Wikipedia

Atmel AVR

Atmel AVR – typ ośmiobitowych mikrokontrolerów produkowanych przez firmę Atmel.

Przykładowe mikrokontrolery
ATmega8 po odpryśnięciu obudowy
Najprostszy programator
STK500

Jednostka arytmetyczno-logiczna opracowana przez dwóch studentów z Norweskiej Wyższej Szkoły Technicznej (NTH) oparta jest na schemacie procesora RISC i zasadach zmodyfikowanej architektury harwardzkiej, zawiera 32 ośmiobitowe rejestry. Instrukcje arytmetyczno-logiczne mogą być wykonywane na rejestrach. Dane z pamięci mogą być tylko przesyłane do i z rejestrów. Charakteryzuje się ona prostą strukturą rozkazów, dużą wydajnością obliczeniową (większość rozkazów wykonywana jest w jednym takcie zegara procesora).

Listę rozkazów dopasowano do wymagań współczesnych kompilatorów wprowadzając rozkazy pobierania danych przez adresowanie pamięci rejestrem 16-bitowym (zestaw dwóch rejestrów) z jednoczesnym zwiększeniem lub zmniejszeniem rejestru adresowego (pobierz i zwiększ/zmniejsz).

Mikrokontrolery AVR są popularne wśród hobbystów i amatorów, ze względu na łatwość programowania, a także łatwość uruchomienia. Do niektórych układów wystarczy podłączyć zasilanie, by stanowiły kompletny, programowalny system mikroprocesorowy. W połączeniu z dużymi obudowami typu DIP daje to rzadko spotykaną możliwość budowy prostszych układów mikroprocesorowych bez konieczności pracochłonnego przygotowywania płytki drukowanej.

Podział edytuj

Układy typu AVR zostały podzielone na kilka podtypów:

  • 8-bitowe
    • tinyAVR – oznaczenie ATtiny[1]
      • 0,5-16 kB pamięci programu
      • obudowy o 6-32 wyprowadzeniach
      • ograniczony zestaw zintegrowanych peryferiów
      • obniżony pobór mocy
    • megaAVR – oznaczenie ATmega[2]
      • 4-256 kB pamięci programu
      • obudowy o 28-100 wyprowadzeniach
      • rozszerzony zestaw poleceń (m.in. o polecenia do obsługi powiększonej pamięci programu)
      • liczne zintegrowane peryferia (przetworniki AC/CA, timery, liczniki, USB itp)
      • nowsze ATMegi (posiadające czterocyfrowe oznaczenia) cechują się znacznie rozbudowanymi funkcjonalnościami (event system, układ programowalnej logiki, rozbudowane porty IO)
    • AVR XMEGA – oznaczenie ATxmega[3]
      • 8-384 kB pamięci programu
      • obudowy o 32-100 wyprowadzeniach
      • rozszerzone możliwości, takie jak obsługa DMA, system zdarzeń (Event System), logika programowalna (XCL) i sprzętowe wsparcie dla kryptografii (używane m.in. przy współpracy z kartami inteligentnymi)
    • AVR Dx
      • najnowsza rodzina 8-bitowych mikrokontrolerów AVR
      • w przeciwieństwie do poprzednich rodzin płaska przestrzeń adresowa, w której znajduje się pamięć SRAM, EEPROM i wybrana strona pamięci FLASH
      • do 128 kB pamięci programu, do 8 kB pamięci SRAM
      • obudowy do 64 pinów, w tym dostępne są obudowy PDIP
      • układ programowalnej logiki (CCL)
      • system zdarzeń podobny do systemu obecnego w XMEGA
      • przetwornik ADC (12-bitowy) i DAC (10 bitowy)
      • do 4 komparatorów analogowych oraz wzmacniaczy operacyjnych o programowalnym wzmocnieniu
      • do 3 układów detekcji przejścia przez zero
      • do 8 timerów
  • 32 bitowe (lista rozkazów architektury AVR32 jest niekompatybilna z AVR)
    • AVR UC3[4]
      • obudowy QFP, BGA od 44 do 144 i więcej wyprowadzeń
      • seria D
        • najprostsza seria, posiada moduł obsługi pojemnościowych czujników dotykowych
      • seria C
        • wyposażone w jednostkę zmiennoprzecinkową (FPU), Ethernet, CAN, LIN, USB OTG, PWM 16-kanałowy 12-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), 4-kanałowy, 12-bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC)
      • seria L
        • seria L została zaprojektowana pod kątem minimalizacji zużycia prądu
      • seria A0/A1
        • jest dedykowana rozwiązaniom potrzebującym złącz Ethernet oraz USB
      • seria A3/A4
        • zawiera moduł kryptograficzny AES o wydajności 22,8 MB/s, może być używany do współpracy z kartami chipowymi
      • seria B
        • zaprojektowana do wykorzystania dużej mocy obliczeniowej oraz złącza USB

Wyposażenie edytuj

Poszczególne mikrokontrolery typu AVR różnią się między sobą, przede wszystkim ilością pamięci flash, RAM, liczbą portów wejść/wyjść oraz układami dodatkowymi.

