Реферат: Структура микроконтроллера

Структура микроконтроллера


Таблица 1

Тип МК Flash (байт) ISP SRAM (байт) EEPROM (байт) ERAM IOR P I/O ALT SPI UART TWSI T/C0 T/C1 T/C2 ADC AC PHM IU Тип МК
t11 1K 14 1 6 6 A + 5 t11
t12 1K + 64 18 1 6 6 A + 6 t12
t15 1K + 64 27 1 6 6 A B 4 + 9 t15
2323 2K + 128 128 17 1 3 2 A 3 2323
2343 2K + 128 128 17 1 5 3 A 3 2343
1200 1K + 64 18 2 15 4 A + 4 1200
2313 2K + 128 128 32 2 15 10 + A D + 11 2313
t28 2K 17 3 20 6 A + + 6 t28
4433 4K + 128 256 44 3 20 20 + + A D 6 + 14 4433
8515 8K + 512 512 + 45 4 32 31 + + A E + 13 8515
8535 8K + 512 512 54 4 32 26 + + A E C 8 + 17 8535
m163 16K + 1024 512 63 4 32 28 + + + A E C 8 + 18 m163
m103 128K + 4000 4K + 60 6 48 47 + + C E B 8 + 24 m103

Для нумерации регистров ввода-вывода используются номера от О до 63 (от $00 до $3F, где $ — указатель шестнадцатеричного кода). Каждому регистру присвоено имя, связанное с выполняемой этим регистром функцией. Микроконтроллеры разных типов имеют разный состав регистров ввода-вывода, при этом регистры с одинаковыми номерами могут иметь разные имена. Число регистров ввода-вывода у микроконтроллеров разных типов указано в табл. 1.1, в колонке IOR. Имена и номера регистров ввода-вывода у микроконтроллеров разных типов приведены в приложении П4. Функции, выполняемые регистрами ввода-вывода, описываются при рассмотрении устройств, в работе которых они участвуют.

Работа некоторых устройств микроконтроллера зависит от состояния дополнительных однобитовых запоминающих элементов — установочных битов (Fuse Bits). Исходные значения установочных битов записываются на заводе-изготовителе. Значение установочного бита может быть изменено только при программировании микроконтроллера. В приложении П6 перечислены установочные биты в микроконтроллерах разных типов и указаны их исходные значения. Функции установочных битов рассматриваются при описании устройств, работа которых зависит от их значения.

2. Генератор тактового сигнала

Микроконтроллеры семейства AVR являются устройствами синхронного типа. Действия, выполняемые в микроконтроллере, привязаны к импульсам тактового сигнала. Микроконтроллеры имеют полностью статическую структуру и могут работать при тактовой частоте от 0 Гц. Максимальные значения тактовой частоты у микроконтроллеров разных типов и вариантов указана в приложении П1, в таблице Ш.З.

В качестве генератора тактового сигнала (GCK) используются:

■ внутренний генератор с внешним кварцевым или керамическим резонатором (XTAL);

■ внутренний RC-генератор (IRC);

■ внутренний генератор с внешней RC-цепочкой (ERC);

■ внешний генератор (ЕХТ).

Генераторы тактового сигнала, используемые в микроконтроллерах разных типов, указаны в табл. 2.

У микроконтроллеров, имеющих внутренний генератор с внешним резонатором (XTAL), резонатор подключается к выводам XTAL1 и XTAL2, которые через конденсаторы малой емкости (20—30 пФ) соединяются с тиной GND. Тактовая частота определяется рабочей частотой резонатора. У микроконтроллера типа t28 при нулевом значении установочного бита INTCAP подключение выводов XTAL1 и XTAL2 к шине GND выполняется через внутренние конденсаторы емкостью 50 пФ.

Таблица 2

Тип ТипМК
GCK П1 t12 t15 2323 2343 1200 2313 t28 4333 8515 8535 m163 m103
XTAL + + + + + + + + + + +*
IRC + +* +* + + +* +*
ERC + + + +
ЕХТ + + + + + + + + + + + +
* — возможно изменение частоты программными средствами

У микроконтроллеров типа t1l и tl2 в качестве выводов XTAL1 и XTAL2 используются выводы РВЗ и РВ4.

Внешний генератор (ЕХТ) подключается к выводу XTAL1, при этом вывод XTAL2 остается неподключенным. У микроконтроллера типа 2343, не имеющего выводов XTAL, внешний генератор подключается к выводу РВЗ.

В генераторах с RC-цепочкой тактовая частота определяется параметрами цепочки, но изменяется в значительных пределах при изменении напряжения питания микроконтроллера.

В микроконтроллерах типа 2343 и 1200 внутренний RC-генератор (IRC) используется при нулевом значении установочного бита RCEN.

В микроконтроллерах типа t1l, tl2, t28 и ml63 выбор генератора для работы определяется комбинацией значений установочных битов CKSEL. У микроконтроллеров типа t1l таких битов три (CKSEL2 — 0), у микроконтроллеров остальных типов — четыре (CKSEL3 — 0).

В табл. 3 приведены числа, двоичные коды которых являются комбинацией значений установочных битов CKSEL при выборе типа генератора. Биту CKSEL0 соответствует младший разряд двоичного кода.

Таблица 3

Тип GCK CKSEL2 — 0 CKSEL3 — 0
XTAL 6,7 8—15
IRC 4 2—4
ERC 5 5—7
ЕХТ 0 0,1

В микроконтроллерах, имеющих внутренний генератор с внешней RC-цепочкой (ERC), резистор (3—100 кОм) подключается между выводом XTAL1 и шиной VCC, а конденсатор (не менее 20 пФ) — между выводом XTAL1 и шиной GND.

В микроконтроллерах типа t12, t15, t28 и m163 при использовании внутреннего RC-генератора тактовая частота может изменяться программными средствами путем изменения кода, записываемого в регистр OSCCAL. При записи кода $00 тактовая частота имеет наименьшее значение, при записи кода SFF — наибольшее значение.

В микроконтроллере типа ml03 программными средствами может изменяться тактовая частота генератора с кварцевым резонатором.

Значение тактовой частоты FCk определяется по формуле


где Fq — рабочая частота кварцевого резонатора; (XDIV.6 — 0) — число, двоичный код которого записан в младших семи разрядах регистра XDIV (№ $ЗС). Изменение тактовой частоты возможно при XDIV.7 = 1.

3. Процессор

Процессор (CPU) формирует адрес очередной команды, выбирает команду из памяти и организует ее выполнение. Код команды имеет формат "слово" (16 бит) или "два слова". Система команд микроконтроллеров семейства AVR рассматривается в главе 2.

К-во Просмотров: 305
Бесплатно скачать Реферат: Структура микроконтроллера