Wstęp Zagadnienia ogólne... 11

Transkrypt

1 3 Wstęp Zagadnienia ogólne Rdzeń AVR Rodzaje pamięci Rejestry ogólnego przeznaczenia Przestrzeń wejścia-wyjścia Wewnętrzna pamięć SRAM Stos w pamięci SRAM Stos sprzętowy Pamięć programu Tryby adresowania Pamięć danych, SRAM Rejestry robocze Przestrzeń wejścia-wyjścia Pamięć programu adresowanie stałych Pamięć programu adresowanie skoków Podstawowe rejestry funkcyjne Rejestr statusu SREG Wskaźnik stosu SPH:SPL Rejestry GPIOR (ang. General Purpose I/O Registers) Bity sterujące Bity konfiguracyjne (ang. fuse bits) Bity zabezpieczające (ang. lock bits) Zegar systemowy Wewnętrzny, skalibrowany układ RC Pętla fazowa PLL Zewnętrzny układ RC Rezonator kwarcowy i ceramiczny Zewnętrzne źródło sygnału zegarowego Zewnętrzne wykorzystanie zegara systemowego Preskaler częstotliwości zegarowej Czasy startu układu zegarowego Kiedy nic nie działa Układy zerujące Układ POR Zewnętrzne źródło zerujące Układ BOD Układ WDT MCUSR i wszystko wiadomo Do trzech razy sztuka...37

2 4 Spis treści 1.8. Zarządzanie energią Wstrzymywanie systemu Wstrzymywanie poszczególnych modułów Porady dla szczególnie oszczędnych System przerwań Aktywność przerwań Priorytety i wektory przerwań Przerwanie inicjalizacyjne Znaczniki przerwań Obsługa przerwań Podprogram obsługujący Programowa modyfikacja pamięci flash Rejestr sterujący SPMCSR Adresowanie pamięci programu Kasowanie strony pamięci programu Ładowanie bufora tymczasowego Zapis strony pamięci programu Odczyt bitów sterujących Bezpieczeństwo zapisu Interfejsy programowania i uruchomieniowe Równoległy interfejs programowania Interfejs programowania SPI Interfejs programowania HVS Interfejs debugwire Zintegrowane układy peryferyjne Porty wejścia-wyjścia Dedykowane rejestry funkcyjne Tryb wejściowy Tryb wyjściowy Alternatywne funkcje wyprowadzeń Moduł przerwań zewnętrznych Typy przerwań zewnętrznych Obsługa przerwań INTn Obsługa przerwań PCIn Pamięć EEPROM Dedykowane rejestry funkcyjne Zapis pamięci Odczyt pamięci Równomierne zużycie pamięci Możliwe problemy Układy licznikowe Dedykowane rejestry funkcyjne Mechanizm buforowy...67

3 Źródła impulsów zliczanych PLL i praca asynchroniczna Preskaler częstotliwości Tryb pracy normalnej Porównywanie Przechwytywanie Tryb CTC Szybki tryb PWM Zaawansowane tryby PWM Dodatkowe funkcje PWM Generacja przerwań Moduł USART Informacje podstawowe Ramka transmisyjna Dedykowane rejestry funkcyjne Inicjalizacja i obsługa (tryb asynchroniczny) Tryb synchroniczny Tryb wieloprocesorowy Moduł USI Interfejs I 2 C informacje wstępne Interfejs SPI informacje wstępne Moduł USI informacje podstawowe Dedykowane rejestry funkcyjne Tryb SPI Tryb I 2 C Komparator analogowy Budowa i działanie Dedykowane rejestry funkcyjne Przetwornik A/C (ADC) Informacje podstawowe Część analogowa Dedykowane rejestry funkcyjne Działanie i obsługa modułu Wynik przetwarzania Przeciwdziałanie zakłóceniom Asembler AVR Język symboliczny Translator Składnia Wyrażenia Podstawowe dyrektywy asemblera Definicje...129