Przykładowo: ATtiny13 ma 1 kB pamięci programu (flash), 64 bajtów EEPROM, 64 bajtów RAM + 32 rejestry, 6 linii wejść/wyjść, 2 kanały PWM, 4 kanały A/D, wewnętrzny oscylator; montowany jest w obudowie o 8 wyprowadzeniach[5].

ATmega2560 ma 256 kB pamięci programu, 4 kB EEPROMu, 8 kB RAM, 86 wejść/wyjść, 4 16-bitowe liczniki sterujące w sumie 6 wyjściami PWM, SPI, 2 układy USART, 16-kanałowy przetwornik analogowo-cyfrowy[6].

Podstawowe elementy AVR (nie wszystkie występują w każdym układzie):

  • pamięć flash - pamięć programu; programowalna w układzie, część programowana podczas pracy układu,
  • pamięć EEPROM,
  • pamięć SRAM,
  • uniwersalne porty wejścia/wyjścia,
  • 8 i 16 bitowe układy czasowo-licznikowe z możliwością generowania sygnału z modulacją szerokości impulsu PWM (w Atxmega można zwiększyć szerokość przez połączenia kaskadowe liczników, a także poszerzyć możliwości generacji sygnałów PWM poprzez wykorzystanie modułu WeX/AWeX)
  • licznik czasu rzeczywistego (RTC)
  • wielokanałowy multipleksowany 10 bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy (w Atxmega i AVR Dx 12 bitowy o maksymalnej prędkości 2 milionów próbek na sekundę),
  • przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC) 10-bitowy - rodziny Atxmega i AVR Dx,
  • Interfejs TWI pełniący funkcję sprzętowego kontrolera w standardzie I2C
  • interfejs szeregowy USART,
  • interfejs SPI - domyślny interfejs programowania dla Atmega,
  • układy programowalnej logiki,
  • Watchdog,
  • wewnętrzny generator RC,
  • Funkcja ISP realizowana przy użyciu wybranego interfejsu (SPI, JTAG, PDI, TPI, aWire)
  • JTAG, interfejs programowania i debugowania (rezerwuje 4 piny mikrokontrolera) obecny tylko w większych modelach Atmega/Atxmega,
  • DebugWire, umożliwia debugowanie programu dla kontrolerów z ograniczoną liczbą pinów.
  • PDI umożliwiający programowanie i debugowanie układów przy wykorzystaniu jedynie 2 linii sygnałowych (w tym sygnału RESET) - domyślny interfejs dla Atxmega

Zobacz też edytuj

Linki zewnętrzne edytuj

  • AVR 8-Bit RISC strona firmy Atmel o mikrokontrolerach AVR (ang.)
  • AVRFreaks najpopularniejszy portal o AVR (ang.)
  • Microchip Studio darmowe środowisko programistyczne dostarczane przez Microchip (ang.) - po przejęciu przez firmę Microchip firmy Atmel nastąpiła zmiana nazwy sztandarowego IDE z Atmel Studio na Microchip Studio
  • WinAVR darmowy kompilator GCC i zestaw narzędzi dla AVR (ang.) - projekt zarzucony, obecnie firma Atmel wydaje własny toolchain dla systemów MS Windows i GNU/Linux, który można pobrać oddzielnie lub razem z Microchip Studio.
  • mikrokontrolery.blogspot.com - popularny portal o AVR w języku polskim (pol.)

Przypisy edytuj

  1. ↑ tinyAVR Microcontrollers. [dostęp 2014-07-18]. (ang.).
  2. ↑ megaAVR Microcontrollers. [dostęp 2014-07-18]. (ang.).
  3. ↑ AVR XMEGA Microcontrollers. [dostęp 2014-07-18]. (ang.).
  4. ↑ 32-bit AVR UC3 Microcontrollers. [dostęp 2014-07-14]. (ang.).
  5. ↑ ATtiny13. [dostęp 2014-07-14]. (ang.).
  6. ↑ ATmega2560. [dostęp 2014-07-14]. (ang.).
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Atmel_AVR&oldid=67569106”