- •Конспект лекций по дисциплине Микропроцессоры и микропроцессорные системы управления
- •Раздел 1 Основы микропроцессорной техники Тема 1.1 Принцип программного управления – основной принцип работы мп
- •Тема 1.2 Принцип централизации управления мпс. Шинная связь
- •Урок №5
- •Тема 1.3 Регистровая модель микропроцессора
- •1.3.1 Классификация внутренних регистров мп
- •1.3.2 Две архитектуры мп: аккумуляторная и регистровая
- •1.3.4* Внутренняя структура мп i8080
- •1.3.5* Регистровая модель мп i8080
- •Урок № 6
- •Урок №7 Лабораторная работа №1 Ввод, компиляция и отладка программ в avr Studio
- •Урок №8 Лабораторная работа №2 Анализ работы ядра микроконтроллера
- •Тема 1.4 Режимы работы микропроцессорной системы
- •Урок №11 Тема: Упражнения. Подготовка к лабораторным работам №3, 4
- •Урок №12 Лабораторная работа №3 Анализ работы микропроцессора в программном режиме и в режиме вызова подпрограмм
- •1 Практические задания и методические указания по их выполнению
- •3 Контрольные вопросы:
- •Урок №13 Лабораторная работа №4 Анализ работы микропроцессора в режиме прерывания программы
- •2 Практические задания и методические указания по их выполнению
- •3 Оформление отчета
- •4 Контрольные вопросы:
- •Урок №14
- •Тема 1.5 Микроконтроллеры
- •Раздел 2 микроконтроллеры семейства avr
- •Тема 2.1 История создания, классификация микроконтроллеров семейства avr
- •Тема 2.2 Типы корпусов микроконтроллеров семейства avr
- •Урок №17
- •Тема 2.3 Основные параметры, назначение выводов мк aTtiny2313
- •Урок №18
- •Тема 2.4 Основные параметры, назначение выводов мк aTmega8535
- •Урок №17
- •Тема 2.3 Основные параметры, назначение выводов мк aTtiny2313
- •Урок №18
- •Тема 2.4 Основные параметры, назначение выводов мк aTmega8535
- •Урок №19
- •Тема 2.5 Синхронизация работы мк avr
- •Урок №20
- •Тема 2.6 Система сброса
- •Урок №21
- •Тема 2.7 Параллельные порты микроконтроллеров семейства avr
- •Урок №22
- •Тема 2.8 Команды обращения к параллельным портам микроконтроллеров семейства avr
- •Урок №27 Лабораторная работа № 5 Методика отладки программ на лабораторном стенде «Программирование мк aTmega8535»
- •Урок №28 Лабораторная работа № 6 Разработка и отладка программы «Copy»
- •Урок № 29
- •Тема 2.9 Типичные схемы подключения светодиодов к выходам мк
- •Урок №30
- •Урок №31
- •Тема 2.10 Типичные схемы подключения семисегментных индикаторов к выходам мк
- •Урок №32
- •Урок №33
- •Урок №34 Лабораторная работа № 7 Исследование работы схемы статической индикации на лабораторном стенде «Программирование мк aTmega8535
- •2 Практические задания и методические указания по их выполнению.
- •Урок № 35
- •Тема 2.11 Типичные схемы подключения двоичных датчиков
- •Урок № 36
- •Урок №37
- •Тема 2.12 Программирование микроконтроллеров
- •Урок № 38 Подготовка к лабораторным работам № 8, 9
- •Урок № 39 Лабораторная работа №8 Программирование микроконтроллера с помощью программатора Phyton
- •Урок № 40 Лабораторная работа №9 Отладка программ на стенде «Цифровые микросхемы»
- •Урок № 41
- •Тема 2.13 Система прерываний
- •Урок №42
- •Урок №43
- •Урок №45 Лабораторная работа №10 Исследование логики прерывания от внешнего устройства
- •1 Краткие сведения из теории
- •2 Практические задания и методические указания по их выполнению
- •3 Оформление отчета
- •Урок № 46
- •Урок № 47
- •Тема 2.14 Таймеры
- •Урок № 49
- •Урок № 50
- •Урок № 51 Лабораторная работа № 11 Исследование работы таймера-счетчика t/c0
- •1 Краткие сведения из теории
- •3 Оформление отчета
- •Тема 2.12 Лабораторный комплекс «Микроконтроллеры и автоматизация»
- •Тема 2.13 Примеры программ ввода-вывода
- •Раздел 4 специальные возможности микроконтроллеров семейства avr Тема 4.1 Система прерываний
Раздел 2 микроконтроллеры семейства avr
Тема 2.1 История создания, классификация микроконтроллеров семейства avr
Вопросы темы:
2.1.1 История названия AVR. Причины успеха микроконтроллеров AVR.
2.1.2 Классификация микроконтроллеров семейства AVR. Основные параметры, особенности архитектуры.
