* возможность самопрограммирования;

* возможность внутрисхемной отладки в соответствии со стандартом IEEE 1149.1 (JTAG);

* различные способы синхронизации: встроенный RC-генератор с внутренней или внешней времязадающей RC-цепочкой или с внешним резонатором (пьезокерамическим или кварцевым); внешний сигнал синхронизации;

* наличие нескольких режимов пониженного энергопотребления;

* наличие детектора снижения напряжения питания (brown-out detector,BOD);

* возможность программного снижения частоты тактового генератора.

Характеристики процессора

Подавляющее большинство основных характеристик процессора микроконтроллеров семейства Mega такие же, что и у микроконтроллеров других семейств -- Classic и Tiny:

* полностью статическая архитектура; минимальная тактовая частота равна нулю;

* АЛУ подключено непосредственно к регистрам общего назначения;

* многоуровневая система прерываний; поддержка очереди прерываний.

В то же время процессор микроконтроллеров семейства Mega имеет ряд характеристик, присущих именно этому семейству:

* 130 команд, большинство команд выполняются за один машинный цикл;

* 17 внутренних+3 внешних источников прерываний;

* наличие программного стека во всех моделях семейства;

* наличие аппаратного умножителя.

Характеристики подсистемы ввода/вывода

Все характеристики подсистемы ввода/вывода микроконтроллеров семейства Mega такие же, как и у микроконтроллеров других семейств:

* программное конфигурирование и выбор портов ввода/вывода;

* выводы могут быть запрограммированы как входные или как выходные независимо друг от друга;

* входные буферы с триггером Шмитта на всех выводах;

* возможность подключения ко всем входам внутренних подтяги-вающих резисторов (сопротивление резисторов составляет 35...120кОм).

Периферийные устройства

Микроконтроллеры семейства Mega имеют наиболее богатый набор периферийных устройств (ПУ). При этом в большинстве моделей имеются все ПУ, которые вообще встречаются в составе микроконтроллеров AVR. Этими устройствами являются:

* 2а 8-разрядных таймера/счетчика (таймеры ТО и Т2

* 16-разрядный таймер/счетчик (таймер ТЗ);

* 4 генератора сигнала с ШИМ разрядностью 8 бит (один из режимов работы 8-разрядных таймеров/счетчиков ТО и Т2);

* аналоговый компаратор;

* многоканальный 10-разрядный АЦП как с несимметричными, так и с дифференциальными входами;

* полнодуплексный универсальный синхронный/асинхронный приемопередатчик (USART);

* последовательный синхронный интерфейс SPI;

* последовательный двухпроводный интерфейс TWI (аналог интерфейса 12С).

Архитектура ядра

Ядро микроконтроллеров AVR семейства Mega выполнено по усовершенствованной RISC-архитектуре (enhanced RISC). Арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее все вычисления подключено непосредственно к 32-м рабочим регистрам, объединенным в регистровый файл. Благодаря этому АЛУ выполняет одну операцию (чтение содержимого регистров, выполнение операции и запись результата обратно в регистровый файл) за один машинным цикл. Практически каждая из команд (за исключением команд у которых одним из операндов является 16-разрядный адрес) занимает одну ячейку памяти программ.

AT90S8535

AT90LS8535

8-разрядные КМОП RISC

микроконтроллеры с внутрисистемно программируемым Flash ПЗУ

Отличительные особенности

* AVR RISC архитектура - архитектура высокой производительности и малого потребления

* 118 команд, большинство которых выполняется за один машинный цикл

* 8 Кбайт Flash ПЗУ программ, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал,1000 циклов стирание/запись

* 512 байтов ЭСППЗУ данных, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 100000 циклов стирание/запись

* 512 байтов встроенного СОЗУ

* 32 x 8 бит регистра общего назначения

* 32 программируемые линии ввода/вывода

* 8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь

* 16-разрядный и 32-разрядный формат команд

* Программируемый полный дуплексный UART

* Диапазон напряжений питания от 2,7 В до 6,0 В (AT90LS8535) и от 4,0 В до 6,0 В (AT90S8535)

* Полностью статический прибор - работает при тактовой частоте от 0 Гц до 8 МГц

(AT90S8535) и при тактовой частоте от 0 Гц до 4 МГц (AT90LS8535)

* Производительность до 8 MIPS при частоте 8 МГц

* Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным прескалером и режимом сравнения

* 16-разрядный (с режимами сравнения и захвата) таймер/счетчик с отдельным прескалером

