docplayer.ru

Анатомия микроконтроллеров ATmega » Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine)

Чтобы вы смогли разобраться, как этот чёрный ящик работает, я расскажу вам, о микроконтроллере (далее МК) ATmega8. В принципе фирма Atmel выпускает целую серию МК семейства AVR – это подсемейства Tiny и Mega. Я не буду расписывать достоинства тех или иных МК, это уж вам решать, что вам больше всего подходит.

Итак, ATmega8, самый простой МК из всех ATmega:

Начнем изучать внутренности по упрощенной структурной схеме:

Это обобщённая схема всех ATmega.

Все микроконтроллеры AVR построены по так называемой Гарвардской архитектуре, то есть использована раздельная адресация памяти программ и памяти данных. Преимущества этой архитектуры заключаются в повышенном быстродействии, например ATmega выполняет одну инструкцию за один тактовый импульс, то есть при частоте 16МГц МК выполняет 16 миллионов операций в секунду.

А теперь о требухе по порядку.
1. Тактовый генератор выполняет синхронизацию всех внутренних устройств.
2. ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, используется для хранения программы и неизменяемых данных (констант).
3. Дешифратор команд – он тут самый главный, управляет всем, что ему под руку попадётся.
4. АЛУ – арифметико-логическое устройство, выполняет арифметические (сложение, вычитание и т.д.) и логические (И, ИЛИ, НЕ, Исключающее ИЛИ) операции над числами.
5. РОН – регистры общего назначения, ими АЛУ оперирует, а так же используются для временного хранения данных. Регистры РОН могут объединяться в регистровые пары:
r26 : r27 – X;
r28 : r29 – Y;
r30 : r31 – Z.
Регистровые пары используются для косвенной адресации данных в ОЗУ.
6. ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, используется для хранения данных, массивов и стека.
7. PORTA-PORTn – связь с внешним миром, порты ввода/вывода, ну енто понятно для чего…
8. Спец. УВВ – специальные устройства ввода/вывода, контроллеры разной периферии, например USART (по другому СОМ-порт), иногда USB, АЦП, ЦАП, I2C, короче, чего только там нет…

Ну да это всё теория, а вам не терпится что-то склеить, попробовать, и чтобы енто дело работало! Тогда перечислим что нам нужно:

1. Программатор с соответствующим софтом, об этом я писал в прошлой статье;
2. Компилятор языка Си, Code Vision AVR, имеет неплохой инструментарий для разработки программ для МК;

Перед тем как начать программирование на Си, неплохо бы ознакомиться с какой-нибудь литературой по этому языку, например есть замечательная книга Кернигана и Ритчи «Язык С».

Ну да ладно, начнём…

Тестовая схема.

Давайте соберём такую схему:

Это будет базовая модель. Кстати схему лучше собрать на макетной плате, а МК сунуть в панельку. Но такая схема бессмысленна. Добавим, например, светодиод, и не забудем про токоограничивающий резистор. Подключим его к нулевому выводу порта В.
Схема будет иметь следующий вид:

Включим питание… НОЛЬ!!! А что вы хотели без программы?
Значит…

Пишем программу!

Итак, вы запустили CVAVR, что нужно сделать первым делом? Запускаем мастер Code Wizard AVR, нажав на кнопочку с шестерёнкой в панели инструментов, появится окно мастера:

Здесь выбираем тип МК и тактовую частоту. Далее переходим на вкладку Ports:

И настраиваем, какой бит какого порта у нас будет настроен на ввод или вывод, порт В бит 0 у нас будет выдавать сигнал, а остальные принимать.
Чтобы сохранить настройки выбираем меню File / Generate Save and Exit, вводим имена файлов на все последующие запросы, желательно чтобы они были одинаковые, ну например «prj». Всё, мы сгенерировали исходный текст программы с установками заданными в мастере.

