立即注册 找回密码

微雪课堂

搜索
微雪课堂 AVR AVR单片机内核剖析 ATmega32 查看内容

ATmega32 内核介绍

2015-5-27 23:08| 发布者: waveshare-admin| 查看: 2257| 评论: 0

摘要: 本节从总体上讨论ATMEGA32 AVR 内核的结构。CPU 的主要任务是保证程序的正确执行。因此它必须能够访问存储器、执行运算、控制外设以及处理中断。(点击图片放大)结构综述Figure 3. AVR 结构的方框图为了获得最高的 ...

本节从总体上讨论ATMEGA32 AVR 内核的结构。CPU 的主要任务是保证程序的正确执行。因此它必须能够访问存储器、执行运算、控制外设以及处理中断。


(点击图片放大)

结构综述Figure 3. AVR 结构的方框图
为了获得最高的性能以及并行性, AVR 采用了Harvard 结构,具有独立的数据和程序总线。程序存储器里的指令通过一级流水线运行。CPU 在执行一条指令的同时读取下一条指令( 在本文称为预取)。这个概念实现了指令的单时钟周期运行。程序存储器是可以在线编程的FLASH。 

快速访问寄存器文件包括32 个8 位通用工作寄存器,访问时间为一个时钟周期。从而实现了单时钟周期的ALU 操作。在典型的ALU 操作中,两个位于寄存器文件中的操作数同时被访问,然后执行运算,结果再被送回到寄存器文件。整个过程仅需一个时钟周期。

寄存器文件里有6 个寄存器可以用作3 个16 位的间接寻址寄存器指针以寻址数据空间,实现高效的地址运算。其中一个指针还可以作为程序存储器查询表的地址指针。这些附加的功能寄存器即为16 位的X、Y、Z 寄存器。

ALU支持寄存器之间以及寄存器和常数之间的算术和逻辑运算。ALU也可以执行单寄存器操作。运算完成之后状态寄存器的内容得到更新以反映操作结果。

程序流程通过有/ 无条件的跳转指令和调用指令来控制,从而直接寻址整个地址空间。大多数指令长度为16 位,亦即每个程序存储器地址都包含一条16 位或32 位的指令。

程序存储器空间分为两个区:引导程序区(Boot 区) 和应用程序区。这两个区都有专门的锁定位以实现读和读/ 写保护。用于写应用程序区的SPM 指令必须位于引导程序区。

在中断和调用子程序时返回地址的程序计数器(PC) 保存于堆栈之中。堆栈位于通用数据SRAM,因此其深度仅受限于SRAM 的大小。在复位例程里用户首先要初始化堆栈指针SP。这个指针位于I/O 空间,可以进行读写访问。数据SRAM 可以通过5 种不同的寻址模式进行访问。

AVR 存储器空间为线性的平面结构。

AVR有一个灵活的中断模块。控制寄存器位于I/O空间。状态寄存器里有全局中断使能位。每个中断在中断向量表里都有独立的中断向量。各个中断的优先级与其在中断向量表的位置有关,中断向量地址越低,优先级越高。

I/O 存储器空间包含64 个可以直接寻址的地址,作为CPU 外设的控制寄存器、SPI,以及其他I/O 功能。映射到数据空间即为寄存器文件之后的地址0x20 - 0x5F。

以上资料参考马潮老师的中文手册,由微雪电子整理并发布,转载请注明出处:www.waveshare.net,否则追究相应责任!


234

顶一下

刚表态过的朋友 (234 人)

