- •Магомедов и. А. Микропроцессорные системы. Теория и практика применения микроконтроллеров
- •Глава I. Микроконтроллеры
- •Глава III. Лабораторный практикум по микроконтроллерам семейства avr фирмы atmel
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава I. Микроконтроллеры
- •1.1. Классификация микроконтроллеров
- •Области применения:
- •1.2. Направление развития элементной базы 8-разрядных микроконтроллеров
- •Контрольные вопросы
- •Глава II. Высокопроизводительные risc микроконтроллеры семейства avr
- •2.1. Микроконтроллер фирмы Atmel aTmega1281
- •2.2. Системное управление и сброс микроконтроллера
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Программная модель микроконтроллера2
- •Регистр управления коэффициентом деления частоты кварцевого генератора - xtal Divide Control Register – xdiv.
- •Контрольные вопросы
- •Регистр управления коэффициентом деления частоты кварцевого генератора xdiv и его назначение. Пример использования регистра.
- •2.4 Подсистема памяти микроконтроллера
- •2.4.1 Статическое озу памяти данных
- •2.4.2 Система команд процессоров avr в семействе avr система команд у микроконтроллеров разных типов содержат от 89 до 130 команд.
- •2.4.3 Режимы адресации памяти программ и данных
- •2.4.5 Память данных на eeprom
- •2.4.6 Конфигурационные биты
- •2.4.7 Системная синхронизация и тактовые источники
- •Контрольные вопросы
- •2.5. Периферийные модули микроконтроллера aTmega128
- •2.5.1. Параллельные порты ввода-вывода
- •Порты в качестве универсального цифрового ввода-вывода. Все порты являются двунаправленными портами ввода-вывода с опциональными подтягивающими резисторами.
- •Описание регистров портов ввода-вывода.
- •Использование параллельных портов для управления жидкокристаллическим индикатором и
- •Контрольные вопросы
- •2.6. Подсистема таймера/счетчика микроконтроллера aTmega128
- •Описание регистров 8-разрядного таймера-счетчика 0.
- •Описание регистров 16-разрядных таймеров-счетчиков.
- •Контрольные вопросы
- •2.7. Подсистема ввода аналоговых сигналов мк
- •Контрольные вопросы
- •2.8. Аналоговый компаратор
- •Контрольные вопросы
- •2.9. Последовательный периферийный интерфейс – spi
- •Функционирование вывода ss.
- •2.9.1. Пример использования интерфейса spi микроконтроллера aTmega128
- •Контрольные вопросы
- •2.10. Универсальный синхронно - асинхронный последовательный приемопередатчик
- •Описание регистров усапп
- •2.10.1. Пример использования порта uart
- •Контрольные вопросы
- •2.11. Последовательный двухпроводной интерфейс twi
- •2.11.1. Формат посылки и передаваемых данных
- •2.11.2. Модуль twi микроконтроллера avr
- •Описание регистров twi.
- •2.11,3. Подключение схемы ds1307 к микроконтроллеру по интерфейсу twi
- •Глава III. Лабораторный практикум по микроконтроллерам семейства avr фирмы atmel6
- •Оформление отчета
- •Правила выполнение работы в лаборатории
- •Подготовки стенда к выполнению лабораторной работы
- •Лабораторная работа № 1. Разработка и отладка программ в среде avr Studio 4. Изучение системы команд микроконтроллеров семейства avr
- •Режимы работы отладчика
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №1
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №1
- •Лабораторная работа №2. Параллельные порты ввода/вывода микроконтроллера
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №2
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №2
- •Лабораторная работа №3 Подсистема ввода аналоговых сигналов микроконтроллера
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №3
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №3
- •Лабораторная работа №4.
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №4
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №4
- •Лабораторная работа №5 Изучение режимов работы Таймера/Счетчика
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №5
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе № 5
- •Лабораторная работа №6 Последовательный периферийный интерфейс – spi
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №6
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе № 6
- •Лабораторная работа №7 Подсистема памяти микроконтроллера.
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работе №7
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №7
- •Лабораторная работа №8 Последовательный двухпроводной интерфейс i2c (twi)
- •Краткие теоретические сведения
- •Индивидуальные задания к выполнению лабораторной работы №8
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе №8
- •Список использованной литературы
- •Костин г.Ю. Микроконтроллеры фирмы Motorola. М.: ктц-мк, 1998.
- •Микроконтроллеры семейства avr
- •Приложение 2
- •Include - Вложить другой файл
- •Выражения
- •Набор инструкций
- •Приложение 3
- •Семейства avr
- •Приложение 4
Регистр управления коэффициентом деления частоты кварцевого генератора - xtal Divide Control Register – xdiv.
Регистр XDIV используется для установления коэффициента деления частоты кварцевого генератора в диапазоне от 1 до 129.
