Реферат: Структура микроконтроллера

■ параллельные порты ввода-вывода;

■ последовательный порт SPI;

■ последовательный порт UART;

■ последовательный порт TWSI (I2C);

■ таймеры-счетчики общего назначения;

■ сторожевой таймер и аналого-цифровой преобразователь;

■ аналоговый компаратор;

■ программируемый аппаратный модулятор;

■ блок прерываний.

Параллельный порт ввода-вывода (Port, P) предназначен для ввода и вывода данных. Микроконтроллеры семейства AVR имеют от одного до шести портов. Порт может иметь от трех до восьми выводов. Число параллельных портов ввода-вывода и суммарное число выводов портов у микроконтроллеров разных типов, указано в табл. 1 в колонках Р и I/O соответственно.

Вывод порта может работать в режиме входа или в режиме выхода. Направление передачи бита устанавливается для каждого вывода в отдельности.

Некоторые выводы портов кроме ввода и вывода битов данных могут использоваться для выполнения альтернативных функций при работе других устройств. Суммарное число выводов параллельных портов, которые могут выполнять альтернативные функции у микроконтроллеров разных типов, указано в табл. 1 в колонке ALT. В это число не включены выводы, выполняющие альтернативные функции только при программировании микроконтроллера. Альтернативные функции выводов портов у микроконтроллеров разных типов указаны в приложении ПЗ.

Последовательный порт ввода-вывода SPI (Serial Peripheral Interface) предназначен для ввода и вывода байтов при обмене данными с другими устройствами, имеющими порт SPI. Обмен выполняется под управлением тактового сигнала порта. Устройство, инициализирующее обмен и вырабатывающее тактовый сигнал, является ведущим (master). Устройство, выполняющее обмен при поступлении тактового сигнала, является ведомым (slave). В процессе обмена оба устройства последовательно бит за битом одновременно выдают и принимают байт. Обмен выполняется с использованием трех шин.

Максимальная скорость приема/передачи (в битах в секунду) равна 1/4 частоты тактового сигнала микроконтроллера (у МК типа m163 — 1/2 тактовой частоты).

К одному ведущему устройству могут быть подключены несколько ведомых. Функции ведущего и ведомого могут меняться в процессе работы системы.

Порт SPI, который может работать в режиме ведущего и ведомого и использоваться для обмена данными в процессе работы, имеется у микроконтроллеров типа 4433, 8515, 8535, ml63 и m10З (табл. 1, колонка SPI). Микроконтроллеры других типов, кроме til и t28, имеют порт SPI, который может работать только в режиме ведомого и ис-пользуется при последовательном программировании микроконтроллера без дополнительного источника напряжения (Downloading).

Последовательный порт ввода-вывода UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) предназначен для передачи и приема байтов данных по двухпроводным линиям связи (например, по интерфейсу RS-232C или "токовая петля"). Прием и передача могут вестись одновременно. При передаче байта формируется последовательность из десяти или одиннадцати битов (кадр), содержащая стартовый бит, имеющий нулевое значение, восемь битов байта (DO, D1, ..., D7) и столовый бит, имеющий единичное значение. Между старшим битом байта (D7) и стоповым битом может помещаться дополнительный бит.

Порт UART входит в состав периферийных устройств микроконтроллеров типа 2313, 4433, 8515, 8535, т163 и ml03 (табл. 1, колонка UART).

Последовательный порт ввода-вывода TWSI (Two-Wire Serial Interface) предназначен для обмена байтами данных с другими устройствами по двухпроводной шине IС (Integrated Circuit). К шине могут подключаться до 127 устройств.

Устройство, подключенное к шине IС, может работать в качестве ведущего (master) или ведомого (slave). Ведущее устройство при освобождении шины от обмена между другими устройствами посылает в шину сигнал начала обмена и занимает шину, затем посылает адресный байт для выбора одного из ведущих устройств и задания направления обмена, передает или принимает байты данных и посылает сигнал окончания обмена.

Ведомое устройство, опознав свой адрес, в зависимости от указанного направления обмена принимает или передает данные.

Устройство, принимающее байты данных, после приема каждого байта посылает в шину сигнал подтверждения приема. Адресный байт может содержать общий адрес для передачи данных одновременно во все ведомые устройства.

Скорость обмена задается ведущим устройством, обмен может вестись со скоростью до 400000 бит/с.

Последовательный порт TWSI имеется у микроконтроллера типа ml63.

Таймер-счетчик общего назначения (General Purpose Timer/Counter) предназначен для формирования запроса прерывания при истечении заданного интервала времени (режим таймера) или свершении заданного числа событий (режим счетчика). Микроконтроллеры семейства AVR могут иметь от одного до трех таймеров-счетчиков общего назначения Т/СХ (X — номер таймера-счетчика, X = 0, 1, 2).

Основным элементом таймера-счетчика является базовый счетчик, который ведет счет на сложение. При его переполнении формируется запрос прерывания Т/СХ OVF.

Таймер-счетчик общего назначения может выполнять дополнительные функции:

■ функцию захвата;

■ функцию сравнения;