42.Режимы работы портов ввода-вывода, альтернативные функции. Система прерываний.

Все порты ввода-вывода (ПВВ) AVR-микроконтроллеров работают по принципу чтение-модификация-запись при использовании их в качестве портов универсального ввода-вывода. Это означает, что изменение направления ввода-вывода одной линии порта командами SBI и CBI будет происходит без ложных изменений направления ввода-вывода других линий порта. Данное распространяется также и на изменение логического уровня (если линия порта настроена на вывод) или на в ключение/отключение подтягивающих резисторов (если линия настроена на ввод).

Каждый выходной буфер имеет симметричную характеристику управления с высоким втекающим и вытекающим выходными токами. Выходной драйвер обладает нагрузочной способностью, которая позволяет непосредственно управлять светодиодными индикаторами.

Ко всем линиям портов может быть подключен индивидуальный выборочный подтягивающий к плюсу питания резистор, сопротивление которого не зависит от напряжения питания. На всех линиях ПВВ установлены защитные диоды, которые подключены к VCC и Общему (GND).

Альтернативные функции порта.Большинство выводов поддерживают альтернативные функции в дополнение к универсальному цифровому вводу-выводу. Управляющие сигналы могут быть отключены альтернативными функциями. Сигналы откл-ния могут присутствовать не на всех выводах, поэтому рисунок необходимо использовать как общее описание, применимое ко всем выводам портов семейства AVR-микроконтроллеров. Отключающие сигналы генерируются внутренне в модулях, поддерживающих альтернативные функции.

Система прерываний

Микроконтроллеры ATmega используют множество источников прерывания. Эти прерывания и вектор сброса располагают отдельными программными векторами в пространстве памяти программ. Каждому прерыванию присвоен свой бит разрешения который должен быть установлен совместно с битом I регистра статуса. Векторы прерываний объединяются в таблицу векторов прерываний, содержащую адреса обработчиков прерываний. Местоположение таблицы зависит от типа и режима работы процессора. Младшие адреса пространства памяти программ автоматически определяются как векторы сброса и прерываний.

Пример перечня векторов представлен в таблице.Прерывания с младшими адресами имеют больший уровень приоритета. RESET имеет наивысший уровень приоритета, следующим является INT0 - Запрос внешнего прерывания 0 и т.д. Микроконтроллеры ATmega содержат два специальных 8-разрядных регистра масок прерываний: регистр масок внешних прерываний и регистр масок прерываний по таймеру/счетчику. Кроме того, в регистрах управления периферией могут быть организованы и другие биты разрешения и биты масок.

При возникновении прерывания бит I разрешения глобального прерывания (Global Interrupt Enable) очищается и все прочие прерывания запрещаются. Пользовательское ПО, с тем, чтобы разрешить вложенные прерывания, может установить бит I внутри подпрограммы обработки прерывания.

Выход из подпрограммы обработки прерывания происходит по команде RETI, при этом бит I устанавливается в состояние 1 Когда счетчик команд указывает вектор подпрограммы обработки прерывания, соответствующий флаг, вызвавший прерывание, аппаратно очищается. Некоторые флаги прерываний можно очистить, записав в соответствующий бит очищаемого флага логическую единицу.

Vector No.	Program Address	Source	Interrupt Definition
1	$0000	RESET	Сброс по выводу и сторожевому таймеру
2	$0002	INT0	Запрос внешнего прерывания 0
3	$0004	INT1	Запрос внешнего прерывания 1
4	$0006	INT2	Запрос внешнего прерывания 2
5	$0008	TIMER2 COMP	Совпадение при сравнении таймера/счетчика 2
6	$000A	TIMER2 OVF	Переполнение таймера/счетчика 2
7	$000C	TIMER1 CAPT	Захват таймера/счетчика 1
8	$000E	TIMER1 COMPA	Совпадение A при сравнении таймера/счетчика 1
9	$0010	TIMER1 COMPB	Совпадение B при сравнении таймера/счетчика 1
10	$0012	TIMER1 OVF	Переполнение таймера/счетчика 1
11	$0014	TIMER0 COMP	Совпадение при сравнении таймера/счетчика 0
12	$0016	TIMER0 OVF	Переполнение таймера/счетчика 0
13	$0018	SPI, STC	Завершение пересылки SPI
14	$001A	UART, RXC	Завершение приема UART
15	$001C	UART, UDRE	Регистр данных UART пуст
16	$001E	UART, TXC	Завершение передачи UART
17	$0020	ADC	Завершение ADC преобразования
18	$0022	EE READY	Готовность EEPROM (EEPROM Ready)
19	$0024	ANALOG COMP	Срабатывание аналогового компаратора
20	$0026	TWI	Двухпроводной последовательный интерфейс
21	$0028	SPM_RDY	Готовность памяти программ EEPROM