* Три ШИМ канала

* Внешние и внутренние источники сигналов прерывания

* Программируемый сторожевой таймер с собственным встроенным генератором

* Встроенный аналоговый компаратор

* Встроенные часы реального времени с собственным встроенным генератором и режимом счетчика

* Блокировка режима программирования

* Режимы энергосбережения: пассивный (idle), экономичный (power save) и стоповый(power down)

* Встроенная схема сброса по подаче питания

* Промышленный (-40°C...85°C) и коммерческий (0°C...70°C) диапазоны температур

* 40-выводной корпус PDIP и 44-выводные PLCC и TQFP

Архитектура микроконтроллеров семейства Mega

Микроконтроллеры AVR семейства Mega являются 8-разрядными микроконтроллерами с RISC-архитектурой. Они имеют электрически стираемую память программ (FLASH) и данных (EEPROM), а также разнообразные периферийные устройства. Следует отметить, что микро контроллеры семейства Mega имеют самый богатый набор периферийных устройств по сравнению с микроконтроллерами других семейств. Более того, состав этих устройств от модели к модели практически не меняется (меняются только их функциональные возможности). К устройствам, присутствующим не во всех моделях семейства, относятся АЦП, модуль двухпроводного интерфейса TW1 (Two Wire Interface, аналог шины 12С), а также модуль интерфейса JTAG. Структурная схема микроконтроллеров семейства Mega приведена на Рис.

Организация памяти

В микроконтроллерах AVR реализована Гарвардская архитектура, в соответствии с которой разделены не только адресные пространства памяти программ и памяти данных, но также и шины доступа к ним. Способы адресации и доступа к этим областям памяти также различны. Такая структура позволяет центральному процессору работать одновременно как с памятью программ, так и с памятью данных, что существенно ограничивает производительность. Каждая из областей памяти данных (ОЗУ и EEPROM) также расположена в своем адресном пространстве.

Память программ

Память программ предназначена для хранения команд, управляющих функционированием микроконтроллера. Память программ также часто используется для хранения таблиц констант, не меняющихся во время работы программы.

Как уже было сказано, память программ представляет собой электрически стираемое ППЗУ (FLASH-ПЗУ). В связи с тем что длина всех команд кратна одному слову (16 бит), память программ имеет 16-разрядную организацию. Соответственно, объем памяти микроконтроллеров семейства составляет 8К (8x1024) 16-разрядных слов. Логически память программ разделена на две неравные части -- область прикладной программы и область загрузчика. В последней может располагаться специальная программа (загрузчик), позволяющая микроконтроллеру самостоятельно управлять загрузкой и выгрузкой прикладных программ. Если же возможность самопрограммирования микроконтроллера не используется, прикладная программа может располагаться и в области загрузчика.

Для адресации памяти программ используется счетчик команд (PC -- Program Counter). Размер счетчика команд составляет 12разрядов

По адресу $0000 памяти программ находится вектор сброса. После инициализации (сброса) микроконтроллера выполнение программы начинается с этого адреса (по этому адресу должна размещаться коман-да перехода к инициализационной части программы). Начиная с адреса $001 памяти программ, располагается таблица векторов прерываний. Размер этой области 20 байт ($001…$014).

При возникновении прерывания после сохранения в стеке текущего значения счетчика команд происходит выполнение команды, расположенной по адресу соответствующего вектора. Поэтому по этим адресам располагаются команды перехода к подпрограммам обработки прерываний. В качестве этих команд используются команды относительного перехода (RJMP.

Если прерывания в программе не используются либо таблица векторов прерываний располагается в области загрузчика, то основная программа может начинаться непосредственно с адреса $0001.

Как известно, память программ может использоваться не только для хранения кода программы, но также и для хранения различных констант. Для пересылки байта из памяти программ в память данных имеется специальная команда -- LPM. При использовании команды LPM адрес, по которому производится чтение, определяется содержимым индексного регистра Z. При этом старшие 15 разрядов содержимого регистра будут определять адрес слова (0...32К), а младший разряд будет определять, какой из байтов будет прочитан: «О» -- младший байт, «1» -- старший байт

В заключение следует отметить, что FLASH-ПЗУ, используемое в микроконтроллерах AVR, рассчитано как минимум на 1000 циклов стирания/записи.

Память данных

Память данных микроконтроллеров разделена на три части: регистровая память, оперативная память (статическое ОЗУ) и энерго независимое ЭСППЗУ (EEPROM).

Регистровая память включает 32 регистра общего назначения (РОН), объединенных в файл, и служебные регистры ввода/вывода (РВВ).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7