AVR体系结构(dhl)讲解.ppt

AVR体系结构 单片机的基本体系结构 CPU SRAM 程序存储器 IO口 辅助电路 A V R 单 片 机 内 核 AVR ATmega16 特点 先进RISC结构的AVR内核 131条机器指令，且大多数指令的执行时间为单个系统时钟周期； 32个8位通用工作寄存器； 工作在16MHz时具有16MIPS的性能。 配备只需要2个时钟周期的硬件乘法器 AVR ATmega16 特点 片内含有较大容量的非易失性的程序和数据存储器 16K字节在线可编程（ISP）Flash程序存储器（擦除次数1万次），采用Boot Load技术支持IAP功能； 1K字节的片内SRAM数据存储器，可实现3级锁定的程序加密； 512个字节片内在线可编程EEPROM数据存储器（寿命10万次）； AVR ATmega16 特点 片内含JTAG接口 支持符合JTAG标准的边界扫描功能用于芯片检测； 支持扩展的片内在线调试功能 可通过JTAG口对片内的Flash、EEPROM、配置熔丝位和锁定加密位实施下载编程； AVR ATmega16 特点 外围接口 2个带有分别独立、可设置预分频器的8位定时器/计数器； 1个带有可设置预分频器、具有比较、捕捉功能的16位定时器/计数器； 片内含独立振荡器的实时时钟RTC； 4路PWM通道； 8路10位ADC 面向字节的两线接口TWI（兼容I2C硬件接口）； 1个可编程的增强型全双工的，支持同步/异步通信的串行接口USART； 1个可工作于主机/从机模式的SPI串行接口（支持ISP程序下载）； 片内模拟比较器； 内含可编程的，具有独立片内振荡器的看门狗定时器WDT； AVR ATmega16 特点 其它的特点 片内含上电复位电路以及可编程的掉电检测复位电路BOD； 片内含有1M/2M/4M/8M，经过标定的、可校正的RC振荡器，可作为系统时钟使用； 多达21个各种类型的内外部中断源； 有6种休眠模式支持省电方式工作； AVR ATmega16 特点 宽电压、高速度、低功耗 工作电压范围宽：ATmega16L 2.7—5.5v，ATmega16 4.5—5.5v； 运行速度：ATmega16L 0—8M，ATmega16 0—16M； 低功耗：ATmega16L工作在1MHz、3v、25度时的典型功耗为，正常工作模式 1.1mA，空 闲工作模式 0.35mA，掉电工作模式 1uA； AVR ATmega16 特点 芯片封装形式有40引脚的PDIP、44引脚的TQFP和44引脚的MLF封装。 AVR ATmega16 引脚与封装 AVR Mega 16 结 构 AVR 中央处理器CPU 运算逻辑单元ALU 程序计数器PC 指令寄存器 指令译码器 通用工作寄存器组 系统时钟部件 系统时钟 片内的1/2/4/8M 的RC振荡源 在引脚XTAL1 和XTAL2 上外接由石英晶体 直接使用外部的时钟源输出的脉冲信号 内部看门狗时钟 系统时钟 外部晶振 外部RC 外部时钟 存储器 Flash 程序存储器 SRAM 数据存储器 EEPROM 数据存储器 Flash 程序存储器 1K～128K 字节的片内Flash，16位组织 地址空间从$000 开始 全双向I/O端口 PA口 PB口 PC口 PD口 通 用 端 口 端 口 第 二 功 能 寄存器－通用寄存器 32个通用寄存器 R0－R31 对应SRAM地址$0000－$001F 地址指针寄存器X、Y、Z X－R27 R26 Y－R29 R28 Z－R30 R31 寄存器－I/O寄存器 64个I/O寄存器 I/O寄存器地址 $00~$3F SRAM映射地址$00+$20~$3F+$20 ($20) ($5F) 指令：专用指令、SRAM通用指令 寄存器－状态寄存器SREG 位7—I: 全局中断使能位 位6—T: 位复制存储 位5—H: 半进位标志位 位4—S: 符号标志位 位3—V: 2 补码溢出标志位 位2—N: 负数标志位 1—Z: 零值标志位 位0－C：进/借位标志 寄存器－堆栈指针寄存器SP 16位SP－SPH SPL SP上电初始值 0000 SP指向SRAM空间、堆栈放在SRAM中 堆栈向下生长 汇编程序一定要初始化SP 操作方式：手动进出栈、自动进出栈 AVR工作方式 复位方式 正常程序执行工作方式 休眠节电工作方式 程序运行代码下载的编程方式 AVR工作方式－复位方式 复位方式 上电复位 看门狗复位 BOD复位 外部复位 JTAG复位 AVR