L ỜI NểI ĐẦU
3.2.2.5.1Tổng quan về vi điều khiển ATMEGA 16
Vi điều khiển AVR (Atmel Norway design) thuộc họ vi điều khiển Atmel, nú
là họ Vi điều khiển mới trờn thị trường cũng như đối với người sử dụng. Đõy là họ Vi Điều Khiển được chế tạo theo kiến trỳc RISC (Reduced Intruction Set
Computer) cú cấu trỳc khỏ phức tạp. Ngoài cỏc tớnh năng như cỏc họ vi điều khiển
khỏc, nú cũn tớch hợp nhiều tớnh năng mới rất tiện lợi cho người thiết kế và lập
trỡnh. Sự ra đời của AVR bắt nguồn từ yờu cầu thực tế là hầu hết khi cần lập trỡnh
cho vi điều khiển, chỳng ta thường dựng những ngụn ngữ bậc cao HLL (Hight Level Language) để lập trỡnh ngay cả với loại chip xử lớ 8 bit trong đú ngụn ngữ C
là ngụn ngữ phổ biến nhất. Tuy nhiờn khi biờn dịch thỡ kớch thước đoạn mó sẽ tăng
nhiều so với dựng ngụn ngữ Assembly. Hóng Atmel nhận thấy rằng cần phải phỏt
triển một cấu trỳc đặc biệt cho ngụn ngữ C để giảm thiểu sự chờnh lệch kớch thước
mó đó núi trờn. Và kết quả là họ vi điều khiển AVR ra đời với việc làm giảm kớch thước đoạn m. khi biờn dịch và thờm vào đú là thực hiện lệnh đỳng đơn chu kỳ mỏy
với 32 thanh ghi tớch lũy và đạt tốc độ nhanh hơn cỏc họ vi điều khiển khỏc từ 4 đến
12 lần. Vỡ thế nghiờn cứu AVR là một đề tài khỏ lý thỳ và giỳp cho học sinh, sinh
viờn biết thờm một họ vi điều khiển vào loại mạnh hiện nay.
PHÂN LOẠI AVR
+ AT90S8535: Khụng cú lệnh nhõn hoặc chia trờn thanh ghi.
+ ATMEGA 8, 16, 32 (AVR loại 8 bit, 16 bit, 32 bit): Là loại AVR tốc độ
cao, tớch hợp sẵn
ADC 10 bit.
+ AVR tớch hợp sẵn LCD driver : Atmega169,329
+ AVR cú tớch hợp SC (power stage controller): AT90PWM thường dựng trong cỏc ứng dụng điều khiển động cơ hay chiếu sỏng nờn chỳng gọi là lighting AVRIS
+ Attiny11, 12, 15: AVR loại nhỏ.
Cỏc đặc điểm chớnh
1- Kiến trỳc RISC ( cú nghĩa là mỏy tớnh dựng tập lệnh rỳt gọn, bộ vi xử lý
kiểu này thực hiện ớt lệnh hơn những bộ vi xử lý khỏc ) với hầu hết cỏc lệnh cú
chiều dài cố định, truy nhập bộ nhớ nạp – lưu trữ và 32 thanh ghi đa năng.
2- Cú nhiều bộ phận ngoại vi ngay trờn chip, bao gồm: Cổng vào/ra số, bộ biến đổi ADC, bộ nhớ EEFROM, bộ định thời, bộ điều chế độ rộng xung (PWM), …
3- Hầu hết cỏc lệnh đều thực hiện trong một chu kỳ xung nhịp.
4- Hoạt động với chu kỳ xung nhịp cao, cú thể lờn đến 20 MHz tuỳ thuộc
từng loại chip cụ thể.
5- Bộ nhớ chương trỡnh và bộ nhớ dữ liệu được tớch hợp ngay trờn chip. 6- Khả năng lập trỡnh được trong hệ thống, cú thể lập trỡnh được ngay khi đang được cấp nguồn trờn bản mạch khụng cần phải nhấc chip ra khỏi bản mạch.
7- Hỗ trợ cho việc lập trỡnh bằng ngụn ngữ bậc cao – ngụn ngữ C.
Để tối đa hoỏ hiệu năng tớnh năng và song song, AVR sử dụng kiến trỳc
Harvard với bộ nhớ riờng biệt và cỏc BUS cho chương trỡnh và dữ liệu. Cỏc cõu
lệnh trong bộ nhớ chương trỡnh được hoạt với một đường ống lệnh mức đơn. Trong
khi một lờnh đang thực hiện, lệnh tiếp theo sẽ được nạp trước vào từ bộ nhớ chương
trỡnh. Điều này làm cho cỏc lệnh được thực hiện trong mọi chu kỳ đồng hồ. Bộ nhớ chương trỡnh là bộ nhớ In-System Reprogrammable Flash. Tập thanh ghi truy cập
nhanh bao gồm 32 thanh ghi đa năng 8 bit với thời gian truy cập là 1 chu kỳ đơn. Điều này cho phộp ALU hoạt động trong một chu kỳ đơn. Một thao tỏc điển hỡnh với 2 toỏn hạng được của ALU, 2 toỏn hạng được lấy ra từ tệp thanh ghi để thực
hiện, và là kết quả được lưu trữ lại trong tệp thanh ghi trong một chu kỳ đồng hồ. 6
trong số 32 thanh ghi cú thể sử dụng như là 3 thanh ghi con trỏ địa chỉ giỏn tiếp 16 bit để chỉ vào vựng dữ liệu phục vụ cho tớnh toỏn địa chỉ hiệu dụng.