Теоретическая часть Микроконтроллеры avr семейства Mega

Большинство микроконтроллеров фирмы «Аtmel» изготовляются по технологии КМОП, которая в сочетании архитектурой RISC дает возможно получить хорошие результаты в соотношении быстродействие и энергопотребления. Все микроконтроллеры AVRсемейства Mega являются 8-разрядными микроконтроллерами, которые предназначены для встраиваемых приложений. Стоит отметить, что описываемое семейство микроконтроллеров является самым развитым.

Особенности микроконтроллеров AVRсемейства Mega:

• FLASH память программ. Объемом от 8 до 128 Кбайт;

• ОЗУ объемом от 1 до 4 Кбайт;

• EEPROM объемом от 512 байт до 4 Кбайт (число циклов стирания/записи не менее 100000);

• Защита от чтения и модификации памяти программ и данных;

• программирование непосредственно в системе, через последовательные интерфейсы SPI и JTAG'

• возможность внутрисхемной отладки в соответствии со стандартом IEEE 1149.1 (JTAO);

• Способы синхронизации: встроенный RC- генератор с внутренней или внешней времязадающей RС - цепочкой или с внешним резонатором;

• Возможность подключения внешнего сигнала синхронизации;

• Режимы пониженного энергопотребления;

• наличие детектора снижения напряжения питания (brown-out detector, BOD);

• возможность программного снижения частоты тактового генератора.

Характеристики процессора

Подавляющее большинство основных характеристик процессора микроконтроллеров линейки Mega такие же, что и микроконтроллеров других линеек Classic и Tiny:

• полностью статическая архитектура; минимальная тактовая частота- равна нулю;

• АЛУ подключено непосредственно к регистрам обшего назначения;

• большинство команд выполняются за один машинный цикл;

• многоуровневая система прерываний; поддержка очереди прерываний.

Процессор микроконтроллеров семейства Mega имеет ряд свойств, присущих именно этому семейcтву:

• наибольшее число источников прерываний (до 27 источников, из них до 8 внешних);

• наличие программного стека во всех моделях семейства;

• имеется аппаратный умножитель.

Описание отладочного модуля Общие сведения

Arduino — аппаратная вычислительная платформа, состоящая из двух основных компонентов: плата ввода-вывода и среда разработки на языке Processing/Wiring. Arduino удобна для разработки электронных устройств как для новичков, так и для профессионалов. Эта платформа пользуется огромной популярностью во всем мире из-за простого языка программирования, открытой архитектуры и программного кода. Особенность данной платформы является то что она программируется без использования программаторов через USB. С помощью Arduino компьютер может выйти за рамки виртуального мира в физический, благодаря множеству датчиков которые можно подключить к плате. Датчики могут получать информацию об окружающей среде, а также управлять различными исполнительными устройствами.

Может  взаимодействовать и с программным обеспечением на компьютере (например, Flash, Processing, MaxMSP).

Плата Arduino состоит из микроконтроллера и элементов обвязки для программирования и интеграции с другими схемами. На многих платах так же имеется линейный стабилизатор напряжения. Тактирование осуществляется на частоте 16 или 8 МГц кварцевым резонатором (прибор, в котором пьезокристаллический эффект и явление механического резонанса используется для построения высокодобротного (свойство колебательной системы, определяющее полосу резонанса и показывающее, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за один период колебаний) резонансного элемента электронной схемы). В микроконтроллер предварительно прошивается загрузчик (программа, отвечающая за загрузку исполнительных файлов и запуск новых процессов) BootLoader, поэтому внешний программатор не нужен. Плата Arduino содержит инвертирующую схему для конвертирования уровней сигналов RS-232 (Recommended Standart 232, физический уровень для асинхронного интерфейса) в уровни ТТЛ (Транзисторно-транзисторная логика-разновидность цифровых логических микросхем, построенных на основе биполярных транзисторов (трёхэлектродный полупроводниковый прибор) и резисторов.), и наоборот.

Изображения используются с разрешения разработчика. ArduinoTM является зарегистрированной торговой маркой (WEB: arduino.cc)

Интегрированная среда разработки Arduino — это кросплотформенное приложение на Java, включающая в себя редактор кода, компилятор и модуль передачи прошивки в плату. Язык программирования используемый для Arduino очень похож на С++, дополненный некоторыми библиотеками. Обработка программ осуществляется с помощью препроцессора, а компилируется с помощью AVR-GCC.