Давайте посмотрим что у нас вышло. Первые 22 строки это комментарий, то есть на действия программы он не имеет никакого влияния, таким образом, всё, что находится между «/*» и «*/» является комментарием, и компилятор всё это дело игнорирует. В 24 сроке у нас подключается заголовочный файл, в нём описано как какие регистры называются и по какому адресу находятся. Для программирования на Си подробности здесь излишни.
С 28 строки у нас начинается основная программа определением функции main(),

Прокрутим ниже. Обратите внимание на строки 36 и 37, здесь присваивается значение порту В и выбирается направление передачи. Вообще наглядно это выглядит так:

То есть, если в какой-нибудь бит регистра DDRB записать единичку, то соответствующий бит порта В будет работать на вывод. В нашем случае это бит 0.
Кстати, у портов в ATmega есть одна приятная особенность, даже если порт настроен на ввод, а в регистр PORTx записать единички, то подключатся внутренние подтягивающие резисторы к плюсу питания, что исключает использование внешних навесных резисторов. Это удобно при подключении всяких датчиков и кнопок.

Скомпилируем программу, для этого нажмём кнопочку Make the Project, или через меню Project / Make. Ошибок быть не должно, если вы что-нибудь не подправили.

Откроем папку C:\cvavr\bin\, найдём там файл prj.hex. Это и есть скомпилированная нами программа для МК. Подключим программатор к ПК и МК. Запустим программу Pony Prog и перетащим в её окно файл prj.hex. Включите питание МК и залейте в него нашу программу… Опять ничего? А проблема в том что мы ничего на нулевой разряд порта В не вывели, вернее вывели, только это ноль. А чтобы наш светодиод загорелся, надо вывести единицу. Так и сделаем, заменим в 36 строке «PORTB=0x00;» на «PORTB=0x01;». Скомпилируем заново программу. А в программе Pony Prog перезагрузим файл при помощи сочетания клавиш Ctrl+L или меню File / Reload Files. Сотрём МК и снова зальём «прошивку» в него. УРА!!! ОНО РАБОТАЕТ!!!

Кстати, Pony Prog поддерживает скрипты, и чтобы не мучаться с перезагрузкой, стиранием и записью, можно просто написать скрипт с расширением .e2s, и обозвать его, например, prog.e2s. Сделать это можно с помощью блокнота. Содержимое у него будет такое:

SELECTDEVICE ATMEGA8
CLEARBUFFER
LOAD-ALL prj.hex
ERASE-ALL
WRITE-ALL

Поместить скрипт следует в одну папку с .hex-файлом, и запускать его двойным щелчком мыши. Можно поместить ярлык на рабочий стол, это уж кому как удобно…

Продолжение следует…

Александр (alx32)

Ульяновск

Я простой электрик

datagor.ru

Документация по AVR микроконтроллерам, все на русском. / AVR / Сообщество EasyElectronics.ru

• 0_Ревич Практическое программирование AVR на ассемблере 2011.djvu

• 1.0_Рюмик 1000 и одна микроконтроллерная схема Вып. 2 2011.djvu

• 1.1_Рюмик 1000 и одна микроконтроллерная схема Вып. 1 2010.djvu

• 2_Кравченко 10 практических устройств на МК AVR Книга-2 2009.djvu

• 3_Кравченко 10 практических устройств на МК AVR Книга-1 2008.djvu

• 4_Ревич Практическое программирование МК AVR на ассемблере 2008.djvu

• 5_Белов Самоучитель разработчика устройств на МК AVR 2008.djvu

• 6_Лебедев CodeVisionAVR. Пособие для начинающих 2008.djvu

• 6.1_Ефстифеев МК AVR семейств Tiny и Atmega 2008.pdf

• 7_Белов Микропроцессорное управление устройствами, тиристоры, реле 2008.doc

• 8_Стюард Болл_Аналоговые интерфейсы МК 2007.djvu

• 9_Белов_Создаем устройства на МК AVR 2007.djvu

• 10_Белов МК AVR в радиолюбительской практике Полный разбор ATTINY2313 2007.djvu

