AVR单片机原理及应用5-6.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/8,#,2 AVR,单片机原理及应用,2.1,AVR,单片机内部结构,2.2,AVR,单片机时钟和复位,2.3,AVR,单片机存储器组织,2.4,AVR,单片机中断系统,2.5 AVR,单片机的节电方式,2 AVR,单片机原理及应用,2.6,AVR,单片机定时器,/,计数器的使用,2.7,AVR,单片机串行接口,2.8,AVR,单片机模拟比较器,2.9,AVR,单片机,I/O,端口,2.10 AVR,单片机存储器编程,2.3.3 EEPROM,数据存储器,0 x1F*0 xF（3216）字节,90,系列单片机包括,64,4K,字节的,EEPROM,存储器。它被组织为一个分开的数据空间，这个数据空间用单字节可被读写。,EEPROM,的使用寿命至少为,100000,次写,/,擦循环。,EEPROM,的访问由地址寄存器、数据寄存器、控制寄存器决定。,2.3.3 EEPROM,数据存储器,2.3.3 EEPROM,数据存储器,2.3.3 EEPROM,数据存储器,2.3.3 EEPROM,数据存储器,2.3.3 EEPROM,数据存储器,2.3.3 EEPROM,数据存储器,CodeVisionAVR C,编译器中，可以用,eeprom,关键字将全局变量分配至,EEPROM,中，如：,eeprom,int a;,也可以在定义时对变量初始化，如,:,eeprom,int a=1;,CodeVisionAVR C,编译器中还可以将数组、字符串、结构体分配至,EEPROM,中，如：,eeprom,char a4=,0,1,2,3,;/,数组,Char,eeprom,*,ptr_to_eeprom,”this is placed in,EEPROM,”;/,字符串,Eeprom,struct a,char b;int c;char e15;,f;,在,CodeVisionAVR C,编译器中可以直接访问,EEPROM,中的全局变量，与访问,SRAM,中的数据方式相同。,2.3.4,存储器访问和指令执行时序,AVR CPU,由系统时钟,驱动，直接由芯片的外部时钟晶振触发，没有使用内部时钟分频。下图为,Harvard,结构和快速访问寄存器堆概念触发的并行指令存取和指令执行时序。这种基本的流水线概念目的是为了获得高达每,1 MIPS/MHz,的效率。,Harvard,结构,和,冯,.,诺曼结构,冯诺依曼结构,又称作,普林斯顿体系结构,（Princetionarchitecture）,1945年，,冯诺依曼,首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理，后来，人们把利用这种概念和原理设计的电子,计算机,系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机。冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。,结构如图所示。,冯.诺曼结构处理器具有以下几个特点：,必须,有一个,存储器,；,必须有一个,控制器,；,必须有一个,运算器,，用于完成算术运算和,逻辑运算,；,必须有输入和,输出设备,，用于进行人机通信。,冯诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念。由于指令和数据都是二进制码，指令和操作数的地址又密切相关，因此，当初选择这种结构是自然的。但是，这种指令和数据共享同一总线的结构，使得,信息流,的传输成为限制计算机性能的瓶颈，,影响了数据处理速度的,提高。,冯诺依曼结构,又称作,普林斯顿体系结构,（Princetionarchitecture）,在典型情况下，完成一条指令需要3个步骤，即：取指令、指令译码和执行指令。从指令流的定时关系也可看出冯诺依曼结构与,哈佛结构,处理方式的差别。举一个最简单的对,存储器进行读写操作的指令,，指令1至指令3均为存、取数指令，对冯.诺曼结构处理器，由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，经由同一总线传输，因而它们无法重叠执行，只有一个完成后再进行下一个。,Harvard,结构,和,冯,.,诺曼结构,Harvard,结构,数字信号处理一般需要较大的运算量和较高的运算速度，为了提高数据吞吐量，在数字信号处理器中大多采用哈佛结构，如下图所示,Harvard,结构,和,冯,.,诺曼结构,与冯,.,诺曼结构处理器比较，哈佛结构处理器有,两个明显的特点,：,1,、使用两个,独立的,存储器模块，分别存储,指令,和,数据,，每个存储模块都不允许指令和数据并存；,2,、使用,独立的,两条总线，分别作为,CPU,与每个存储器之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联。,Harvard,结构,后来，又提出了改进的哈佛结构，如下图所示,Harvard,结构,和,冯,.,诺曼结构,其结构特点为：,1,、使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理；,2,、具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与,CPU,之间的数据传输；,3,、两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。,Harvard,结构,和,冯,.,诺曼结构,Harvard,结构,如果采用哈佛结构处理以上同样的,3,条存取数指令，如下图所示，由于,取指令,和,存取数据,分别经由,不同的,存储空间和不同的总线，使得各条指令可以重叠执行，这样，也就克服了数据流传输的瓶颈，,提高了运算速度。,2.3.5 I/O,存储器,在编写源文件时一定要写该器件的配置文件，作为源文件的文件头，如选用,AT90S8515,单片机，源文件的文件头为：,#include,/,文件头就是该器件的,I/O,寄存器及位地址的定义文件，汇编时用到它。,在编写源文件时可以打开器件配置文件（*,.inc,）查看一下，防止没有器件配置文件头汇编时出错，有了器件配置文件头，在编写源程序时就不必重复定义,I/O,口及位地址等。,90,系列单片机所有不同的,I/O,口和外围设备均在,I/O,空间中已经设置好。,2.3.5 I/O,存储器,AT90S4414/8515的I/O空间,2.3.5 I/O,存储器,AT90S4414/8515的I/O空间,2.3.5 I/O,存储器,不同,I/O,和外围设备的控制寄存器,2.3.5 I/O,存储器,不同,I/O,和外围设备的控制寄存器,2.3.5 I/O,存储器,不同,I/O,和外围设备的控制寄存器,2.4 AVR,单片机中断系统,2.4.1,中断处理,2.4.2,外部中断,2.4.3,中断应答时间,2.4.4 MCU,控制寄存器,MCUCR,2.4.1,中断处理,中断源,是指任何引起单片机中断的事件。不同型号的,AVR,单片机，其中断源的数量是不同的。,AT90S8515,有,12,个中断源和,1,个复位中断,。所有中断源都有独立的中断使能位，当相应的使能位和全局中断使能位都置,1,时，中断才可以发生，相应的中断服务程序才会执行。,初学者可能对中断的理解有限，表中给出这些中断的目的是以后可以便于查询，并非要求记住每个中断源及其名称。,AVR,单片机对于中断的处理是通过相应的,中断寄存器,进行的。,2.4.1,中断处理,2.4.1,中断处理,2.4.1,中断处理,2.4.1,中断处理,2.4.1,中断处理,2.4.1,中断处理,2.4.2,外部中断,2.4.3,中断应答时间,2.4.4 MCU,控制寄存器,MCUCR,2.4.4 MCU,控制寄存器,MCUCR,2.5 AVR,单片机的节电方式,2.5 AVR,单片机的节电方式,2.5 AVR,单片机的节电方式,SLEEP,语句应用,2.6 AVR,单片机定时器,/,计数器的使用,2.6 AVR,单片机定时器,/,计数器的使用,2.6 AVR,单片机定时器,/,计数器的使用,2.6 AVR,单片机定时器,/,计数器的使用,定时器,/,计数器,0,的控制寄存器,定时器,/,计数器,0,定时器,/,计数器,1,的,2,个控制寄存器,定时器,/,计数器,1,定时器,/,计数器,1,的,2,个输出比较寄存器,看门狗定时器设定,看门狗定时器分频选择（溢出时间）,下课,同学们再见,演讲完毕，谢谢观看！,