mpusu_avr_p2
.pdf
20.12.2017
Модуль параллельных портов ввода-вывода
Настройка порта на вход с подтягивающим резистором
41
Голик С.Е.
Модуль параллельных портов ввода-вывода
Альтернативные функции портов МК ATmega16A
|
PORTA |
|
|
Вывод |
Альтернативная функция |
PA0 |
ADC0 – вход АЦП канал 0 |
PA1 |
ADC1 – вход АЦП канал 1 |
РA2 |
ADC2 – вход АЦП канал 2 |
РA3 |
ADC3 – вход АЦП канал 3 |
РA4 |
ADC4 – вход АЦП канал 4 |
РA5 |
ADC5 – вход АЦП канал 5 |
РA6 |
ADC6 – вход АЦП канал 6 |
РA7 |
ADC7 – вход АЦП канал 7 |
|
PORTC |
Вывод |
Альтернативная функция |
PС0 |
SCL – тактовый сигнал модуля TWI |
PС1 |
SCA – данные модуля TWI |
PС2 |
TCK – тактовый сигнал JTAG |
PС3 |
TMS – выбор режима JTAG |
PС4 |
TDO – выход данных JTAG |
PС5 |
TDI – вход данных JTAG |
PС6 |
TOSC1 – подключение кварца ТC2 |
PС7 |
TOSC2 – подключение кварца ТC2 |
|
PORTB |
|
|
Вывод |
Альтернативная функция |
PB0 |
Т0 – вход внешнего сигнала ТC0 |
PB1 |
Т1 – вход внешнего сигнала ТC1 |
РВ2 |
AIN0/INT2 – вход «+» аналогового компа- |
ратора/вход внешнего прерывания INT2 |
|
РВ3 |
AIN1/OC0 – вход «–» аналогового компа- |
ратора/выход совпадения таймера Т0 |
|
РВ4 |
SS – выбор Slave устройства в канале SPI |
РВ5 |
MOSI – вход данных канала SPI |
РВ6 |
MISO – выход данных канала SPI |
РВ7 |
SCK – вход тактовых импульсов SPI |
|
PORTD |
Вывод |
Альтернативная функция |
PD0 |
RXD – вход данных UART |
PD1 |
TXD – выход данных UART |
PD2 |
INTO – Вход внешнего прерывания 0 |
PD3 |
INT1 – Вход внешнего прерывания 1 |
PD4 |
OC1B – выход сравнения ТC1 |
PD5 |
OC1А – выход сравнения ТC1 |
PD6 |
ICP – вход захвата T1 |
PD7 |
OC2 – выход сравнения ТC2 |
42
Голик С.Е.
21
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
43
Голик С.Е.
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Рабочие и управляющие регистры таймера/счетчика TC0
Работа и управление таймером/счетчиком TC0 обеспечивается следующим набором регистров ввода-вывода
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TCNT0 |
MSB |
|
|
|
|
|
|
LSB |
OCR0 |
MSB |
|
|
|
|
|
|
LSB |
TCCR0 |
FOC0 |
WGM00 |
COM01 |
COM00 |
WGM01 |
CS02 |
CS01 |
CS00 |
TIFR |
OCF2 |
TOV2 |
ICF1 |
OCF1A |
OCF1B |
TOV1 |
OCF0 |
TOV0 |
TIMSK |
OCIE2 |
TOIE2 |
TICIE1 |
OCIE1A |
OCIE1B |
TOIE1 |
OCIE0 |
TOIE0 |
SFIOR |
ADTS2 |
ADTS1 |
ADTS0 |
− |
ASME |
PUD |
PSR2 |
PSR10 |
SREG |
I |
T |
H |
S |
V |
N |
Z |
C |
•TCNT0 (Timer/Counter0) − счетный регистр
•OCR0 (Timer/Counter0 Output Compare Register) − регистр сравнения
•TCCR0 (Timer/Counter0 Control Register) − регистр управления TC0
•TIFR (Timer/Counter Interrupt Flag Register) − регистр флагов прерываний таймеров
•TIMSK (Timer/Counter Interrupt Mask Register) − регистр разрешения прерываний таймеров
•SFIOR (Special Function Input Output Register) − регистр специальных функций ввода-вывода
•SREG (Status register) − регистр состояния
LSB, MSB − младший и старший значащие биты соответственно
44
Голик С.Е.