• 11_Евстифеев МК AVR семейств Tiny 2007.djvu

• 12_Евстифеев МК AVR семейства Mega 2007.djvu

• 13_Фред Иди Сетевой и межсетевой обмен данными с МК 2007.djvu

• 14_Хартов МК AVR практикум для начинающих 2007.djvu

• 15_Баранов Применение AVR Схемы, алгоритмы, программы 2006.djvu

• 16_Мортон Д. — Микроконтроллеры AVR. Вводный курс 2006.djvu

• 17_Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR 2006.djvu

• 18_Шпак Ю.А. Программирование на языке С для AVR и PIC МК 2006.djvu

• 19_В.Трамперт AVR-RISC МК 2006.pdf

• 20_Евстифеев А.В. МК AVR семейства Classic 2006.pdf

• 21_Белов конструирование устройств на МК 2005.djvu

• 22_Рюмик С.М. — МК AVR. 10 ступеней 2005.djvu

• 23_Баранов Применение MK AVR. Схемы, алгоритмы, программы 2004.djvu

• 24_Евстифеев MK AVR Tiny и Mega 2004.djvu

• 25_Фрунзе МK это же просто, том 3 2003.djvu

• 26_Голубцов MK AVR от простого к сложному 2003.djvu

• 27_Фрунзе МК это же просто, том 2 2002.djvu

• 28_Фрунзе МК это же просто, том 1 2002.djvu

• 29_Бродин Системы на МК 2002.djvu

• 30_Гребнев МК семейства ATMEL 2002г.djvu

• 31_Datasheet на ATmega128_полный перевод на русский.djvu

Я начинал свое изучение AVR с книги 16. Сейчас самые используемые мной книги это 10, 11, 12. Вообще я думаю если этих книг скачать, то начинающему на 5 лет хватит.

Архив качаем отсюда.

Продолжение темы здесь.

we.easyelectronics.ru

Arduino на ATmega8, ATmega48, ATmega88, ATmega168

 Добрый день. С появлением arduino робототехника, автоматика и другие радио изделия стали нам более доступными. Раньше представить было трудно что с такой простотой можно писать прошивки для микроконтроллеров, с появлением arduino заниматься робототехникой могут даже детишки. Простота платформы arduino позволяет забыть о побитовых операциях и регистрах avr которые использовались повсеместно. Но так как платформа универсальная то и микроконтроллер тоже выбран универсальный. Например в arduino uno предусмотрен atmel atmega328p что даволи излишне для простой обработки нажатий на кнопки, а если делать сразу партию устройств то придется заплатить за незадействованную мощь.

 Но так как arduino ide свободно распространяемая, любой без труда может написать дополнения и библиотеки, зачастую они могут быть очень полезными. В данной статье пойдет речь о библиотеке плат на основе ATmega8, ATmega48, ATmega88, ATmega168 под названием Mini Core. Данная библиотека позволят писать скетчи arduino под более слабые микроконтроллеры чем atmega328p, а это позволяет удешевить стоимость устройства за счет рационального использования мощности. 

 Почему именно эти микроконтроллеры:

1. Данные микроконтроллеры с теми же выводами и архитектурой и имеют минимальные отличия от atmega328p(заменяемые)
2. Они дешевые и популярные(некоторые дешевле доллара)
3. Они все имеют DIP и TQFP корпуса

Данная библиотека поддерживает все индексы микросхемы кроме PB (т.е. A, P, PA), например не стоит использовать ATMEGA168PB-AU.

Микросхемы по характеристикам:

1. Для установки делаем следующее:

2. Запускаем Arduino IDE

3. Откройте меню « Файл» ⇒ «Настройки» .

В пункте “Дополнительные ссылки для Менеджера плат” нужно вставить следующее:

4. После вышеупомянутых операций закрываем настройки и переходим в меню Откройте меню « Инструменты» ⇒ «Плата:”………”» ⇒  « Менеджер плат…».

5. В менеджере плат выбираем нашу библеотеку и нажимем установка:

Примечание . Если вы используете Arduino IDE 1.6.6, вам может потребоваться закрыть диспетчер плат, а затем снова открыть его.

 

  После установки в меню « Инструменты» ⇒ «Плата:”………”» появятся варианты плат с нашими микроконтроллерами. 

