Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Дальневосточный Государственный Университет путей сообщения
ИИФО
ГОУ ВПО
Кафедра «Телекоммуникации»
Курсовой проект
По дисциплине: «Микропроцессорные информационно управляющие системы»
По теме: «Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel»
г. Хабаровск
2010г.
Введение
В классической микропроцессорной системе используются отдельная микросхема процессора, отдельные микросхемы памяти и отдельные порты ввода вывода. Стремительное развитие микропроцессорной техники требует всё большей и большей степени интеграции микросхем.
Именно поэтому были разработаны микросхемы, которые объединяют в себе сразу все элементы микропроцессорной системы. Такие микропроцессоры называются микроконтроллерами. В советское время такие микросхемы называли «Однокристальные микро ЭВМ».
Для однокристальных микроконтроллеров понятие «центральный процессор» обычно не употребляется. Так как процессор – это все-таки отдельное устройство. Функции процессора в микроконтроллере заменяет арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Кроме АЛУ, микроконтроллер содержит в своём составе:
♦ тактовый генератор;
♦ память данных;
♦ память программ;
♦ порты ввода-вывода.
Все эти элементы соединены между собой внутренними шинами данных и адреса. С внешним миром микроконтроллер общается при помощи портов ввода-вывода. Любой микроконтроллер всегда имеет один или несколько портов. Кроме того, современные микроконтроллеры всегда имеют встроенную систему прерываний, а также встроенные программируемые таймеры, компараторы, цифроаналоговые преобразователи и многое другое.
Если речь идёт не о большом компьютере, а о портативном устройстве управления, то в нём применяются именно микроконтроллеры. Конечно, любая реальная схема редко обходится без простых логических микросхем, триггеров, счётчиков и тому подобного. Но основой всегда является микроконтроллер. Чистые микропроцессоры в настоящее время применяются только в персональных компьютерах.
1. Микроконтроллер ATtiny2313/V фирмы Atmel
1.1 Структура, основные характеристики и возможности
Микросхема ATtiny 2313 представляет собой восьмиразрядный микроконтроллер с внутренней программируемой Flash-памятью размером 2 Кбайт.
Общие сведения:
♦ использует AVRRISC архитектуру;
♦AVR–это высокое быстродействие и специальная RISC-архитектура с низким потреблением;
♦ 120 мощных инструкций, большинство из которых выполняется за один машинный цикл;
♦ 32 восьмиразрядных регистра общего назначения;
♦ полностью статическая организация (минимальная частота может быть равна 0);
♦ до 20 миллионов операций в секунду (MIPS/Sec) при тактовой частоте 20 МГц.
Сохранение программ и данных при выключенном питании:
♦ 2 Кбайт встроенной программируемой Flash-памяти, до 10000 циклов записи/стирания;
♦ 128 байт встроенной программируемой энергонезависимой памяти данных (EEPROM);
♦ до 10000 циклов записи/стирания;
♦ 128 байт внутреннего ОЗУ (SRAM);
♦ программируемые биты защиты от чтения и записи программной памяти и EEPROM.
Периферийные устройства:
♦ один 8-разрядный таймер/счётчик с программируемым определителем и режимом совпадения;
♦ один 16-разрядный таймер/счетчик с программируемым определителем, режимом совпадения и режимом захвата;
♦ четыре канала ШИМ (PWM);
♦ встроенный аналоговый компаратор;
♦ программируемый сторожевой таймер и встроенный тактовый генератор;
♦ универсальный последовательный интерфейс USI (Universal Serial Interface);
♦ полнодуплексный USART.
Особенности микроконтроллера:
♦ специальный вход debug WIRE для управления встроенной системой отладки;
♦ внутрисистемный программируемый последовательный интерфейс SPI;
♦ поддержка как внешних, так и внутренних источников прерываний;
♦ три режима низкого потребления (Idle, Power-downи Standby);
♦ встроенная система аппаратного сброса при включении питания;
♦ внутренний перестраиваемый тактовый генератор;
♦ цепи ввода-вывода и корпус;
♦ 18 программируемых линий ввода-вывода;
♦ три вида корпусов;
PDIP– 20 контактов;
SOIC – 20 контактов;
QFN/MLF – 20 контактных площадок.
Напряжения питания:
♦ 1,8 – 5,5 В (для ATtiny2313V);
♦ 2,7 – 5,5 В (для ATtiny2313).
Диапазон частот тактового генератора ATtiny2313V:
♦ 0-4 МГц при напряжении 1,8-5,5 В;
♦ 0–10 МГц при напряжении 2,7-5,5 В.
Диапазон частот тактового генератора ATtiny2313:
♦ 0-10МГц при напряжении 2,7-5,5 В;
♦ 0–20 МГц при напряжении 4,5-5,5 В.
Ток потребления в активном режиме:
♦ 1 МГц, 1,8 В: 230 мкА;
♦ 32 кГц, 1,8 В: 20 мкА (с внутренним генератором).
Ток потребления в режиме низкого потребления:
♦ не более 0,1 мкА при напряжении 1,8 В.
Блок-схема микроконтроллера
Назначение выводов микросхемы ATtiny2313 приведено на рис. ............