Особенности микроконтроллера ATmega 16 ( ATmega 16 L )

Методические указания к лабораторным

Работам со стендом STK 500 и МК ATMega 16

Содержание

Введение	3
Особенности микроконтроллера ATmega16 (ATmega16L)	4
Работа со стендом	6
Пример загрузки программы в стенд	8
Лабораторная работа №1. «Изучение структуры стенда STK500 и системы команд микроконтроллера ATmega16»	10
Лабораторная работа №2. «Система прерываний. Работа с таймером/счетчиком 0»	18
Лабораторная работа №3. «Изучение 16 – разрядного Таймера/счетчика 1»	28

 

Введение

Стенд STK500 представляет собой лабораторный макет с микроконтроллером, памятью программ, памятью данных и разнообразными периферийными устройствами. Он позволяет разрабатывать и отлаживать программы, написанные на языках Си и Ассемблер.

Загрузка программы производится с персонального компьютера через последовательный порт RS-232. Макет работает от источника напряжения - 10-15 Вольт.

В лабораторных работах будет использоваться микроконтроллер фирмы ATMEL - ATmega 16.

 

Условные обозначения:

· Flash ROM - объем энергонезависимой памяти программ (в килобайтах);

· EEPROM - объем энергонезависимой памяти данных (в байтах);

· RAM - объем статической памяти данных (в байтах);

· External RAM - возможность подключения к микроконтроллеру дополнительной микросхемы внешней статической памяти данных (в килобайтах);

· ISP - возможность программирования микроконтроллера в системе (на целевой плате) при основном напряжении питания;

· SPM - функция самопрограммирования Flash ROM памяти микроконтроллера в системе без участия внешнего программатора;

· JTAG - встроенный JTAG - интерфейс;

· I/O (pins) - максимальное количество доступных линий ввода / вывода;

· Timer(s) 8/16 bit - количество и разрядность таймеров/счетчиков;

· USI - универсальный коммуникационный интерфейс;

· AC - аналоговый компаратор;

· ADC (channels) - количество каналов аналого-цифрового преобразования;

· Internal RC - наличие внутренней RC-цепочки для автономной работы микроконтроллера (без внешнего источника опорной частоты);

· WDT - сторожевой таймер;

· BDC - аппаратный программируемый блок защиты от сбоев при внезапном (в том числе и кратковременном) пропадании напряжения питания микроконтроллера;

· UART - асинхронный последовательный приемопередатчик;

· SPI - синхронный трехпроводной последовательный интерфейс;

· I2C - двухпроводной последовательный интерфейс;

· RTC - система реального времени;

· PWM (channels) - количество независимых каналов широтно - импульсной модуляции;

· Command Set - количество различных инструкций в системе команд микроконтроллера;

· Vcc - диапазон рабочих напряжений питания (в Вольтах);

· Clock - диапазон рабочих частот (в мегагерцах);

Особенности микроконтроллера ATmega 16 ( ATmega 16 L )

 

· 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением.

· Прогрессивная RISC архитектура:

- 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл;

- 32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения;

- полностью статическая работа;

- производительность приближается к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц);

- встроенный 2-цикловый переумножитель.

· Энергонезависимая память программ и данных:

- 16 Кбайт внутренней программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash);

- обеспечивает 1000 циклов стирания/записи;

- дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки;

- внутрисистемное программирование встроенной программой загрузки;

- обеспечен режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write);

- 512 байт EEPROM;

- обеспечивает 100000 циклов стирания/записи;

- 1 Кбайт встроенной SRAM;

- программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя.

· Интерфейс JTAG (совместимый с IEEE 1149.1):

- возможность сканирования периферии, соответствующая стандарту JTAG;

- расширенная поддержка встроенной отладки;

- программирование через JTAG интерфейс: Flash, EEPROM памяти, перемычек и битов блокировки.

· Встроенная периферия:

- два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;

- один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения;

- счетчик реального времени с отдельным генератором;

- четыре канала широтно-импульсного модулятора PWM;

- 8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь;

- 8 несимметричных каналов;

- 7 дифференциальных каналов (только в корпусе TQFP);

- 2 дифференциальных канала с программируемым усилением в 1, 10 или 200 раз (только в корпусе TQFP);

- байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс;

- программируемый последовательный USART;

- последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый);

- программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;

- встроенный аналоговый компаратор.

· Специальные микроконтроллерные функции:

- сброс при подаче питания и программируемый детектор кратковременного снижения напряжения питания;

- встроенный калиброванный RC-генератор;

- внутренние и внешние источники прерываний;

- шесть режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby, Extended Standby и снижения шумов ADC.

· Выводы I/O и корпуса:

- 32 программируемые линии ввода/вывода;

- 40-выводной корпус PDIP и 44-выводной корпус TQFP.

· Рабочие напряжения

 2,7 - 5,5 В (ATmega16L)

 4,5 - 5,5 В (ATmega16)

· Рабочая частота

 0 - 8 МГц (ATmega16L)

 0 - 16 МГц (ATmega16)

 

Блок- схема ATmega16:

Рисунок 1.  Блок схема ATMega16