AVR

AVR — родина восьмибітових мікроконтролерів фірми Atmel.

Мікроконтролери родини AVR

Мікроконтролери AVR мають гарвардську архітектуру (програма і дані розташовані в різних адресних просторах) і систему команд, близьку до ідеології RISC. Процесори AVR мають 32 8-бітових регістри загального призначення. Максимальна тактова частота — 20 мегагерц (XMEGA AVR — до 32 МГц), короткі команди виконуються за один такт.

Особливості

На відміну від «ідеального» RISC, регістри не абсолютно ортогональні:

• Деякі команди працюють тільки з регістрами r16—r31;
• 16-бітний результат множення (у тих моделях, в яких є модуль множення) завжди розміщується в регістровій парі r0:r1;
• Для непрямої адресації пам'яті даних використовуються три «здвоєні» 16-бітові регістри-вказівники X (r26:r27), Y (r28:r29) та Z (r30:r31);
• В командах ADIW, SBIW додавання та віднімання короткої константи від 16-бітного аргумента можуть використовуватися лише вказані вище пари X, Y, Z та пара (r24:r25);
• В командах роботи з пам'яттю програм LPM, SPM використовується лише регістрова пара Z (r30:r31);
• Команди напрямого переходу та виклику підпрограм ICALL, IJMP також можуть використовувати лише регістрову пару Z.

Робота з периферійними пристроями здійснюється через адресний простір даних. Для зручності з першими 64-ма адресами периферійних пристроїв можна працювати за допомогою «скорочених» команд IN/OUT доступу до простору вводу-виводу (I/O — Input/Output). Роботу з окремими бітами периферійних пристроїв у просторі I/O забезпечують команди SBI, CBI, SBIS, SBIC. Втім, ці команди працюють лише з першими 32-ма адресами простору.

Основні родини

• tinyAVR
  • 0,5—16 кБ пам'яті програм
  • 32—1024 байти оперативної пам'яті
  • 0—512 байтів енергонезалежної пам'яті даних EEPROM
  • 6—32-вивідний корпус
  • Обмежений набір внутрішніх периферійних пристроїв
  • Напруга живлення 1,8—5,5 В

• megaAVR
  • 4—256 кБ пам'яті програм
  • 0,25—8 кБ оперативної пам'яті
  • 0,25—4 кБ енергонезалежної пам'яті даних EEPROM
  • 28—100-вивідний корпус
  • Розширений набір команд (команди множення, розширені методи адресації в командах LPM, SPM)
  • Розширений набір внутрішніх периферійних пристроїв
  • Напруга живлення 1,8—5,5 В

• XMEGA
  • 16—384 кБ пам'яті програм
  • 2—32 кБ оперативної пам'яті
  • 1—4 кБ енергонезалежної пам'яті даних EEPROM
  • 44—64—100-вивідний корпус (A4, A3, A1)
  • Підвищена продуктивність за рахунок таких особливостей, як ПДП , підтримка криптографії, «Система подій».
  • Розширений набір внутрішніх периферійних пристроїв (ЦАП)
  • Напруга живлення 1,6—3,6 В

Засоби розробки

Окрім комерційних засобів розробки (IAR, CodeVisionAVR та ін.), існують також вільні, наприклад, WinAVR - GNU порт GCC для AVR. В якості вільного середовища для avr-gcc можна використовувати Code::Blocks.

Крім того, архітектура AVR дозволяє застосовувати операційні системи при розробці застосувань, основними з яких є написані на мові C системи FreeRTOS, ChibiOS/RT та uOS. Також існує написана на мові програмування C++ система scmRTOS.

Суттєвий вплив на поширеність мікроконтролерів має те, що програмування цих мікроконтролерів здійснюється досить легко. Найпростіший програматор, пристрій за допомогою якого персональний комп'ютер записує програму у flash-пам'ять мікроконтролера, складається з п'яти провідників та вилки порта LPT. Це дозволяє з успіхом використовувати мікроконтролери AVR новачками, що хочуть отримати знання з мікроелектроніки.

Апаратні засоби розробки

Плата розробника Atmel STK500

AVR Dragon с внутрішньосхемнного програмувания , а також доданою ZIF панелькою під ІМС у DIP-корпусі.

AVRISP mkII-ISP-Programmer від Atmel

Офіційні засоби розробки для AVR від Atmel:

• STK600 starter kit
• STK500 starter kit
• STK200 starter kit
• AVRISP and AVRISP mkII
• AVR Dragon
• JTAGICE mkI
• JTAGICE mkII
• JTAGICE3
• AVR ONE!
• Butterfly demonstration board
• AT90USBKey
• Raven wireless kit

Також існує багато сторонніх засобів розробки, особливо аматорських.

Програмні засоби розробки

Вільні

• WinAVR — програмний пакет під Windows, який включає до себе компілятор C, ассемблер, компоновник та інші інструменти.
• Algorithm Builder — середовище розробки програмного забезпечення для микроконтролерів з архітектурою AVR.
• Code::Blocks — кросплатформенне середовище розробки програмного забезпечення.
• DDD — графічний інтерфейс до avr-gdb.
• V-USB — програмна реалізація протоколу USB для микроконтролерів AVR.
• Avrdude — засіб для програмування постійної пам’яті микроконтролерів.
• PonyProg — універсальний програматор через LPT-порт, COM-порт (підтримує USB-емулятор COM-порта).

Проприєтарні

• AVR Studio — безкоштовне офіційне IDE від Atmel
• IAR AVR — комерційне середовище розробки для микроконтролерів AVR
• Bascom-avr — середовище розробки з Basic-подібною мовою програмування.
• CodeVisionAVR — компілятор C та програматор — CVAVR, генератор початкового коду.
• Proteus — симулятор електричних ланцюгів, компонентів, включаючи різноманітні МК.

Див. також

• Вбудована система
• Мікроконтролер
• Arduino

Посилання

• Домашня сторінка Atmel AVR[]
• Спільнота AVR Freaks[]
• IAR Embedded Workbench for Atmel AVR — Компілятор С/С++ IDE (комерційне ПЗ)
• microPascal[]  — реалізація мови Паскаль для AVR (комерційна)
• PonyProg[]  — програматор (вільне ПЗ)
• AVReAl — програматор (безплатне ПЗ)
• Роботи, мікроконтролери[]
• Засоби розробки програмного забезпечення для AVR мікроконтролерів
• Навчальний курс AVR