2.1.1 История названия AVR. Причины успеха микроконтроллеров AVR
Фирма Atmel была основана в 1984 г. в знаменитой Кремниевой долине (Калифорния, США). До середины 90-х годов ее основной продукцией были микросхемы памяти и микроконтроллеры семейства MCS-51. По сравнению с аналогичными изделиями фирм Intel, Philips, Temic, OKI, Siemens, микросхемы Atmel были дешевле, ни в чем не уступая им по качеству. Всем хороши были микроконтроллеры платформы MCS-51 за исключением энергопотребления и производительности. Там, где использовалось маломощное (батарейное) питание и требовалась высокая скорость обработки данных, разработчики предпочитали микроконтроллеры других производителей. Ситуация в корне изменилась в 1996 г., когда было объявлено о начале серийного производства принципиально новых 8-разрядных контроллеров платформы AVR.
Силиконовая долина (рисунок 1). Так называют в США территорию штата Калифорния, где сосредоточено около половины всего научно-технического потенциала страны в области электроники и ВТ. Город Сан-Хосе- центр Силиконовой долины.
Рисунок 1- Силиконовая долина
У архитектуры AVR скандинавская родословная. В 1995 г. два норвежских изобретателя Альф Боген и Вегард Воллен предложили фирме Atmel концепцию нового МК с RISC архитектурой ядра и Flash памятью программ на кристалле. Имена разработчиков вошли в название платформы в виде двух первых заглавных букв:
AVR (Alf - Egil Bogen + Vegard Wollen + RISC).
С 1997 года корпорация Atmel приступила к серийному производству нового семейства микроконтроллеров. По совокупному интегральному параметру "энергопотребление - производительность - цена" AVR-контроллеры оказались лучшими в мире.
2.1.2 Классификация микроконтроллеров семейства AVR. Основные параметры, особенности архитектуры.
К 2000 году микроконтроллеры AVR разделились на три семейства: Classic, Tiny и Mega. Семейства Tiny и Mega активно развиваются, а представители семейства Classic снимаются либо уже сняты с производства.
В дальнейшем наметилась тенденция деления выпускаемых МК на универсальные и специализированные. К универсальным относятся два основных семейства Tiny AVR и Mega AVR .
Tiny AVR - недорогие микроконтроллеры, чаще в восьмивыводном исполнении. Используются в системах, где не требуются возможности Mega AVR, например, интеллектуальные автомобильные датчики различного назначения, игрушки, игровые приставки, материнские платы персональных компьютеров, контроллеры защиты доступа в мобильных телефонах, зарядные устройства, детекторы дыма и пламени, бытовая техника, разнообразные инфракрасные пульты дистанционного управления.
Mega AVR - мощные микроконтроллеры, включающие хороший набор периферии. Это семейство имеет самое большое разнообразие моделей для выбора. Области применения - мобильные телефоны, принтеры и контроллеры для них, контроллеры аппаратов факсимильной связи и ксероксов, контроллеры современных дисковых накопителей, CD-ROM и т.д.
Таблица 1- Параметры МК семейства ATmega
Тип |
Память |
К-во выводов I/O |
Тактовая частота,Мгц |
Тип корпуса |
||
Flash |
EEPROM |
SRAM |
||||
ATmega48 |
4К |
512 |
256 |
23 |
0-10 |
DIP28, TQFP32, MLF32 |
ATmega8515 |
8К |
512 |
512 |
35 |
0-16 |
DIP40, TQFP44, MLF44, PLCC44 |
ATmega8535 |
8К |
512 |
512 |
32 |
0-16 |
DIP40, TQFP44, MLF44, PLCC44 |
ATmega165 |
16К |
1К |
512 |
53 |
0-16 |
TQFP64, MLF64 |
ATmega2560 |
256К |
4К |
8К |
86 |
0-16 |
TQFP100 |
К специализированным МК относятся МК со сверхмалым потреблением - Pico Power AVR, с интерфейсами USB и CAN, c возможностью подключения ЖКИ - LCD AVR, для управления лампами дневного света - Lighing AVR, автомобильные- Automotive AVR и т.д.
Несмотря на то, что все микроконтроллеры имеют свои особенности, они очень похожи, т.к. имеют общее ядро. Программы, написанные для микроконтроллеров ранних моделей, прекрасно работают на более поздних моделях.
Контрольные вопросы:
Назовите фирму, выпускающую микроконтроллеры AVR
Как образовалась аббревиатура AVR?
Назовите основные семейства AVR.
по таблице 1 определите объем Flash памяти у МК ATtiny46, ATtiny2313, ATmega8515, ATmega48, ATmega8535.
У какого микроконтроллера ATtiny2313 или ATmega8535 больше контактов для подключения устройств ввода-вывода?
Источники информации:
А.В. Белов. Самоучитель по микропроцессорной технике. – 2-е издание, перераб. и доп.-СПб.: Наука и техника, 2007.-256 с.: ил., с.95-97
http://smps.h18.ru/microcontroller.html
Урок №16