22
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Структура таймера/счетчика TC0
45
Голик С.Е.
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Модули счетчика и сравнения таймера/счетчика TC0
Модуль счетчика
Модуль сравнения
TCNT0 – 8-разрядный счетный регистр Счет – инкремент или декремент TCNT0 Сброс – установка всех бит TCNT0 в 0 Направление – выбор между инкрементом и декрементом
BOTTOM – нижний предел счета TOP – верхний предел счета
46
Голик С.Е.
23
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Предделитель таймеров/счетчиков TC0 и TC1
PSR10 – бит сброса предделителя (разряд 0 регистра SFIOR)
47
Голик С.Е.
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
||||||
|
|
|
Управление таймером/счетчиком TC0 |
|
||||
Регистр управления таймером/счетчиком TCCR0 |
|
|
|
|
||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TCCR0 |
FOC0 |
WGM00 |
COM01 |
COM00 |
WGM01 |
CS02 |
CS01 |
CS00 |
Чтение/запись |
W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Бит 7 – FOC0: Принудительное изменение состояния вывода OC0. Активен только в режимах Normal и CTC. Запись 1 в разряд FOC0 приводит к изменению состояния вывода OC0 в соответствии с установками разрядов COM01, COM00. Прерывание при этом не генерируется и сброс таймера (в режиме CTC) не производится. В режимах с PWM разряд должен быть сброшен в 0. При чтении FOC0 всегда считывается как 0.
•Биты 6, 3 – WGM00, WGM01: Режим работы таймера-счетчика TC0. Данные биты определяют алгоритм счета, источник задания верхнего предела счета и тип генерируемых прямоугольных импульсов на выводе OC0.
№ |
WGM01 |
WGM00 |
Название режима |
Модуль счета TOP |
Обновление OCR0 |
Установка флага TOV0 |
|
|
|||||
0 |
0 |
0 |
Normal |
0xFF |
Немедленно |
MAX |
1 |
0 |
1 |
Phase Correct PWM (ШИМ с точной фазой) |
0xFF |
TOP |
BOTTOM |
2 |
1 |
0 |
CTC (сброс при совпадении) |
OCR0 |
Немедленно |
MAX |
3 |
1 |
1 |
Fast PWM (быстрый ШИМ) |
0xFF |
BOTTOM |
MAX |
48
Голик С.Е.
24
20.12.2017
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
||||||
|
|
|
Управление таймером/счетчиком TC0 |
|
||||
Регистр управления таймером/счетчиком TCCR0 (продолжение) |
|
|
|
|||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TCCR0 |
FOC0 |
WGM00 |
COM01 |
COM00 |
WGM01 |
CS02 |
CS01 |
CS00 |
Чтение/запись |
W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Биты 5, 4 – COM01, COM00: Режим формирования выходного сигнала. Данные биты определяют алгоритм изменения сигнала на выводе OC0 при совпадении содержимого счетного регистра и регистра сравнения. Установки, задаваемые этими разрядами, зависят от выбранного режима работы таймера.
•Биты 2:0 – CS02, CS01, CS00: Управление тактовым сигналом. Эти разряды определяют источник тактового сигнала таймера/счетчика.
