AlegsaOnline.com

Atmel AVR

Συγγραφέας: Leandro Alegsa

11-04-3647

Η αρχιτεκτονική του μικροελεγκτή AVR αναπτύχθηκε από την Atmel το 1996. Βασίζεται στην αρχιτεκτονική του μικροελεγκτή Harvard. Ο AVR ήταν μία από τις πρώτες οικογένειες μικροελεγκτών που χρησιμοποίησαν μνήμη flash on-chip για την αποθήκευση του προγράμματος, σε αντίθεση με την προγραμματιζόμενη ROM μιας χρήσης, την EPROM ή την EEPROM που χρησιμοποιούσαν άλλοι μικροελεγκτές εκείνη την εποχή.

Πολλοί πιστεύουν ότι το AVR σημαίνει Risc processor των Alf (Egil Bogen) και Vegard (Wollan)".

Αυτή η αρχιτεκτονική αντικαθιστά την παλαιότερη αρχιτεκτονική MCS-51. Ένας κύκλος μηχανής του MCS-51 διαρκεί 12 κύκλους ρολογιού και οι περισσότερες εντολές εκτελούνται σε έναν κύκλο μηχανής.

Οι μικροελεγκτές AVR (MCU) μπορούν να εκτελέσουν τις περισσότερες εντολές σε έναν μόνο κύκλο μηχανής, αλλά ένας κύκλος μηχανής διαρκεί μόνο έναν κύκλο ρολογιού. Η απόδοση ανά κύκλο ρολογιού είναι 12 φορές υψηλότερη με τον AVR.

Ο πυρήνας διαθέτει 32 καταχωρητές γενικού σκοπού που συνδέονται απευθείας με την ALU. Επιτρέπει την πρόσβαση σε δύο ανεξάρτητους καταχωρητές και την εκτέλεση εντολών με αυτούς σε έναν κύκλο μηχανής.

Βασικές οικογένειες

tinyAVR

0,5-8 kB μνήμη προγράμματος
έως 0,5 kB SRAM
έως 0,5 kB EEPROM
έως 20 MHz
Συσκευασία 6-32 ακίδων

megaAVR

Μνήμη προγράμματος 4-256 kB
0,5-16kB SRAM
0,5-4 kB EEPROM
έως 20 MHz
Συσκευασία 20-100 ακίδων

XMEGA

Μνήμη προγράμματος 16-384kB
2-32 kB SRAM
Εξωτερική διεπαφή διαύλου για μνήμη SRAM SDRAM έως και 16 Μ bytes
1-4 kB EEPROM
έως 32 MHz
Συσκευασία 44-100 ακίδων

Χαρακτηριστικά

Κάθε AVR διαθέτει κάποιες θύρες εισόδου/εξόδου. Η θύρα έχει έως και 8 φυσικούς ακροδέκτες στη συσκευασία της. Κάθε ακίδα μπορεί να διαμορφωθεί ως είσοδος ή έξοδος. Εάν ένας ακροδέκτης χρησιμοποιείται για είσοδο, μπορεί να ενεργοποιήσει τις ενσωματωμένες pull-up αντιστάσεις μέσω του καταχωρητή PORTx. Εάν ένας ακροδέκτης διαμορφωθεί ως έξοδος, μπορεί να διαχειριστεί φορτίο έως 40mA ανά ακροδέκτη και μέγιστο 100mA για όλους τους ακροδέκτες της θύρας.

Μετατροπέας A/D

10-bit (tinyAVR, megaAVR) με πολυπλεξία έως και 8 κανάλια
12-bit (XMEGA) με πολυπλεξία έως και 16 κανάλια

Χρονοδιακόπτες/μετρητές (8-bit ή 16-bit)

Οι χρήστες μπορούν να το διαμορφώσουν ως PWM, μετρητή ή χρονοδιακόπτη.
Στην απλή λειτουργία PWM, ο καταχωρητής μέτρησης εκτελείται χωρίς διακοπή και συγκρίνεται με έναν άλλο καταχωρητή. Εάν ο καταχωρητής καταμέτρησης είναι υψηλότερος από τον δεύτερο καταχωρητή, ο ακροδέκτης Ocx τίθεται σε "1". Σε άλλη περίπτωση η ακίδα Ocx τίθεται σε "0".
Ο μετρητής έχει κάποια εξωτερική πηγή, όπως ο αισθητήρας φωτογραφιών, και μπορεί να μετρήσει το πλήθος των ατόμων που περνούν από τον αισθητήρα φωτογραφιών.
Ο χρονοδιακόπτης δίνει παλμούς σε ακριβή χρόνο. Χρησιμοποιείται για εφαρμογές προγραμματισμού ρολογιού.

TWI - Διεπαφή δύο καλωδίων Χρησιμοποιεί το ίδιο πρωτόκολλο με το ²IC και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διεπαφή ²IC.

UART/USART Το UART μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επικοινωνία RS232/RS485.

SPI - Σειριακή περιφερειακή διεπαφή

πολύ γρήγορος σειριακός δίαυλος που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά δεδομένων και την επικοινωνία με συσκευές
μπορείτε να εγγράψετε/διαβάσετε πρόγραμμα σε/από τη μνήμη προγράμματος ή την EEPROM μέσω αυτού του διαύλου

USI - Καθολική σειριακή διασύνδεση

χρησιμοποιείται για σύγχρονη μεταφορά δεδομένων με δύο ή τρία καλώδια

JTAG

διεπαφή για online αποσφαλμάτωση

Μετατροπέας D/A

12-bit (μόνο XMEGA) με πολυπλεξία έως 2 κανάλια

Σχετικές σελίδες

Arduino

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Πότε αναπτύχθηκε η αρχιτεκτονική του μικροελεγκτή AVR;

A: Η αρχιτεκτονική μικροελεγκτή AVR αναπτύχθηκε το 1996 από την Atmel.

Ε: Σε ποια αρχιτεκτονική βασίζεται ο μικροελεγκτής AVR;

A: Ο μικροελεγκτής AVR βασίζεται στην αρχιτεκτονική μικροελεγκτών Harvard.

Ε: Τι διαφοροποιεί τον μικροελεγκτή AVR από άλλους μικροελεγκτές κατά την εποχή της ανάπτυξής του;

Α: Ο μικροελεγκτής AVR χρησιμοποιεί μνήμη flash on-chip για την αποθήκευση του προγράμματος, σε αντίθεση με την προγραμματιζόμενη ROM μιας χρήσης, την EPROM ή την EEPROM που χρησιμοποιούσαν άλλοι μικροελεγκτές εκείνη την εποχή.

Ερ: Ποια είναι η κοινά αποδεκτή σημασία της συντομογραφίας AVR;

Α: Πολλοί πιστεύουν ότι το AVR σημαίνει τον επεξεργαστή Risc των Alf (Egil Bogen) και Vegard (Wollan).

Ε: Ποια αρχιτεκτονική αντικατέστησε ο μικροελεγκτής AVR;

Α: Ο μικροελεγκτής AVR αντικατέστησε την παλαιότερη αρχιτεκτονική MCS-51.

Ε: Πόσους κύκλους ρολογιού χρειάζεται ένας κύκλος μηχανής του MCS-51;

Α: Ένας κύκλος μηχανής του MCS-51 διαρκεί 12 κύκλους ρολογιού.

Ε: Ποιο είναι το πλεονέκτημα των μικροελεγκτών AVR έναντι του MCS-51 όσον αφορά την απόδοση ανά κύκλο ρολογιού;

Α: Η απόδοση ανά κύκλο ρολογιού είναι 12 φορές υψηλότερη με τους μικροελεγκτές AVR.