Бит 7 - IVEN. Разрешение деления частоты XTAL. При установленном в 1 бите XDIVEN тактовая частота CPU и всей периферии делится в соответствии с установленным битами XDIV6 - XDIV0 коэффициентом деления. Такая возможность может быть использована для снижения потребления, при условии допустимости снижения вычислительной мощности. Этот бит может быть установлен и очищен в процессе выполнения программы тогда, когда это определяется применением.
Биты 6..0 - XDIV6..XDIV0. Биты выбора коэффициента деления. Эти биты устанавливают коэффициент деления тактовой частоты при установленном бите XDIVEN. Если десятичное значение этих семи битов обозначить через d, то результирующая тактовая частота CPU будет определяться по формуле fclk=XTAL/(129-d).
Состояния этих битов можно изменить только когда бит XDIVEN сброшен (в состоянии 0). При установленном бите XDIVEN, записанное единовременно в биты XDIV6..XDIV0 значение будет определять коэффициент деления. При сбросе бита XDIVEN записанные в биты XDIV6..XDIV0 значения игнорируются. Поскольку делитель делит тактовую частоту, поступающую на MCU, то и на периферийные устройства поступает тактовая частота с тем же коэффициентом деления.
Регистр управления микроконтроллером – MCUCR
Разряд
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
SRE |
SRW10 |
SE |
SM1 |
SM0 |
SM2 |
IVSEL |
IVCE |
|
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
W/R |
Исходное значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Бит 7 – SRE. Разрешение внешней SRAM. Установленный в 1 бит SRE разрешает обращение к внешней SRAM данных и переводит работу выводов AD0-7 (порт A), A8-15 (порт C), WR и RD на выполнение альтернативной функции. Затем бит SRE перенастраивает установки направлений любых выводов в соответствующих регистрах направления данных. Очистка бита SRE (установка в 0) запрещает обращение к внешней SRAM и восстанавливает нормальные установки направлений выводов и данных.
Бит 6 – SRW10. Режим ожидания внешней SRAM. При установленном в 1 бите SRW к циклу обращения к внешней SRAM добавляется один цикл ожидания. При сброшенном в 0 бите SRW10 обращение к внешней SRAM выполняется по трехцикловой схеме.
Бит 5 – SE. Разрешение режима Sleep. Установленный в 1 бит SE разрешает перевод MCU в режим sleep по команде SLEEP. Чтобы исключить перевод MCU в незапрограммированный режим sleep, рекомендуется устанавливать бит SE непосредственно перед выполнением команды SLEEP.
Биты 4,3 - SM1, SM0. Биты выбора режима Sleep. Данные биты позволяют выбрать один из трех возможных режимов sleep, как показано в таблице 2.6.
Таблица 2.6. Выбор режима Sleep
SM1 |
SM0 |
Sleep Mode |
Режим |
0 |
0 |
Режим Idle |
холостой ход |
0 |
1 |
Зарезервировано |
|
1 |
0 |
Режим Power Down |
отключение |
1 |
1 |
Режим Power Save |
энергосберегающий |
Бит 1 – IVSEL. Выбор вектора прерывания. Если бит IVSEL сброшен (=0), то векторы прерываний размещаются в начале флэш-памяти. Если данный бит установлен (=1), то векторы прерываний перемещаются в начало загрузочного сектора флэш-памяти. Фактический адрес начала загрузочного сектора определяется значением конфигурационных бит BOOTSZ. Во избежание несанкционированных изменений таблицы векторов прерываний необходимо выполнить специальную последовательность записи при изменении бита IVSEL:
Записать 1 в бит разрешения изменения вектора прерывания (IVCE).
В течение четырех машинных циклов записать желаемое значение в IVSEL, при этом записывая 0 в IVCE.
Прерывания будут автоматически отключены при выполнении такой последовательности. Прерывания отключаются во время установки IVCE и останутся отключенными до перехода к инструкции следующей за инструкцией записи в IVSEL. Если IVSEL не записан, то прерывания будет находиться в отключенном состоянии 4 такта синхронизации. Состояние бита I в регистре статуса не затрагивается при автоматическом отключении прерываний3.
Бит 0 – IVCE. Разрешение изменения вектора прерывания. В бит IVCE должна быть записана 1, чтобы разрешить изменение бита IVSEL. IVCE сбрасывается аппаратно через четыре машинных цикла после записи 1 в IVSEL. Установка бита IVCE приведет к отключению прерываний, что описано при рассмотрении бита IVSEL выше.
Пример кода на Ассемблере
Move_interrupts:
; Разрешение изменения векторов прерываний
ldi r16, (1<<IVCE)
out MCUCR, r16
; Перемещение векторов в загрузочный сектор флэш-памяти
ldi r16, (1<<IVSEL)
out MCUCR, r16
ret