 

 Самый удобный вариант для использование  данных микроконтроллеров это взять arduino uno с микросхемой в корпусе dip и заменить на нужную. Также можно собрать плату с несложной обвязкой: 

 

 

 Для тех кому нужна распиновка микросхем фото ниже:

Так же не маловажной особенностью является то что авторы добавили возможность выбора кварцевого резонатора по нескольким частотам и параметры контроля питания, что по умолчанию не доступно для стандартных плат. Все манипуляции с данными параметрами производятся в меню-инструменты.

 

Настройки тактовой частоты:

• 16 МГц внешний генератор (по умолчанию)
• 20 МГц внешний генератор
• 18.432 Mhz внешний генератор *
• 12 МГц внешний генератор
• 8 МГц внешний генератор
• 8 МГц внутренний генератор **
• 1 МГц встроенный генератор

* – частота 18.432 не рекомендуется использовать в скетчах где нужно измерить точное время, но хорошо подойдет для работы с com-портом.

** – внутренний генератор 8МГц сам по себе не точный и частота может меняться от температуры окружающей среды и рабочего напряжения.

 

Параметры контроля питания:

Atmega 328	Atmega 168	Atmega 88	Atmega 48	Atmega 8
4.3 В	4.3 В	4.3 В	4.3 В	4.0 В
2.7 В	2.7 В	2.7 В	2.7 В	2.7 В
1.8 В	1.8 В	1.8 В	1.8 В	–
Отключено	Отключено	Отключено	Отключено	Отключено

 

 

Сайт проекта на github.

radio-blogs.ru

Atmel Corporation ATMEGA8 Даташит, ATMEGA8 PDF, даташитов

Overview
The Atmel®AVR® ATmega8 is a low-power CMOS 8-bit microcontroller based on the AVR RISC architecture. By executing powerful instructions in a single clock cycle, the ATmega8 achieves throughputs approaching 1MIPS per MHz, allowing the system designer to optimize power consumption versus processing speed.

Features
• High-performance, Low-power Atmel®AVR® 8-bit Microcontroller
• Advanced RISC Architecture
   – 130 Powerful Instructions – Most Single-clock Cycle Execution
   – 32 × 8 General Purpose Working Registers
   – Fully Static Operation
   – Up to 16MIPS Throughput at 16MHz
   – On-chip 2-cycle Multiplier
• High Endurance Non-volatile Memory segments
   – 8Kbytes of In-System Self-programmable Flash program memory
   – 512Bytes EEPROM
   – 1Kbyte Internal SRAM
   – Write/Erase Cycles: 10,000 Flash/100,000 EEPROM
   – Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C(1)
   – Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
      In-System Programming by On-chip Boot Program
      True Read-While-Write Operation
   – Programming Lock for Software Security
• Peripheral Features
   – Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler, one Compare Mode
   – One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture
      Mode
   – Real Time Counter with Separate Oscillator
   – Three PWM Channels
   – 8-channel ADC in TQFP and QFN/MLF package
      Eight Channels 10-bit Accuracy
   – 6-channel ADC in PDIP package
      Six Channels 10-bit Accuracy
   – Byte-oriented Two-wire Serial Interface
   – Programmable Serial USART
   – Master/Slave SPI Serial Interface
   – Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
   – On-chip Analog Comparator
• Special Microcontroller Features
   – Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
   – Internal Calibrated RC Oscillator
   – External and Internal Interrupt Sources
   – Five Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, and
      Standby
• I/O and Packages
   – 23 Programmable I/O Lines
   – 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, and 32-pad QFN/MLF
• Operating Voltages
   – 2.7V – 5.5V (ATmega8L)
   – 4.5V – 5.5V (ATmega8)
• Speed Grades
   – 0 – 8MHz (ATmega8L)
   – 0 – 16MHz (ATmega8)
• Power Consumption at 4Mhz, 3V, 25C
   – Active: 3.6mA
   – Idle Mode: 1.0mA
   – Power-down Mode: 0.5µA

ru.datasheetbank.com