4 6 Spis treści Segmenty programu Zmienne w pamięci danych Stałe w pamięci programu i EEPROM Makra Translacja warunkowa Preprocesor Pliki nagłówkowe Zbiór instrukcji Rejestry robocze: formatowanie [CLR, SER] Rejestry robocze: operacje na bitach [SBR, CBR] Rejestry robocze: ładowanie wartością bezpośrednią [LDI] Rejestry robocze: bitowa suma [OR, ORI] Rejestry robocze: bitowy iloczyn [AND, ANDI] Rejestry robocze: suma modulo 2 [EOR] Rejestry robocze: logiczne przesuwanie [LSL, LSR, ROL, ROR] Rejestry robocze: zamiana półbajtów [SWAP] Rejestry robocze: zwiększanie i zmniejszanie [INC, DEC] Rejestry robocze: arytmetyczne dodawanie [ADD, ADC, ADIW] Rejestry robocze: arytmetyczne odejmowanie [SUB, SUBI, SBC, SBCI, SBIW] Rejestry robocze: arytmetyczne przesuwanie [ASR] Rejestry robocze: uzupełnienie jedynkowe [COM] Rejestry robocze: uzupełnienie dwójkowe [NEG] Rejestry robocze: kopiowanie [MOV, MOVW] Rejestry robocze: kopiowanie i ładowanie bitów [BST, BLD] Rejestry robocze: testowanie i porównywanie wartości [TST, CP, CPC, CPI] Rejestr SREG: operacje na znacznikach [BSET, BCLR, SEC, CLC, SEN, CLN, SEZ, CLZ, SEI, CLI, SES, CLS, SEV, CLV, SET, CLT, SEH, CLH] Pamięć danych: odczyt [IN, LDS, LD, LDD] Pamięć danych: zapis [OUT, STS, ST, STD] Pamięć danych: operacje na bitach [SBI, CBI] Pamięć danych: operacje na stosie [PUSH, POP] Pamięć programu: odczyt [LPM] Pamięć programu: zapis [SPM] Przebieg programu: skoki bezwarunkowe [IJMP, RJMP] Przebieg programu: wywołania podprogramów [ICALL, RCALL] Przebieg programu: powrót z podprogramów [RET, RETI] Przebieg programu: testowanie rejestrów i pomijanie instrukcji [CPSE, SBRC, SBRS, SBIC, SBIS] Przebieg programu: testowanie rejestru SREG i rozgałęzienia [BRBS, BRBC, BREQ, BRNE, BRCS, BRCC, BRSH, BRLO, BRMI, BRPL, BRGE, BRLT, BRHS, BRHC, BRTS, BRTC, BRVS, BRVC, BRIE, BRID] Instrukcje specjalne [WDR, NOP, BREAK, SLEEP]...160

5 7 4. Środowisko rozwojowe AVR Studio Pierwsze spotkanie Symulator Programowanie Emulacja ICE Emulacja OCD Uwagi Programatory Programator SPI Programator HVS Programator równoległy Oprogramowanie PonyProg Oprogramowanie ISP Programmer Oprogramowanie AVRX Projekt przykładowy Założenia Przedstawienie schematyczne Tworzenie oprogramowania Proces uruchomieniowy Programowanie Ćwiczenia i przykłady zastosowań Wprowadzenie Zestaw uruchomieniowy Płyta uruchomieniowa ZL4AVR Płyta uzupełniająca ZL4AVR-EB Programy ćwiczeniowe i biblioteczne Ćwiczenie 1. Podstawy programu asemblerowego; operacje na portach Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 2. Operacje arytmetyczno-logiczne; znaczniki rejestru SREG; pętle Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Kodowanie liczb Operacje arytmetyczne na liczbach całkowitych Operacje arytmetyczne na liczbach ułamkowych Operacje logiczne Dla ambitnych...215

6 8 Spis treści 5.3. Ćwiczenie 3. Podprogramy, przerwania i liczniki; sterowanie obciążeniami sieciowymi Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Wstęp do regulacji impulsowej Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 4. Interfejsy równoległe; obsługa modułów alfanumerycznych LCD Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 5. Interfejsy szeregowe; obsługa układu RTC DS1307 poprzez magistralę I 2 C; zegar z datownikiem Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 6. Interfejsy szeregowe; odczyt telefonicznych kart chipowych Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 7. Interfejsy szeregowe; obsługa myszy PS/ Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 8. Interfejsy optyczne; regulator oświetlenia sterowany pilotem SIRC Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 9. Pamięć EEPROM i liczniki; prosty odtwarzacz melodii Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 10. Elementy czujnikowe; obsługa akcelerometru MXD Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych...324

7 Ćwiczenie 11. Przetwarzanie A/C; najprostszy oscyloskop cyfrowy Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 12. Przetwarzanie C/A; najprostszy generator funkcyjny Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Ćwiczenie 13. Przetwarzanie sygnałów (filtry IIR); iluminofonia 3-kanałowa Cel ćwiczenia Obwód ćwiczeniowy Opis ćwiczenia Dla ambitnych Dodatki Dodatek A. Zestawienie układów AVR Dodatek B. Wybrane właściwości i charakterystyki elektryczne układu ATtiny B.1. Wartości graniczne B.2. Wybrane wartości charakterystyczne B.3. Wybrane charakterystyki Dodatek C. Zestawienie rozkazów dla układu ATtiny Dodatek D. Zestawienie rejestrów funkcyjnych układu ATtiny Dodatek E. Słowo o kompilatorach i językach wyższego poziomu Dodatek F. Przeciwdziałanie zakłóceniom Dodatek G. Źródła informacji na temat układów AVR Dodatek H. Tabela kodów ASCII Dodatek I. Tabela kodów znakowych sterownika LCD HD Literatura Skorowidz...377