1

Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

Факультет інформаційних технологій

Кафедра комп’ютерних систем та мереж

П р а к т и к у м

"Програмування мікроконтролерів "

розділ "Програмування в CodeVision"

для студентів спеціальності

7.091501"Комп’ютерні системи та мережі".

всіх форм навчання

м. Кривий Ріг

2010 р.

Укладачі: канд. техн. наук, доц. Купін А.І. ,

ст..гр. КСМ-05-1 , Довгий А.М.

Практикум дає змогу ознайомитися з можливостями Контролерів Atmega 2561, зокрема базовими елементами їх налагодження та експлуатації. Програмування мікроконтролерів здійснюється у програмному пакеті CodeVison . Практикум складається з 5 лабораторних робіт. Коротко наведено теоретичні відомості щодо основних функцій мікроконтролерів.

Призначені для отримання практичних навичок роботи з мікроконтролерів студентами п’ятого курсу спеціальності 7.091501 "Комп’ютерні системи та мережі".

Розглянуто

на засіданні кафедри

комп’ютерних систем та мереж

Протокол №

від

\

Схвалено

на вченій раді

факультету інформаційних

технологій

Протокол №

від

ПЕРЕДМОВА

Даний практикум вміщує в себе теоретичний матеріал та умови завдань для виконання в аудиторії під керівництвом викладача. В ньому приведено 5 лабораторних робіт, на виконання яких за планом відводиться 51 година.

Загальний об’єм дисципліни „Програмування мікроконтролерів” розраховано на 162 години, з яких на самостійну роботу відводиться 94 години. Даний практикум буде корисний при розгляді основних питань, пов’язаних із програмуванням мікроконтролерів .

Метою даного практикуму є узагальнення та систематизація теоретичного матеріалу з дисципліни „ Програмування мікроконтролерів ”, зокрема, її розділу „Мікроконтролери фірми Atmel ” та вдосконалення практичних навичок студентів по програмуванню мікроконтролерів, виявленню помилок в програмному коді та їх видаленню.

В наступних частинах практикуму викладено теоретичний та

практичний матеріал за розділами:

-Знайомство з програмним пакетом CodeVision.

-Управління блоком світлодіодів.

-Вивчення принципів організації програмного опитування клавіатури.

-Вивчення принципів роботи АЦП мікроконтролеру на прикладі обробки сигналів з термодатчика.

-Реалізація обміну інформацією між ПЕОМ та мікроконтролером через послідовний порт RS-232.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Програмна модель мікроконтролера Atmel avr aTmega 2561.

В мікроконтролері Atmel AVR ATmega 2561 використовується гардвардська архітектура, згідно якої адресні простори памяті програм та даних фізично розділені (доступ до цих областей памяті здійснюється по роздільним шинам). Така організація дозволяє ядру процесора одночасно працювати з памяттю програм та даних, що підвищує швидкодію. Карта розподілення памяті в мікроконтролері AVR АТmega2561 приведена на

рис. 1.1.

Рисунок 1.1 Побудова пам’яті мікроконтролеру AVR ATmega2561

Пам’ять програм є пристрій ППЗП з об’ємом 256 кБт, який створений за технологією FLASH та призначена для зберігання команд, що керують функціонуванням мікроконтролера, а також зберігання констант, які не змінюють свої значення під час виконання програми. Довжина кожної команди складає 16 біт, тому пам’ять використовує 16-разрядну організацію. Для адресації пам’яті програм використовується 16-разрядний регістр – програмний лічильник РС (Program Counter). Програма виконується послідовно. Для керування виконанням програми існують команди переходів, що змінюють належним чином значення РС.

Пам’ять даних розділена на 3 частини: регістрова пам’ять, пам’ять портів (регістрів) введення/виведення та статичний ОЗП (SRAM), що містяться в одному адресному просторі.

Регістрова пам’ять (див. рис. 1.2)

Рисунок 1.2 Регістрова пам’ять

Простір введення/виведення складається з 64 адрес портів 0000h-003Fh, призначених для взаємодії зі внутрішніми та зовнішніми пристроями по відношенню до мікроконтролера. Порти введення/виведення відображаються на область пам’яті даних з адресами 0020h-005Fh та припускають можливість звернення до них, як до комірки пам’яті. При доступі до порту введення/виведення необхідно до адреси порту додати 20h. Адреса порту введення/виведення в просторі пам’яті часто вказується у дужках після адреси у просторі портів введення/виведення. Беручі до уваги те, що основною функцією мікроконтролеру є керування зовнішніми пристроями, в таблиці 1.1 приводяться назви та адреси (в просторі портів введення/виведення) основних інтерфейсних портів з заданням режиму роботи та функції окремих регістрів. За адресами пам’яті 0060h-00FFh маються 160 додаткових регістрів введення/виведення.

Пам’ять даних представляє собою статичний ОЗП (SRAM) об’ємом 4 кБт, яке займає діапазон адрес 0100h-10FFh.

Таблиця 1.1 Інформація про порти мікроконтролера

Назва порту введення/виведення	Ідентифікатори окремих регістрів	Адреса	Режим / функція
PORTA	PINA	19h	IN
	DDRA	1Ah	OUT / DIRECTION
	PORTA	1Bh	OUT
PORTB	PINB	16h	IN
	DDRB	17h	OUT / DIRECTION
	PORTB	18h	OUT
PORTC	PINC	13h	IN
	DDRC	14h	OUT / DIRECTION
	PORTC	15h	OUT
PORTD	PIND	10h	IN
	DDRD	11h	OUT / DIRECTION
	PORTD	12h	OUT
PORTE	PINE	01h	IN
	DDRE	02h	OUT / DIRECTION
	PORTE	03h	OUT
PORTF	PINF	00h	IN
	DDRF	61h	OUT / DIRECTION
	PORTF	62h	OUT
PORTG	PING	63h	IN
	DDRG	64h	OUT / DIRECTION
	PORTG	65h	OUT

Регістр стану SREG знаходиться в області введення/виведення за адресою 3Fh (5Fh) та має інформацію про поточний стан мікроконтролера. У таблиці приведене положення флагових бітів регістру стану.