Kurs podstawowy
Przegląd mikrokontrolerów rodziny AVR

W artkule zaprezentowane są mikrokontrolery z rodziny AVR. Przedstawiono ich charakterystyczne parametry i zastosowanie.

Przegląd mikrokontrolerów rodziny AVR.

Początki mikrokontrolerów z rodziny AVR sięgają lat 90 XX wieku, gdy dwóch studentów Alf-Egil Bogen oraz Vegard Wollan z Norwegian Institute of Technology w latach 90 - 91 opracowało jednostkę arytmetyczno logiczną opartą na architekturze RISC zgodnej z architekturą harwardzką procesora.

Mikrokontrolery AVR produkowane są przez firmę Atmel od 1996 roku. Były to pierwsze mikrokontrolery, które w swojej strukturze zawierały pamięć FLASH do przechowywania programu. W tym czasie pozostałe produkowane mikrokontrolery posiadały jednorazowo programowalne pamięci ROM, EPROM lub EEPROM. ALU mikrokontrolerów AVR zawiera 32 8 bitowe rejestry, na których mogą być wykonywane instrukcje arytmetyczno logiczne. Dane z i do pamięci mogą być wyłącznie przesyłane do i z rejestrów. Cechą charakterystyczną jest prosta struktura rozkazów, które wykonywane są w większości w jednym cyklu zegarowym, co daje dużą wydajność obliczeniową.

Mikrokontrolery te oferowane są w wielu rodzajach obudów od pozwalając na różnorodne zastosowania. Szczególnie przydatne dla początkujących są obudowy DIP, które można stosować w płytkach stykowych, czy prototypowych, co pozwala jeden egzemplarz mikrokontrolera wykorzystać w wielu projektach.

Wersje mikrokontrolerów AVR

Rodzina 8 bitowych mikrokontrolerów AVR składa się z dwóch linii:

  • tinyAVR - oznaczone są jako ATiny. Są to mikrokontrolery ogólnego przeznaczenia między innymi do sterowania oświetleniem czy też pracą napędów. Produkowane są w obudowach posiadających od 6 do 32 wyprowadzeń. Wielkość pamięci programu zawiera się od 0,5 do 16 kB. Taktowane zegarem do 20 MHz. Niektóre wersje posiadają zintegrowaną technologię obsługi pojemnościowych czujników dotykowych. Posiadają obniżony pobór mocy oraz ograniczony zestaw wbudowanych peryferiów.
  • megaAVR - oznaczone są jako ATmega. Są to mikrokontrolery ogólnego przeznaczenia między innymi do sterowania oświetleniem, czy też wyświetlaczami LCD. Produkowane są w obudowach posiadających od 28 do 100 wyprowadzeń. Wielkość pamięci programu zawiera się od 4 do 256 kB. Taktowane zegarem do 20 MHz. Niektóre wersje posiadają zintegrowaną technologię obsługi pojemnościowych czujników dotykowych. Posiadają obniżony pobór mocy. Mogą być wzbudzane ze stanu uśpienia.
  • AVR XMEGA - oznaczone są jako ATxmega. Są to mikrokontrolery o wysokiej wydajności. Jest to linia pośrednia pomiędzy mikrokontrolerami 8 a 16 bitowymi. Przeznaczone są do zastosowań ogólnych między innymi do sterowania oświetleniem, czy też wyświetlaczami LCD. Produkowane są w obudowach posiadających od 32 do 100 wyprowadzeń. Wielkość pamięci programu zawiera się od 8 do 384 kB. Taktowane zegarem do 32 MHz. Posiadają rozszerzone możliwości takie jak DMA (bezpośredni dostęp do pamięci), system zdarzeń, wsparcie dla kryptografii. Rozbudowany pakiet z ADC (przetwornikami analogowo cyfrowymi)

Schemat blokowy mikrokontrolera AVR

Podstawowymi elementami archotektury mikrokontrolerów AVR są:

  • uniwersalne porty wejścia/wyjścia z załączanymi programowo rezystorami pull-up (podciągającymi do Vcc),
  • pamięć FLASH do przechowywania instrukcji programu, programowana w układzie,
  • wewnętrzna pamięć EEPROM o pojemności do 4 kB,
  • wewnętrzna pamięć SRAM o pojemności do 16 kB,
  • wewnętrzny układ taktujący wykonany jako oscylator RC do wykorzystania bez konieczności podłączania elementów zewnętrznych,
  • 8 i 16 bitowe układy czasowo liczące z możliwością generowania sygnału PWM oraz generowania przerwań,
  • sprzętowy kontroler I2C - interfejs TWI,
  • interfejs programowania SPI - standardowy do programowania Atmega,
  • watchdog,
  • funkcja ISP (in system programming) przy użyciu wybranego interfejsu SPI, JTAG, PDI, TPI, aWire,
  • 10 bitowy przetwornik analogowo cyfrowy,
  • interfejs USART

Z powyższych informacji widać, że mikrokontrolery AVR oferują całkiem spore możliwości i wiedza, że stosowane są w sprzęcie używanym na co dzień wzbudza dreszczyk emocji, że możemy sami zgłębiać technologię zarezerwowaną dotąd dla nielicznych.

Na tym zakończę ogólną prezentację mikrokontrolerów z rodziny AVR produkowanych przez firmę Atmel. W kolejnych artykułach rozpocznę pracę z konkretnymi modelami mikrokontrolerów ATmega poznając ich podstawowe funkcje oraz budując coraz to bardziej zaawansowane urządzenia.

Autor: Orici
Wyświetleń: 376|Komentarzy: 0|Ocena: 0|Głosów: 0