Гребнев В.В., Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. М.: ИП РадиоСофт 2002 - 176с.: ил. ISBN 5-93037-091-5

Предисловие

Корпорация Atmel (США) хорошо известна как на мировом, так и на российском рынках электронных компонентов и является одним из признанных мировых лидеров в разработке и производстве сложных изделий современной микроэлектроники - устройств энергонезависимой памяти высокого быстродействия и минимального удельного энергопотребления, микроконтроллеров общего назначения и микросхем программируемой логики.

Настоящая книга, которую Вы держите в руках, познакомит Вас с одним из интересных и активно развиваемых Atmel Corp. направлений современной микроэлектроники - линией 8-разрядных высокопроизводительных RISC (Reduced Instruction Set Computers) микроконтроллеров общего назначения, объединенных общей маркой AVR. Серийное производство AVR началось в 1996 году.

AVR - микроконтроллеры, пожалуй, одно из самых интересных направлений, развиваемых корпорацией Atmel. Они представляют собой мощный инструмент для создания современных высокопроизводительных и экономичных контроллеров многоцелевого назначения, в том числе и встраиваемых. На настоящий момент соотношение "цена - производительность - энергопотребление" для AVR является одним из лучших на мировом рынке 8-ми разрядных микроконтроллеров. Объемы продаж AVR в мире удваиваются ежегодно. В геометрической прогрессии растет число сторонних фирм, разрабатывающих и выпускающих разнообразные программные и аппаратные средства поддержки разработок для этих микроконтроллеров. Можно считать, что AVR постепенно становится еще одним индустриальным стандартом среди 8-разрядных микроконтроллеров общего назначения. В настоящее время в производстве у Atmel Corp. находятся три семейства AVR - "tiny", "classic" и "mega".

Области применения AVR многогранны. Для "tiny" AVR это интеллектуальные автомобильные датчики различного назначения, игрушки, игровые приставки, материнские платы персональных компьютеров, контроллеры защиты доступа в мобильных телефонах, зарядные устройства, детекторы дыма и пламени, бытовая техника, разнообразные инфракрасные пульты дистанционного управления. Для "classic" AVR это модемы различных типов, современные зарядные устройства, изделия класса Smart Cards и устройства чтения для них, спутниковые навигационные системы для определения местоположения автомобилей па трассе, сложная бытовая техника, пульты дистанционного управления, сетевые карты, материнские платы компьютеров, сотовые телефоны нового поколения, а также разнообразные промышленные системы контроля и управления. Для "mega" AVR это аналоговые (NMT, ETACS, AMPS) и цифровые (GSM, CDMA) мобильные телефоны, принтеры и ключевые контроллеры для них, контроллеры аппаратов факсимильной связи и ксероксов, контроллеры современных дисковых накопителей и CD-ROM и т. д.

Российские специалисты уже по достоинству оценили высокую скорость работы и мощную систему команд AVR, наличие двух типов энергонезависимой памяти на одном кристалле и активно развивающуюся периферию. Немаловажную роль в этом играет политика Atmel Corj). в вопросе развития и распространения разнообразных, доступных средств поддержки разработок. Это позволяет разработчикам и производителям электронной техники надеяться на сохранение полноценной поддержки для перспективного семейства микроконтроллеров, закладывая AVR в свои новые изделия.

AVR - это относительно молодой продукт корпорации Atmel, активно развиваемая линия встраиваемых многоцелевых микроконтроллеров общего назначения. В этой линии постоянно появляются новые семейства и кристаллы, обновляются версии уже существующих микросхем, совершенствуется и расширяется программное обеспечение поддержки. Поэтому будьте внимательны, разрабатывая Ваши конечные системы и программное обеспечение с использованием этой книги, потому что многое может изменяться. Так, первое официальное издание - каталог Atmel, посвященный AVR, датирован маем 1997 года. В него были включены всего четыре первых AVR - микроконтроллера семейства АТ90 "classic". Второе, существенно расширенное издание каталога вышло в августе 1999 года, и в него уже были включены три семейства AVR - "tiny", "classic" и "mega".

И до сих пор более "свежей" версии каталога в печатном виде не существует, постоянно обновляются лишь технические данные в электронном виде (Data Sheet), которые Atmel Corp. размещает на информационной странице в Интернет http://www.atmel.com. Скорее всего, к моменту выхода книги в свет представленная информация будет нуждаться в дополнениях и коррективах. Пожалуйста, регулярно следите за обновлениями технической документации, выпускаемой Atmel Corp.

И. В. Кривченко

Введение

Микроконтроллер семейства AVR фирмы Atmel представляет собой восьмиразрядную однокристальную микро-ЭВМ с упрощенной (сокращенной) системой команд - RISC (Restricted (Reduced) Instruction Set Computer).

Большинство команд, входящих в систему команд, выбираются из памяти за один такт и выполняются за один такт работы микроконтроллера. При выполнении последовательности таких команд выборка из памяти очередной команды совмещается во времени с исполнением ранее выбранной команды. При этом число команд, выполняемых за 1 с, совпадает с тактовой частотой работы микроконтроллера.

Микроконтроллеры изготавливаются по высококачественной КМОП (CMOS) технологии, содержат энергонезависимые запоминающие устройства для хранения программы и данных, выполненные по Flash и EEPROM технологиям, и отличаются низким энергопотреблением при высокой тактовой частоте. Запись программы и исходных данных в память может выполняться после установки микроконтроллера в аппаратуре, где ему предстоит работать.

В состав семейства AVR входят микроконтроллеры трех серий - АТ90, ATtiny и ATmega. В каждую серию входят микроконтроллеры нескольких типов. Микроконтроллеры серии АТ90 по своим структурным характеристикам (объем памяти, состав периферийных устройств) близки к микроконтроллерам семейств АТ89 фирмы Atmel и MCS-51 фирмы Intel. По своим вычислительным возможностям они занимают среднее положение между микроконтроллерами серий ATtiny и ATmega. Микроконтроллеры серии ATtiny имеют наименьшие, а микроконтроллеры серии ATmega - наибольшие вычислительные возможности в семействе AVR.

Микроконтроллеры одного типа выпускаются в нескольких вариантах, различающихся диапазоном допустимых значений напряжения питания, максимальным допустимым значением тактовой частоты, типом корпуса и диапазоном допустимых значений температуры окружающей среды. Варианты типов микроконтроллеров и их маркировка описаны в приложении Ш.

Фирма Atmel выпускает программные и аппаратные средства поддержки разработок на базе микроконтроллеров семейства AVR. Средства поддержки разработок рассмотрены в приложении П9, которое написано Р. Н. Золотухо.

В приложении П10, написанном Т. И. Кривченко, приведены примеры разработки программ для микроконтроллеров семейства AVR.