Технические разделы





Элементная база

Ядром устройства измерения проводимости почвы был выбран микроконтроллер фирмы ATMEL - ATmega8A. Функциональная схема микроконтроллера ATmega8A приведена на рисунке 2.1.

Технические характеристики:

- 8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением;

прогрессивная RISC архитектура;

приближающаяся к 16 MIPS (при тактовой частоте 16 МГц) производительность;

энергонезависимая память программ и данных;

- 8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-System Self-Programmable Flash);

- 1 Кбайт встроенной SRAM;

- программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя;

- два 8-разрядных таймера/счетчика и один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения;

три канала PWM;

8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF);

программируемый последовательный USART;

встроенный калиброванный RC-генератор;

пять режимов пониженного потребления: Idle, Power-save, Power-down, Standby и снижения шумов ADC;

23программируемые линии ввода/вывода.

Ядро AVR сочетает богатый набор инструкций с 32 универсальными рабочими регистрами. Все 32 регистра непосредственно подключены к арифметико-логическому устройству (АЛУ), который позволяет указать два различных регистра в одной инструкции и выполнить ее за один цикл. Данная архитектура обладает большей эффективностью кода за счет достижения производительности в 10 раз выше по сравнению с обычными CISC-микроконтроллерами (рис 2.2).А поддерживается полным набором программных и аппаратных средств для проектирования, в т.ч.: С-компиляторы, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисистемные эмуляторы и оценочные наборы.

В целях достижения максимальной производительности и параллелизма у AVR-микроконтроллеров используется Гарвардская архитектура с раздельными памятью и шинами программ и данных.

Команды в памяти программ выполняются с одноуровневой конвейеризацией. В процессе выполнения одной инструкции следующая предварительно считывается из памяти программ.

Данная концепция позволяет выполнять одну инструкцию за один машинный цикл.

Память программ представляет собой внутрисистемно программируемую флэш-память.

Регистровый файл с быстрым доступом содержит 32 x 8-разрядных рабочих регистров общего назначения с однотактовым циклом доступа. Благодаря этому достигнута однотактность работы арифметико-логического устройства (АЛУ).

При обычной работе АЛУ сначала из регистрового файла загружается два операнда, затем выполняется операция, а после результат отправляется обратно в регистровый файл и все это происходит за один машинный цикл.

Шесть регистров из 32 могут использоваться как три 16-разрядных регистра косвенного адреса для эффективной адресации в пределах памяти данных. Один из этих указателей адреса может также использоваться как указатель адреса для доступа к таблице преобразования во флэш-памяти программ. Данные 16-разрядные регистры называются X-регистр, Y-регистр и Z-регистр и описываются далее в этом разделе.

почва орошение адаптация микроконтроллер

Рисунок 2.1 - Функциональная схема микроконтроллера ATmega8A

АЛУ поддерживает арифметические и логические операции между регистрами, а также между константой и регистром. Кроме того, АЛУ поддерживает действия с одним регистром.

После выполнения арифметической операции регистр статуса обновляется для отображения результата выполнения операции.

Для ветвления программы поддерживаются инструкции условных и безусловных переходов и вызовов процедур, позволяющих непосредственно адресоваться в пределах адресного пространства.

Большинство инструкций представляют собой одно 16-разрядное слово. Каждый адрес памяти программ содержит 16- или 32-разрядную инструкцию.

Флэш-память программ разделена на две секции: секция программы начальной загрузки и секция прикладной программы.

Обе секции имеют раздельные биты защиты от записи и чтения/записи.

Инструкция SPM (запись в секцию прикладной программы) должна использоваться только внутри секции программы начальной загрузки.

Внутрисистемно программируемая флэш-память программ содержит 128 кбайт внутренней внутрисистемно перепрограммируемой флэш-памяти для хранения программы.

Поскольку все AVR-инструкции являются 16 или 32-разрядными, то флэш-память организована как 64 кбайт16. Для программной защиты флэш-память программ разделена на два сектора: сектор программы начальной загрузки и сектор прикладной программы.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Еще статьи по технике и технологиям

Управление барокамерой
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современной науки и техники не обходиться без использования ...

Расчёт элементов и узлов аппаратуры связи
Цель данной работы заключается в разработке генератора сетки частот, состоящего из автогенератора, вырабатывающего колебание заданной частоты и нелинейного преобразователя, формирующего из него импульсы тока, состоящие из суммы гармони ...

© 2012-2021 | www.bjhdh.site