CS02 |
CS01 |
CS00 |
Описание |
0 |
0 |
0 |
Таймер/счетчик 0 остановлен |
0 |
0 |
1 |
clkI/O |
0 |
1 |
0 |
clkI/O/8 |
0 |
1 |
1 |
clkI/O/64 |
1 |
0 |
0 |
clkI/O/256 |
1 |
0 |
1 |
clkI/O/1024 |
1 |
1 |
0 |
Внешний контакт TC0, инкрементирование TCNT0 по срезу сигнала |
1 |
1 |
1 |
Внешний контакт TC0, инкрементирование TCNT0 по фронту сигнала |
49
Голик С.Е.
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Режимы работы таймера/счетчика TC0
Режим Normal
COMn1 |
COMn0 |
Формирование сигнала на выводе OCn |
0 |
0 |
Таймер/счетчик отключен от вывода OCn |
0 |
1 |
Инверсия вывода OCn при совпадении TCNTn и OCRn |
1 |
0 |
Вывод сбрасывается в 0 при совпадении TCNTn и OCRn |
1 |
1 |
Вывод устанавливается в 1 при совпадении TCNTn и OCRn |
50
Голик С.Е.
25
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Режимы работы таймера/счетчика TC0
Режим CTC (сброс при совпадении)
COMn1 |
COMn0 |
Формирование сигнала на выводе OCn |
0 |
0 |
Таймер/счетчик отключен от вывода Ocn |
0 |
1 |
Инверсия вывода OCn при совпадении TCNTn и OCRn |
1 |
0 |
Вывод сбрасывается в 0 при совпадении TCNTn и OCRn |
1 |
1 |
Вывод устанавливается в 1 при совпадении TCNTn и OCRn |
51
Голик С.Е.
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Режимы работы таймера/счетчика TC0
Режим Fast PWM (Быстрый ШИМ)
COMn1 |
COMn0 |
Формирование сигнала на выводе OCn |
|
0 |
0 |
Таймер/счетчик отключен от вывода OCn |
|
0 |
1 |
Зарезервировано |
|
1 |
0 |
Вывод OCn сбрасывается в 0 при совпадении содержимого TCNTn |
|
и OCRn. Устанавливается в 1 при TCNT0 = 0x00 |
|||
|
|
||
1 |
1 |
Вывод OCn устанавливается в 1 при совпадении содержимого |
|
TCNTn и OCRn. Сбрасывается в 0 при TCNTn = 0x00 |
|||
|
|
52
Голик С.Е.
26
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Режимы работы таймера/счетчика TC0
Режим Phase Correct PWM (ШИМ с точной фазой)
COMn1 |
COMn0 |
Формирование сигнала на выводе OCn |
|
0 |
0 |
Таймер/счетчик отключен от вывода OCn |
|
0 |
1 |
Зарезервировано |
|
1 |
0 |
Сбрасывается в 0 при совпадении на прямом счете и |
|
устанавливается в 1 при совпадении на обратном счете. |
|
||
|
|
|
|
1 |
1 |
Устанавливается в 1 при совпадении на прямом счете и |
|
сбрасывается в 0 при совпадении на обратном счете |
|
||
|
|
53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Голик С.Е. |
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
||||||
|
|
|
Прерывания от таймера/счетчика TC0 |
|
||||
Регистр флагов прерываний таймеров TIFR |
|
|
|
|
|
|||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TIFR |
OCF2 |
TOV2 |
ICF1 |
OCF1A |
OCF1B |
TOV1 |
OCF0 |
TOV0 |
Чтение/запись |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Бит 1 – OCF0: Флаг совпадения выхода TC0. Бит OCF0 устанавливается при совпадении содержимого счетного регистра TCNT0 и регистра сравнения OCR0. Сбрасывается аппаратно при обработке прерывания. Очистка бита производится записью логической 1.
•Бит 0 – TOV0: Флаг переполнения TC0. Устанавливается при переполнении T0. Сбрасывается аппаратно при обработке прерывания. Очистка бита производится записью логической 1.
