- •«Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем»
- •Оглавление
- •7 Инструментальные средства разработки систем управления на
- •Введение. Управляющие системы на микроконтроллерах.
- •Характеристика микроконтроллеров семейства avr
- •1.1 Особенности микроконтроллеров
- •1.2 Характеристики микроконтроллера aTмega16
- •1.3 Условное графическое обозначение микроконтроллера
- •2 Архитектура микроконтроллера
- •2.1 Структура микроконтроллера
- •2.2 Организация программной памяти
- •Организация памяти данных
- •2.4 Арифметико-логическое устройство и регистр состояния процессора
- •Методы адресации. Форматы команд
- •Система команд
- •2.6.1 Команды передачи данных (пересылки)
- •2.6.2 Команды передачи управления
- •2.6.3 Команды арифметики и логики (вычислительные)
- •2.6.4 Команды сдвигов и операций с битами
- •2.7 Функционирование конвейера
- •3 Встроенные устройства
- •3. 1 Параллельные порты ввода/вывода
- •Подсистема прерываний микроконтроллера
- •Регистр флагов прерываний таймеров/счетчиков – tifr
- •Таймеры/счетчики
- •Общие сведения
- •Таймер/счетчик т0.
- •3.3.3 Таймер/счетчик т1.
- •Сторожевой таймер (Watchdog Timer).
- •3.4 Последовательные интерфейсы -spi и uart
- •3.4.1 Последовательный периферийный интерфейс - spi
- •3.4.2 Uart - универсальный последовательный порт
- •3.5 Аналоговый компаратор и ацп
- •3.5.1 Аналоговый компаратор
- •3.5.2 Аналого-цифровой преобразователь
- •3.6 Энергонезависимая память данных
- •4 Ассемблер микроконтроллеров avr
- •5 Взаимодействие микроконтроллера с объектом управления
- •5.1 Формирование временных интервалов (задержек)
- •5.1.1 Программный способ формирования временных интервалов
- •Ext_l: ldi r17, X ;х – число внутренних циклов
- •Ext_l: ldi r17, 53 ;Загрузка в r17 константы внутреннего цикла
- •5.2 Генерация импульсных сигналов управления с использованием программных задержек
- •5.2.1 Генерация последовательности импульсов с использованием программных задержек
- •5.2.2 Генерация пакета импульсов
- •5.2.3 Генератор заданного числа пакетов импульсов
- •Формирование импульсных сигналов управления с использованием таймеров микроконтроллера
- •5.4 Ожидание внешних событий
- •5.5 Обработка динамического дисплея
- •5.6 Особенности схемы дисплея в учебной системе управления.
- •5.7 Часы
- •5.8 Измерение временных параметров импульсов
- •5.9 Обработка клавиатуры
- •6 Программирование микроконтроллеров aТmega16
- •7 Инструментальные средства разработки сисТем управления на микроконтроллерах aTmega16
- •Дубров ф.И. Встроенные системы управления на микроконтроллере aTmega16
Учебное пособие
«Инструментальные средства разработки аппаратно-программных систем»
Краснодар 2006
Книга знакомит с архитектурой микроконтроллера ATmega16, применением его для встроенных систем, типовыми функциями управления и отладкой встроенных приложений.
Приведены примеры расчетов параметров и настроек блоков. В конце большинства разделов приведены контрольные вопросы для контроля или самоконтроля усвоения материала. Типовые функции управления представлены текстами ассемблерных программ формирования сигналов управления, измерения временных параметров сигналов, обработки устройств ввода и вывода данных в специальном разделе книги. Вопросам отладки программного обеспечения встроенных систем на микроконтроллерах ATmega в режимах симуляции и внутрисхемной эмуляции посвящен также специальный раздел. Материал книги иллюстрирован.
М ожет использоваться в качестве учебного пособия по дисциплинам соответствующего профиля.
Оглавление
Введение. Управляющие системы на микроконтроллерах ………………. 5
1 Характеристики микроконтроллеров семейства AVR ………………… 9
1.1 Особенности микроконтроллеров ………………………………………… 9
1.2 Характеристики микроконтроллера Atmega16 ………………………… 11
1.3 Условное графическое обозначение микроконтроллера ……………….. 13
2 Архитектура микроконтроллера ………………………………………….. 14
2.1 Структура микроконтроллера …………………………………………… 14
2.2 Организация программной памяти ……………………………………… 14
2.3 Организация памяти данных ………………………………………………. 17
2.4 Арифметико-логическое устройство и регистр состояния процессора … 21
2.5 Методы адресации. Форматы команд …………………………………… 22
2.6 Система команд …………………………………………………………… 27
2.6.1 Команды передачи данных (пересылки) ……………………………………. 28
2.6.2 Команды передачи управления …………………………………………. 30
2.6.3 Команды арифметики и логики (вычислительные) ……………………. 33
2.6.4 Команды сдвигов и операций с битами …………………………………. 35
2.7 Функционирование конвейера …………………………………………… 37
3 Встроенные устройства ……………………………………………………. 40
3.1 Параллельные порты ввода/вывода ……………………………………… 40
3.2 Подсистема прерываний микроконтроллера ……………………………. 44
3.3 Таймеры/счетчики ………………………………………………………… 50
3.3.1 Общие сведения …………………………………………………… 50
3.3.2 Таймер/счетчик Т0 ……………………………………………………. 51
3.3.3 Таймер/счетчик Т1……………………………………………………. 55
3.3.4 Сторожевой таймер (Watchdog Timer)………………………………. 64
3.4 Последовательные интерфейсы -SPI и UART ……………………………….. 66
3.4.1 Последовательный периферийный интерфейс - SPI ………………… 66
3.4.2 UART - универсальный последовательный порт …………………… 70
3.5 Аналоговый компаратор и АЦП ………………………………………. 79
3.5.1 Аналоговый компаратор …………………………………………….. 79
3.5.2 Аналого-цифровой преобразователь ………………………………… 81
3.6 Энергонезависимая память данных ……………………………………… 88
4 Ассемблер микроконтроллеров AVR ……………………………………… 92
5 Взаимодействие микроконтроллера с объектом управления …………… 95
5.1 Формирование временных интервалов (задержек) …………………… 95
5.1.1 Программный способ формирования временных интервалов ……. 95
5.1.2 Формирование временных интервалов с использованием таймера/счетчика …………………………………………………………………. 98
5.2 Генерация импульсных сигналов управления с использованием программных задержек …………………………………………………………… 100
5.2.1 Генерация последовательности импульсов с использованием программных задержек …………………………………………………………… 100
5.2.2 Генерация пакета импульсов ………………………………………… 102
5.2.3 Генератор заданного числа пакетов импульсов …………………… 103
5.3 Формирование импульсных сигналов управления с использованием таймеров микроконтроллера ……………………………………………………… 104
5.4 Ожидание внешних событий ……………………………………………. 108
5.5 Обработка динамического дисплея ……………………………………… 109
5.6 Особенности схемы дисплея в учебной системе управления ……….. 113
5.7 Часы ……………………………………………………………………….. 115
5.8 Измерение временных параметров импульсов ………………………. 117 5.9 Обработка клавиатуры ………………………………………………….. 119
6 Программирование микроконтроллеров Atmega16 ……………………… 124