGA , sydän voi toimia jopa 50 MHz : llä suorittamalla ohjelmansa RAM-muistissa toisin kuin muut perheet, jotka suorittavat ohjelman FLASH-muistissa.

Ohjelmistojen ja laitteistojen kehittäminen

Microsoft Windows -ympäristössä Atmelin tarjoama AVRstudio yhdistettynä WinAVR: ään (Win32-versio avr-gcc: stä) mahdollistaa kehityksen C- kielellä ilmaiseksi ja ilman rajoituksia.

AVR-tiedostoille on olemassa myös Pascal- kääntäjä (E-LAB Pascal-scm), se käyttää syntaksia lähellä Turbo Pascalia .

Vuonna FreeBSD , GNU-Linux tai MacOS X ympäristöissä , AVR-GCC (C-kääntäjä) ja UISP, avrdude voit kehittää näihin mikro. Libc: ssä on myös mukautus.

C: ssä, Pascalissa tai Basicissa on myös ilmaisia tuotteita, mutta vain 4Ko. Ne integroivat useita kirjastoja sovelluskoodauksen yksinkertaistamiseksi sekä täydelliset laitteistoympäristöt prototyyppien tekemistä varten.

Markkinoilla on monia ohjelmoijia , PC: n ja mikrokontrollerin välinen liitäntätyökalu, joka sallii ohjelmamuistin vilkkumisen (Atmel STK-200, 300, 400, 500, 600 tai muut) ja Internet-sivustoissa on monia kaavioita, joiden avulla voit se itse.

Kolme erilaista käyttöliittymää, Internet-palveluntarjoaja, joka välittää vain muistit, rajapinnat, JTAG ja DebugWIRE (sisään) (virheenkorjaus johdolla), joita käytetään salamaan ja virheenkorjaukseen suoraan AVRStudiosta, erittäin kätevä sovellusten kuljettamiseen. ISP-liitäntä on läsnä kaikissa ATMEL-mikrokontrollereissa, JTAG- ja DebugWire-liitännät riippuvat mikrokontrolleriperheestä.

AVR-mikrokontrollerin käyttämiseksi riittää, että maadoitus ja Vcc- nastat liitetään potentiaaliin 0 ja 5 V (esimerkiksi) ja laitetaan vetovastus palautustapiin (10 kΩ: n vastus nollaustapin väliin) ja vcc). Jos komponentilla ei ole sisäistä oskillaattoria tai jos halutaan tarkka taajuus, on lisättävä ulkoinen oskillaattori ( enimmäkseen kide ).

Viitteet

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ethernut , Atmel AVR: n käyttöjärjestelmä
Arduino , ATmega328: n kanssa Arduino UNO -versiossa
ATMega8 : n upottaminen FPGA: hon tuo joitain rekistereitä ja AVR-sarjan käskyjoukon .

Ulkoiset linkit

(en) Virallinen sivusto

Bibliografia

Florian Schäffer, RISC AVR -mikrokontrollerien C-ohjelmointi , Elektor, 2009 ( ISBN 978-2-86661-169-9 )