Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Вибір мікроконтролера.

Для реалізації бортової мікропроцесорної системи діагностування обрано мікроконтролер серії AVR фірми Atmel. Основні переваги AVR:

низька вартість;

доступність;

надійність;

простота програмування;

висока швидкодія.

Зважаючи на всі висунуті вимоги вирішено використовувати AVR Atmega16.

Характеристики AVR Atmega16:

низьке споживання електроенергії та висока продуктивність;

8-бітна розрядність;

покращена RISC архітектура;

131 команда;

більшість команд виконуються за один такт;

32 8-бітних регістрів загального призначення;

повністю статична робота;

максимальна частота – 16 МГц;

апаратна команда множення;

електронезалежна пам’ять для програми;

електронезалежна пам’ять для даних;

16 Кб пам’яті для програми;

більше 10 000 циклів перезапису пам’яті для програми;

можливість використання завантажуючого сектора;

можливість програмування в готовому пристрою;

512 байт енергонезалежної пам’яті для даних;

більше 100 000 циклів перезапису пам’яті даних;

1 Кб оперативної пам’яті;

2 8-ми бітних таймера;

16-ти бітний таймер;

таймер реального часу;

4-х канальний ШІМ;

8-ми канальний 10-ти розрядний АЦП;

апаратний 2-wire інтерфейс;

апаратний послідовний інтерфейс;

апаратний SPI інтерфейс;

наглядовий таймер;

аналоговий компаратор;

32 лінії введення/виведення;

робоча напруга – 2,7-5,5 В

Рис. 2. Конфігурація виводів Atmega16

Ядро AVR поєднує повний набір інструкцій з 32-ма робочими регістрами загального призначення. Усі 32 регістри безпосередньо під’єднані до арифметично – логічного пристрою, що дозволяє мати доступ до двох незалежних регістрів під час виконання однієї інструкції за один такт. Окрім зазначених характеристик Atmega16 має також: підтримку відлагоджування на самому чіпі, три гнучких таймери/лічильники з режимами порівняння, зовнішні і внутрішні переривання, шість енергозберігаючих режимів, які обираються програмно. Режим Idle зупиняє роботу процесора, але не забороняє роботу USART, 2 – wire інтерфейсу, АЦП, таймерів/лічильників, SPI порту, системи переривань. В Power-down режимі вміст регістрів зберігається і заморожується осцилятор, що блокує усі інші функції чіпа до появи наступного зовнішнього переривання або апаратного перезапуску. В режимі Power-save асинхронний таймер продовжує працювати, дозволяючи користувачу підтримувати базовий час, поки інші пристрої сплять. Режим ADC Noise Reduction зупиняє CPU і всі модулі введення/виведення окрім асинхронного таймера і АЦП для того, щоб зменшити вплив шумів від перемикань на аналого-цифрове перетворення. В режимі очікування осцилятор працює поки усі інші пристрої сплять. Розширений режим очікування забезпечує подальшу роботу як осцилятора так і асинхронного таймера. Ці режими дають можливість поєднати високу продуктивність роботи з низьким споживанням енергії.

Рис. 3. Загальна структура Atmega16

Atmega16 підтримується значною кількістю програм і систем засобів розробки, включаючи: компілятори С, макро асемблер, програми відлагоджування і симуляції, емулятори і т.д.

Для того щоб максимально збільшити потужність і паралелізм AVR використовує Гарвардську архітектуру – з відокремленою пам’яттю та шинами для програми та даних. Інструкції в пам’яті програм виконуються у вигляді конвеєра. Поки одна інструкція виконується, інша вибирається з пам’яті команд. Такий підхід дозволяє виконувати інструкції кожного такту.

Високопродуктивне AVR ALU з'єднано безпосередньо з усіма 32 швидкодіючими регістрами загального призначення. За один тактовий цикл ALU виконує операцію між регістрами цього реєстрового файлу. Операції ALU підрозділяються на три основні категорії: арифметичної, логічні й операції над бітами.

Під час виконання програми підтримуються умовні, безумовні переходи, виклик інструкцій, а також безпосереднє звернення до всього адресного простору. Більшість AVR інструкцій мають формат 16 бітного слова.

Під час переривань або виклику підпрограм адреса повернення програмного лічильника зберігається у стеці. Стек ефективно розміщується в загальних даних SRAM, саме тому розмір стеку обмежений лише загальним розміром SRAM. Всі користувацькі програми повинні ініціалізувати вказівник стеку в програмі скидання (перед тим як підпрограма або переривання виконане).

Вказівник стеку можна читати/перезаписувати в просторі вводу/виводу. Отримати доступ до даних SRAM можна легко отримати через 5 різних адресних режимів, які підтримуються AVR архітектурою.

Гнучкий модуль переривання має власні регістри контролю в просторі вводу/виводу з додатковим бітом глобального дозволу переривання в регістрі статусу. Всі переривання мають окремий вектор в таблиці векторів переривань. Переривання мають приорітети в відповідності з розташуванням їхнього вектора переривань. Чим нижче адреса вектора переривань, тим вищий приорітет.

Простір пам’яті вводу/виводу містить 64 адреси для процесорних периферійних функцій.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