2

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

(ЮРГУЭС)

Микроконтроллеры семейства AVR

Учебное пособие и лабораторный практикум по дисциплине «Микроконтроллеры» для студентов специальности 071900 "Информационные системы и технологии", направления 654700 "Информационные системы" дневной и заочной форм обучения.

Шахты 2005

УДК 681..3(075)

ББК 32.973.2-02я7

Составители:

к.т.н., доцент кафедры «Радиоэлектронные системы»

Ю.А. Валюкевич

студент 4 курса специальности «Радиотехника» (бакалавриат)

Ю.Ю. Гринько

Рецензент:

к.т.н. доцент кафедры «Информационные системы и радиотехника»

А.Н. Берёза

Пособие обсуждено и рекомендовано к внутривузовскому изданию и изданию в электронном виде на заседании кафедры «Информационные системы и радиотехника», протокол № __ от _____2005. Согласовано на заседании НМСС специальности 071900, протокол № __ от ____ .2005.

Содержание

Введение 4

1. Общее описание структуры микроконтроллеров семейства AVR1 5

2. Регистры управления и работа с ними на примере 13

микроконтроллера АТ90S2313.

3. Система команд микроконтроллеров семейства AVR 48

4. Среда разработки программ AVR Studio xx 64

5. Программирование Flash-памяти программ микроконтроллера 85

6. Лабораторный практикум 96

6.1. Лабораторный стенд 96

6.2. Задания на выполнение лабораторных работ 98

6.3. Порядок выполнения и пример оформления лабораторной работы 99

6.4. Примеры программирования на языке ассемблера для 103

микроконтроллеров AVR

Библиографический список 104

Приложение 1 105

Приложение 2 111

Приложение 3 113

Приложение 4 115

Введение

Методическое пособие предназначено для студентов, изучающих курсы микропроцессорной и микроконтроллерной техники применительно к различным техническим специальностям. Методическое пособие содержит достаточно полное описание микроконтроллеров семейства AVR и для базовой подготовки не требует привлечения дополнительных литературных источников. Выполнение лабораторного практикума позволит получить практические навыки работы с микроконтроллерами. Освоение материала, изложенного в настоящем пособии, существенно облегчит освоение других типов микроконтроллеров и DSP-процессоров, так как подходы к процессу конструированию устройств на их основе весьма сходны.

Микроконтроллеры AVR по праву считаются одним из самых интересных направлений, активно развиваемых корпорацией Atmel. Они представляют собой мощный инструмент для создания современных высокопроизводительных и экономичных многоцелевых контроллеров. На настоящий момент соотношение "цена - производительность - энергопотребление" для микроконтроллеров AVR по-прежнему остается едва ли не лучшим на мировом рынке 8-разрядных микроконтроллеров. Объемы продаж AVR в мире имеют стабильный рост, постоянно растет число сторонних фирм, разрабатывающих и выпускающих программные и аппаратные средства поддержки разработок для них. Области применения AVR многогранны - от простейших игрушек и интеллектуальных датчиков до сложных промышленных систем управления и контроля и современного телекоммуникационного оборудования. Семейство интенсивно развивается, усложняется, совершенствуется. Для примера, на рис. 1 приведены упрощенные структурные схемы AVR выпуска 1997 и 2003 годов.

AVR - это относительно молодой продукт корпорации Atmel. В этой линии микроконтроллеров общего назначения постоянно появляются новые кристаллы, обновляются версии уже существующих микросхем, совершенствуется и расширяется программное обеспечение поддержки. Первое официальное издание - каталог Atmel, посвященный AVR, - был датирован маем 1997 года. Второе, существенно расширенное издание каталога, вышло в августе 1999 года [1], и в него уже были включены все три семейства AVR - "tiny", "classic" и "mega". И до сих пор более "свежей" версии каталога в печатном виде не существует, постоянно обновляются и добавляются лишь технические данные в электронном виде (DataSheet), которые Atmel Corp. регулярно размещает на своей информационной странице по AVR в Интернете (www.atmel.com) и за которыми нужно постоянно следить. На этой странице также публикуются замеченные ошибки в кристаллах (Errata Sheet), списки микроконтроллеров, планируемых к снятию с производства, а также другая полезная информация. Все внесенные изменения на сайте корпорации за последние 30 дней отражаются на странице "What's Changed" (www.atmel.com/dyn/general/updates.asp). Также выпускается полная электрон­ная техническая библиотека по всей продукции Atmel. Ее последняя версия (сентябрь 2003) вышла на двух CD-ROM. В дополнение к этой библиотеке для микроконтроллеров AVR ежемесячно издается отдельный диск "AVR Software and Technical Library", содержащий все существующие документы по микроконтроллерам AVR и программное обеспечение поддержки.