Регистр разрешения прерываний TIMSK
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TIMSK |
OCIE2 |
TOIE2 |
TICIE1 |
OCIE1A |
OCIE1B |
TOIE1 |
OCIE0 |
TOIE0 |
Чтение/запись |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Бит 0 – TOIE0: Разрешение прерывания по переполнению TC0. Установка в 1
разрешает прерывание по переполнению T0.
•Бит 1 – OCIE0: Разрешение прерывания по совпадению TC0. Установка в 1 разрешает прерывание по совпадению содержимого счетного регистра и регистра сравнения T0.
54
Голик С.Е.
27
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Рабочие и управляющие регистры таймера/счетчика TC2
Работа и управление таймером/счетчиком T2 обеспечивается следующим набором регистров ввода-вывода
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TCNT2 |
MSB |
|
|
|
|
|
|
LSB |
OCR2 |
MSB |
|
|
|
|
|
|
LSB |
TCCR2 |
FOC2 |
WGM20 |
COM21 |
COM20 |
WGM21 |
CS22 |
CS21 |
CS20 |
TIFR |
OCF2 |
TOV2 |
ICF1 |
OCF1A |
OCF1B |
TOV1 |
OCF0 |
TOV0 |
TIMSK |
OCIE2 |
TOIE2 |
TICIE1 |
OCIE1A |
OCIE1B |
TOIE1 |
OCIE0 |
TOIE0 |
ASSR |
− |
− |
− |
− |
AS2 |
TCN2UB |
OCR2UB |
TDR2UB |
SFIOR |
ADTS2 |
ADTS1 |
ADTS0 |
− |
ASME |
PUD |
PSR2 |
PSR10 |
SREG |
I |
T |
H |
S |
V |
N |
Z |
C |
•TCNT2 (Timer/Counter 2) − счетный регистр
•OCR2 (Timer/Counter2 Output Compare Register) − регистр выхода сравнения
•TCCR2 (Timer/Counter Control Register 2) − регистр управления
•TIFR (Timer/Counter Interrupt Flag Register) − регистр флагов прерываний таймеров
•TIMSK (Timer/Counter Interrupt Mask Register) − регистр разрешения прерываний таймеров
•ASSR (Asynchronous Status Register) − асинхронный регистр состояния
•SFIOR (Special Function Input Output Register) − регистр специальных функций ввода-вывода
•SREG (Status register) − регистр состояния
LSB, MSB − младший и старший значащие биты соответственно
55
Голик С.Е.
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Структура таймера/счетчика TC2
56
Голик С.Е.
28
20.12.2017
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR
Модуль счетчика таймера/счетчика T2
TCNT2 – 8-разрядный счетный регистр
Счет – инкремент или декремент TCNT2 Сброс – установка всех бит TCNT2 в 0
Направление – выбор между инкрементом и декрементом BOTTOM – нижний предел счета
TOP – верхний предел счета
PSR2 – бит сброса предделителя (разряд 1 регистра SFIOR) AS2 – пререключение в асинхронный режим
57
Голик С.Е.
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
||||||
|
|
|
Управление таймером/счетчиком TC2 |
|
||||
Регистр управления таймером/счетчиком TCCR2 |
|
|
|
|
||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
TCCR2 |
FOC2 |
WGM20 |
COM21 |
COM20 |
WGM21 |
CS22 |
CS21 |
CS20 |
Чтение/запись |
W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Бит 7 – FOC2: Принудительное изменение состояния вывода OC2. Активен только в режимах Normal и CTC. Запись 1 в разряд FOC2 приводит к изменению состояния вывода OC2 в соответствии с установками разрядов COM21, COM20. Прерывание при этом не генерируется и сброс таймера (в режиме CTC) не производится. В режимах с PWM разряд должен быть сброшен в 0. При чтении FOC2 всегда считывается как 0.
•Биты 6, 3 – WGM20, WGM21: Режим работы таймера-счетчика TC2. Данные биты определяют алгоритм счета, источник задания верхнего предела счета и тип генерируемых прямоугольных импульсов на выводе OC0.
