Lecturer: Reza Arjmandi Autumn 2015 AVR Microcontroller Lecturer: Reza Arjmandi Autumn 2015 Lecture 1: Introduction AVR Microcontroller

AVR Processor History CPU Architecture پردازنده AVR برای اولین بار توسط دو مهندس به نام های Alf Egil Bogen و Vegard Walon در شرکت ATMEL طراحی و ساخته شد. برخی میگویند واژه AVR از نام های دو طراح آن گرفته شده است و مخفف عبارت Alf-Vegard-RISC است CPU Architecture RISC Architecture: Reduced Instruction Set Computer CISC Architecture: Complex Instruction Set Computer Example:For ATMEGA16

AVR Microcontroller-Family Automotive AVR CAN AVR AVR Z-Link LCD AVR Lighting AVR Smart Battery AVR USB AVR Tiny AVR XMEGA MEGA AVR AT90S (expired) کاربرد های کنترلی خاص کاربرد های کنترلی عمومی

AVR Microcontroller-Family-Automotive این نوع میکرو کنترولرها به صورت یک باکس کامل طراحی شده است که در صنایع ماشین سازی و اتوماسیون صنعتی کاربرد دارد و از جمله مدارهای اضافه شده به این باکس، مدار سنسورهای دما و مدار خطایابی خط داده و مدار ارتباط با سیستم های CAN OPEN میباشد. این سری توانایی تحمل محدوده دمایی بالایی را دارد

AVR Microcontroller-Family-Zlink این سری از تراشه ها در سیستم های Wireless کاربرد فراوانی دارند. تنها امکانات اضافی این سری، هماهنگی با تراشه های فرستنده Z-Link میباشد و قابلیت ارسال داده بوسیله سیگنال های رادیویی RF با فرکانس برابر با 2.4GHz را دارا میباشند

AVR Microcontroller-Family-CAN این سری از میکروکنترلرها در حقیقت سری پیشرفته‌ای از میکروکنترولرهای Automotive هستند واز تمام امکانات این سری به علاوه امکانات دیگری برخوردار میباشند

AVR Microcontroller-Family-LCD این سری از تراشه ها همان طور که از نامش پیداست، برای کار و هماهنگی با LCD ها طراحی شده است، همانطور که میدانید تمام تراشه های AVR قابلیت اتصال به LCD را دارند، اما همگی تنها میتوانند یک LCD را سرویس دهی کنند و تنها با یکی از پورت ها، LCD عمل میکند در صورتی که در این سری از تراشه ها، به هر پورت یک LCD متصل شده و با همگی در حال ارتباط میباشد.

AVR Microcontroller-Family-Lighting کاربرد این نوع از کنترولرها در کنترل موتورها میباشد، چون امکانات اضافی آن در مقابل سری های دیگر، همچون دارا بودن 2 تا 3 کانال 12 بیتی(PSC=Power Stage Controls) و کانال های PWM که از فرکانس 25Hz الی 150KHz را میتوانند در خروجی ارائه دهند.

AVR Microcontroller-Family-Smart Battery

AVR Microcontroller-Family-USB همانطور که از اسم این سری از میکروکنترولر های AVR پیداست، مهمترین خصوصیت این سری، ارتباط و هماهنگی کامل با ارتباط پر سرعت USB2.0 میباشد.همچنین دارای سرعت ارسال دیتای 1.5MBIT/s و MBIT/s و نیز افزایش تعداد دفعات نوشتن و پاک کردن حافظه FLASH به مقدار 100000 بار

AVR Microcontroller-Family Automotive AVR CAN AVR AVR Z-Link LCD AVR Lighting AVR Smart Battery AVR USB AVR Tiny AVR XMEGA MEGAAVR AT90S (expired) Automotive: صنایع ماشین سازی و اتوماسیون CAN: توسعه یافته خانواده اتوماتیو Z-Link: کاربرد مخابراتی LCD: راه اندازی انواع نمایشگر Lighting:راه اندازی و کنترل دور موتور Smart Battery: ولتاژ کاری متفاوت، دارای باتری USB:کنترل رابط یو اس بی کاربرد های کنترلی خاص AT90S: کاربردهای عمومی-منسوخ شده MEGA:کاربردهای عمومی-توسعه یافته خانواده 90 XMEGA:توسعه یافته خانواده مگا Tiny:کاربرد عمومی-سایز ریز و کوچک کاربرد های کنترلی عمومی

ATMEGA16 L/A AVR Microcontroller-Nominate ATMEL MEGA Family Example: 16KB Flash Program Memory L/A Low Voltage Range Low Maximum Frequency Low Voltage Range Normal Maximum Frequency

AVR Microcontroller-General Structure IC Package(PDIP) EEPROM ROM RAM SPI CPU Core I/O Digital IC’s USART Timer/Counter TWI Analog Comparator ADC

AVR Microcontroller-Packages TQFP PDIP SOIC SSOP MLF PLCC

AVR Microcontroller-Registers HEX IC Package(PDIP) 8Bit Register 1 0xE6 or $E6 E 6 16Bit Register 1 ADCR Example: ADCSR=0x3F; //start ADC ADCSR_Bit1=1; LCD_Show(ADCR); 0xB8A9 or $B8A9 CPU Core B 8 A 9 ADC 32Bit Register 1 0xC4AE8AF2 C 4 A E 8 A F 2 ADCSR AVR Register Table: Page 316

