20. Микроконтроллеры avr: система команд.

Настоящая революция в мире микроконтроллеров произошла в 1996 году, когда корпорация Atmel представила свое семейство чипов на новом прогрессивном ядре AVR. Более продуманная архитектура AVR, быстродействие, превосходящее контроллеры Microchip, привлекательная ценовая политика способствовали оттоку симпатий многих разработчиков от недавних претендентов на звание контроллера номер 1.      Микроконтроллеры AVR имеют более развитую систему команд, насчитывающую до 133 инструкций, производительность, приближающуюся к 1 MIPS/МГц, Flash ПЗУ программ с возможностью внутрисхемного перепрограммирования. Многие чипы имеют функцию самопрограммирования. AVR-архитектура оптимизирована под язык высокого уровня Си. Кроме того, все кристаллы семейства совместимы "снизу вверх".

Система команд AVR весьма развита и насчитывает до 133 различных инструкций. Почти все команды имеют фиксированную длину в одно слово (16 бит), что позволяет в большинстве случаев объединять в одной команде и код операции, и операнд(ы). Лишь немногие команды имеют размер в 2 слова (32 бит) и относятся к группе команд вызова процедуры CALL, длинных переходов в пределах всего адресного пространства JMP, возврата из подпрограмм RET и команд работы с памятью программ LPM. Различают пять групп команд AVR: условного ветвления, безусловного ветвления, арифметические и логические операции, команды пересылки данных, команды работы с битами. В последних версиях кристаллов AVR семейства "mega" реализована функция аппаратного умножения, что придает новым микроконтроллерам еще больше привлекательности с точки зрения разработчика.

По разнообразию и количеству реализованных инструкций AVR больше похожи на CISC, чем на RISC процессоры.

Система команд микроконтроллеров AVR весьма развита и насчитывает в различных моделях от 90 до 133 различных инструкций. Большинство команд занимает только 1 ячейку памяти (16 бит). Большинство команд выполняется за 1 такт.

Всё множество команд микроконтроллеров AVR можно разбить на несколько групп:

команды логических операций;

команды арифметических операций и команды сдвига;

команды операции с битами;

команды пересылки данных;

команды передачи управления;

команды управления системой.

Управление периферийными устройствами осуществляется через адресное пространство данных. Для удобства существуют «сокращённые команды» IN/OUT.

21. Интегрированная среда разработки программного обеспечения (ис рпо) для семейства мк avr. Компиляция, компоновка, отладка.

AVR Studio - профессиональная интегрированная среда разработки, предназначенная для написания и отладки прикладных программ для AVR микропроцессоров в среде Windows 9x/NT/2000. AVR Studio 4 содержит ассемблер и симулятор. Также IDE поддерживает такие средства разработки для AVR как: ICE50, ICE40, JTAGICE, ICE200, STK500/501/502 и AVRISP. В ближайшие месяцы будет расширен список поддерживаемых AVR Studio 4 микроконтроллеров и средств разработки.

Окно исходного текста программ

Ключевое окно в AVR Studio это окно исходного текста программы. Когда объектный файл открыт, автоматически создается окно исходного текста программ. В окне отображается код, который выполняется в отладочном окружении (эмуляторе или программном симуляторе) а текстовый маркер всегда находится на строке, которая будет выполнена в следующем цикле.

Проекты в АVR Studio

• Программная среда «АVRStudio » работает: не просто с программами, а с проектами.

• Для каждого проекта должен быть отведен свой отдельный каталог на жестком диске.

• В АVRStudio одновременно может быть загружен только один проект.

• При загрузке нового проекта предыдущий проект автоматически выгружается.

• Проект содержит всю информацию о разрабатываемой программе и применяемом микроконтроллере.

Состав проекта (Он состоит из целого набора файлов):.

• Главный из них— файл проекта, имеет расширение aps.

Программный отладчик — это компьютерная программа, которая имитирует работу процессора на экране компьютера. Она не требует наличие реальной микросхемы или дополнительных внешних устройств и позволяет отладить программу чисто виртуально.

Однако программный отладчик позволяет проверить только логику работы программы. При помощи такого отладчика невозможно проверить работу схемы в режиме реального времени или работу всего микропроцессорного устройства в комплексе. То есть невозможно гарантировать правильную работу и всех подключенных к микроконтроллеру дополнительных микросхем и элементов

С помощью директивы компилятора $L можно выполнить компоновку программ или модулей в AVR Studio. Из исходного файла на языке ассемблера можно спомощью ассемблера получить объектный файл (с расширением .OBJ). Используя компоновщик, несколько объектных файлов можно скомпоновать с программой или модулем. При этом используется директива компилятора $L..