№ |
WGM21 |
WGM20 |
Название режима |
Модуль счета TOP |
Обновление OCR2 |
Установка Флага TOV2 |
|
|
|||||
0 |
0 |
0 |
Normal |
0xFF |
Немедленно |
MAX |
1 |
0 |
1 |
Phase Correct PWM (ШИМ с точной фазой) |
0xFF |
TOP |
BOTTOM |
2 |
1 |
0 |
CTC (сброс при совпадении) |
OCR2 |
Немедленно |
MAX |
3 |
1 |
1 |
Fast PWM (быстрый ШИМ) |
0xFF |
BOTTOM |
MAX |
58
Голик С.Е.
29
20.12.2017
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
||||||
|
|
|
Управление таймером/счетчиком TC2 |
|
||||
Регистр управления таймером/счетчиком TCCR2 (продолжение) |
|
|
|
|||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TCCR2 |
FOC2 |
WGM20 |
COM21 |
COM20 |
WGM21 |
CS22 |
CS21 |
CS20 |
Чтение/запись |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
R/W |
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
•Биты 5, 4 – COM21, COM20: Режим формирования выходного сигнала. Данные биты определяют алгоритм изменения сигнала на выводе OC2 при совпадении содержимого счетного регистра и регистра сравнения. Установки, задаваемые этими разрядами, зависят от выбранного режима работы таймера.
•Биты 2:0 – CS22, CS21, CS20: Управление тактовым сигналом. Эти разряды определяют источник тактового сигнала таймера/счетчика.
CS22 |
CS21 |
CS20 |
Описание |
0 |
0 |
0 |
Таймер/счетчик TС2 остановлен |
0 |
0 |
1 |
clkT2S |
0 |
1 |
0 |
clkT2S/8 |
0 |
1 |
1 |
clkT2S/32 |
1 |
0 |
0 |
clkT2S/64 |
1 |
0 |
1 |
clkT2S/128 |
1 |
1 |
0 |
clkT2S/256 |
1 |
1 |
1 |
clkT2S/1024 |
59
Голик С.Е.
|
|
Таймеры/счетчики микроконтроллеров AVR |
|||||||
|
|
Управление асинхронным режимом таймера/счетчика TC2 |
|||||||
Регистр статуса асинхронного режима ASSR2 |
|
|
|
|
|
||||
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ASSR |
− |
− |
− |
− |
AS2 |
TCN2UB |
OCR2UB |
TDR2UB |
|
Чтение/запись |
R |
R |
R |
R |
R/W |
R |
R |
R |
|
Нач. значение |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
•Биты 7…4 – Зарезервированные биты
•Бит 3 – AS2: Асинхронный режим таймера/счетчика2. При установленном состоянии бита TC2 тактируется сигналом вывода TOSC1, при сброшенном бите – внутренним тактовым сигналом CK. При изменении состояния этого бита содержимое TCNT2 может быть повреждено
•Бит 2 – TCN2UB: Счетный регистрTCNT2 занят для обновления. При работе TC2 в
асинхронном режиме бит устанавливается в 1 при записанном TCNT2. При обновлении TCNT2 содержимым регистра временного хранения бит аппаратно очищается. Обновление TCNT2 можно производить только при сброшенном бите
•Бит 1 – OCR2UB: Регистр сравнения выхода OCR2 занят для обновления. При работе TC2 в
асинхронном режиме бит устанавливается в 1 при записанном OCR2. При обновлении OCR2 содержимым регистра временного хранения бит аппаратно очищается. Обновление OCR2 можно производить только при сброшенном бите
•Бит 0 – TCR2UB: Регистр управления TCCR занят для обновления. При работе TC2 в
асинхронном режиме бит устанавливается в 1 при записанном TCCR2. При обновлении TCCR2 содержимым регистра временного хранения бит аппаратно очищается. Обновление TCCR2 можно производить только при сброшенном бите
60
Голик С.Е.
30