AVR Microcontroller-Memories-ROM & RAM AVR CPU Instructions: 131 Page 319 ATMEGA32 DataSheet Address Instructions Address Data For Example: 10101010010001011101010110101000 Sum OpCode Data:213 Data:168 Data Output: 360 ROM(Flash) RAM(SRAM) Data & Instruction PC= 0x0000 10100101 11011001 10001010 … 0x0000 10100101 11011001 10001010 … PC= 0x0001 0x0001 PC= 0x0002 0x0002 AVR CPU (8Bit Registers) 0x0003 0x0003 0x0004 0x0004 … … 0xFFFF 0xFFFF PC Register ویژگی های حافظه ROM: -برای ذخیره برنامه نوشته شده به کار میرود -قابل برنامه ریزی توسط کاربر -در حین اجرای برنامه فقط قابل خواندن است -با قطع برق اطلاعات از بین نمیرود ویژگی های حافظه RAM: -برای ذخیره موقتی متغییرها به کار میرود -در حین اجرای برنامه قابل خواندن و نوشتن است -با قطع برق اطلاعات از بین میرود For Example: Int a=10,b=11,c=0; C=a+b; __flash int d=12; //Save to ROM d=a+b; //Error Data Output پس برای ذخیره سازی دائمی اطلاعاتی که در حین اجرای برنامه بدست می آیند باید چه کرد؟

AVR Microcontroller-Memories-EEPROM برای ذخیره سازی دائمی اطلاعاتی که در طول اجرای برنامه بدست می آیند به کار میرود. ROM RAM EEPROM 10100101 11011001 10001010 … 10100101 11011001 10001010 … 10100101 11011001 10001010 … ویژگی های حافظه ROM: -برای ذخیره برنامه نوشته شده به کار میرود -قابل برنامه ریزی توسط کاربر -در حین اجرای برنامه فقط قابل خواندن است -با قطع برق اطلاعات از بین نمیرود ویژگی های حافظه RAM: -برای ذخیره موقتی متغییرها به کار میرود -در حین اجرای برنامه قابل خواندن و نوشتن است -با قطع برق اطلاعات از بین میرود ویژگی های حافظه EEPROM: -برای ذخیره دائمی متغییرها به کار میرود -در حین اجرای برنامه قابل خواندن و نوشتن است -با قطع برق اطلاعات از بین نمیمیرود

AVR Microcontroller-Programming Programmer Program.c Compiler Program.asm Program.HEX Convert Program.Bin USB Program.HEX Assembler Transfer

AVR Microcontroller-Biasing میکروکنترولر برای کار کردن به دو منبع اساسی نیاز دارد: تغذیه – کلاک کلاک داخلی تغذیه VCC 10 CPU GND 11 XTAL2 12 کلاک خارجی (پالس) XTAL1 13

AVR Microcontroller-General Structure AVR CPU BUS Flash Memory SRAM EEPROM Counter USART TWI ADC MCU Control and Timing I/O Ports Interface Watchdog Timer SPI ISP Interrupt Unit PORTD PORTC PORTB PORTA Internal Calibrated Oscillator Crystal ATMEGA32 Block Diagram: DataSheet Page4

AVR Microcontroller-Pins

AVR Microcontroller-Pins-Voltage And Clock کلاک داخلی تغذیه VCC 10 CPU GND 11 XTAL2 12 کلاک خارجی (پالس) XTAL1 13

AVR Microcontroller-Pins-I/O AVR CPU BUS Flash Memory SRAM EEPROM Counter USART TWI ADC MCU Control and Timing I/O Ports Interface Watchdog Timer SPI ISP Interrupt Unit PORTD PORTC PORTB PORTA Internal Calibrated Oscillator Crystal PORTA PORTB PORTC PORTD

AVR Microcontroller-Pins-Other Function AVR CPU BUS Flash Memory SRAM EEPROM Counter USART TWI ADC MCU Control and Timing I/O Ports Interface Watchdog Timer SPI ISP Interrupt Unit PORTD PORTC PORTB PORTA Internal Calibrated Oscillator Crystal

AVR Microcontroller-Pins-ADC Voltage AVR CPU BUS Flash Memory SRAM EEPROM Counter USART TWI ADC MCU Control and Timing I/O Ports Interface Watchdog Timer SPI ISP Interrupt Unit PORTD PORTC PORTB PORTA Internal Calibrated Oscillator Crystal ADC Voltage ADC

AVR Microcontroller-Pins- External Reset منابع ریست: 1-ریست هنگام روشن شدن میکرو 2-ریست با صفر شدن پایه 9 3-watchdog reset که با سرریز شدن تایمر watchdog اتفاق می افتد 4-Brown-Out Reset که با پایین تر آمدن ولتاژ تغذیه از حد Brown-Out اتفاق می افتد 5-JTAG Reset که با یک شدن رجیستر ریست مربوط به JTAG اتفاق می افتد 10 K VCC Reset CPU PC=0 Reset Bias

Contact us www.e-system.ir Info@e-system.ir