上一篇:ATmega32 引脚功能下一篇:ATmega32 ALU

最新评论

所有教程
    01ATmega32 简介
    ATmega32是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指 令集以及
    02ATmega32 引脚功能
    引脚名称ATmega32引脚功能说明VCC电源正GND电源地端口A(PA7..PA0)端口A 做为A/D 转换
    03ATmega32 内核介绍
    本节从总体上讨论ATMEGA32 AVR 内核的结构。CPU 的主要任务是保证程序的正确执行。因
    04ATmega32 ALU
    ALU- 算术逻辑单元AVR ALU 与32 个通用工作寄存器直接相连。寄存器与寄存器之间、寄存
    05ATmega32 状态寄存器
    状态寄存器包含了最近执行的算术指令的结果信息。这些信息可以用来改变程序流程以实现
    06ATmega32 通用寄存器
    文件寄存器文件针对AVR增强型RISC指令集做了优化。为了获得需要的性能和灵活性,寄存
    07ATmega32 堆栈指针
    堆栈指针主要用来保存临时数据、局部变量和中断/ 子程序的返回地址。堆栈指针总是指向
    08ATmega32 指令执行时序
    这一节介绍指令执行过程中的访问时序。AVR CPU 由系统时钟clkCPU 驱动。此时钟直接来
    09ATmega32 复位与中断处理
    AVR有不同的中断源。每个中断和复位在程序空间都有独立的中断向量。所有的中断事件都
    010ATmega32 Flash程序存储器
    系统内可编程的Flash 程序存储器ATmega32具有32K字节的在线编程Flash,用于存放程序指
    011ATmega32 SRAM数据存储器
    SRAM数据存储器Figure 9 给出了ATmega32 SRAM 空间的组织结构。前2144 个数据存储器包
    012ATmega32 EEPROM数据存储器
    ATmega32包含1024 字节的EEPROM数据存储器。它是作为一个独立的数据空间而存在 的,可
    013ATmega32 I/O存储器
    ATmega32 的I/O 空间定义见 P283“ 寄存器概述” 。ATmega32所有的I/O及外设都被放置
    014ATmega32 时钟系统及其分布
    时钟系统及其分布Figure 11为AVR的主要时钟系统及其分布。这些时钟并不需要同时工作。
    015ATmega32 时钟源
    ATmega32芯片有如下几种通过Flash熔丝位进行选择的时钟源。时钟输入到AVR时钟发生器,
    016ATmega32 晶体振荡器
    XTAL1 与XTAL2 分别为用作片内振荡器的反向放大器的输入和输出,如Figure 12 所示,这
    017ATmega32 低频晶体振荡器
    为了使用32.768 kHz 钟表晶体作为器件的时钟源,必须将熔丝位CKSEL 设置为“1001”以
    018ATmega32 外部RC振荡器
    AVR对于时间不敏感的应用可以使用Figure 13 的外部RC 振荡器。频率可以通过方程f =1/(
    019ATmega32 标定的片内RC振荡器
    标定的片内RC振荡器提供了固定的1.0、2.0、4.0 或8.0 MHz 的时钟。这些频率都是5V、25
    020ATmega32 外部时钟
    AVR为了从外部时钟源驱动芯片, XTAL1 必须如Figure 14 所示的进行连接。同时,熔丝位
    021ATmega32 定时器/计时器振荡器
    对于拥有定时器/ 振荡器引脚(TOSC1 和TOSC2) 的AVR 微处理器,晶体可以直接与这两个引
    022ATmega32 MCU控制寄存器MCUCR
    MCU 控制寄存器包含了电源管理的控制位。· Bit7– SE: 休眠使能:为了使 MCU 在执行 S
    023ATmega32 空闲模式
    当SM2..0 为000 时, SLEEP 指令将使MCU 进入空闲模式。在此模式下,CPU 停止运行,而
    024ATmega32 ADC噪声抑制模式
    当SM2..0 为001 时, SLEEP 指令将使MCU 进入噪声抑制模式。在此模式下,CPU 停止运行
    025ATmega32 掉电模式
    当SM2..0 为010 时, SLEEP 指令将使MCU 进入掉电模式。在此模式下,外部晶体停振,而
    026ATmega32 省电模式
    当SM2..0 为011 时, SLEEP 指令将使MCU 进入省电模式。这一模式与掉电模式只有一点不
    027ATmega32 Standby模式
    Standby 模式当SM2..0 为110 时, SLEEP 指令将使MCU 进入Standby 模式。这一模式与掉
    028ATmega32 减少功耗的方法
    试图降低AVR 控制系统的功耗时需要考虑几个问题。一般来说,要尽可能利用睡眠模式,并
    029ATmega32 复位源
    复位AVRAVR复位时所有的I/O 寄存器都被设置为初始值,程序从复位向量处开始执行。复位
    030ATmega32 上电复位
    ATmega32 上电复位(POR) 脉冲由片内检测电路产生。检测电平请参见 Table 15。 无论何
    031ATmega32 外部复位
    外部复位由外加于RESET 引脚的低电平产生。当复位低电平持续时间大于最小脉冲宽度时(
    032ATmega32 掉电检测
    ATmega32 具有片内BOD(Brown-out Detection) 电路,通过与固定的触发电平的对比来检测
    033ATmega32 看门狗复位
    ATmega32 看门狗定时器溢出时将产生持续时间为1 个CK 周期的复位脉冲。在脉冲的下降沿
    034ATmega32 控制和状态寄存器MCUCSR
    AVR 控制和状态寄存器提供了有关引起AVR复位的复位源的信息。· Bit 4 – JTRF: JTAG
    035ATmega32 基准电压使能信号和启动时间
    ATmega32 具有片内能隙基准源,用于掉电检测,或者是作为模拟比较器或ADC的输入。ADC
    036ATmega32 看门狗定时器
    AVR 看门狗定时器由独立的 1 Mhz 片内振荡器驱动。这是 VCC = 5V时的典型值。请参见特
    037ATmega32 中断向量
    本节描述ATmega32的中断处理。更一般的AVR中断处理请参见P11“复位与中断处理” 。(
    038ATmega32 通用中断控制寄存器GICR
    · Bit 1 – IVSEL: 中断向量选择当IVSEL 为"0" 时,中断向量位于Flash 存储器的起始
    039ATmega32 熔丝位
    ATmega32 有两个熔丝位字节。Table 105 - Table 106 简单地描述了所有熔丝位的功能以
    040ATmega32 USART的初始化
    ATmega32 在进行通信之前首先要对 USART 进行初始化。初始化过程通常包括波特率的设定
内核剖析
    01Atmega16
    深入剖析Atmega16芯片内核
    02Atmega48
    深入剖析Atmega48芯片内核
    03ATmega8
    深入剖析ATmega8芯片内核
    04ATmega128
    深入剖析ATmega128芯片内核
    05ATmega64
    深入剖析ATmega64芯片内核
    06ATmega32
    深入剖析ATmega32芯片内核
    07ATmega168
    深入剖析ATmega168芯片内核
    08ATtiny13
    深入剖析ATtiny13芯片内核
    09ATmega88
    深入剖析ATmega88芯片内核
    010ATtiny2313
    深入剖析ATtiny2313芯片内核
AVR

微雪官网|产品资料|手机版|小黑屋|微雪课堂. ( 粤ICP备05067009号 )

GMT+8, 2024-3-28 23:54 , Processed in 0.026556 second(s), 20 queries .

返回顶部