AVR單片�(jī)�1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU)精簡(jiǎn)指令集高�8位單片機(jī)。AVR的單片機(jī)可以廣泛�(yīng)用于�(jì)算機(jī)外部�(shè)�、工�(yè)�(shí)�(shí)控制�儀器儀�、通訊�(shè)�、家用電器等各�(gè)�(lǐng)�。AVR的主要特性高可靠性、功能強(qiáng)、高速度、低功耗和低價(jià)�,一直是衡量單片�(jī)性能的重要指�(biāo),也是單片機(jī)占領(lǐng)市場(chǎng)、賴以生存的必要條件�
1:在相同的系�(tǒng)�(shí)鐘下AVR�(yùn)行速度最��
2: 芯片�(nèi)部的Flsah、EEPROM、SRAM容量較大�
3:所有型�(hào)的Flash、EEPROM都可以反�(fù)燒寫、全部支持在線編程燒�(ISP)�
4:多種頻率的�(nèi)部RC振蕩�、上電自�(dòng)�(fù)�、看門�、啟�(dòng)延時(shí)等功能,零外圍電路也可以工作�
5:每�(gè)IO口都可以以推換驅(qū)�(dòng)的方式輸出高、低電平,驅(qū)�(dòng)能力�(qiáng)�
6:內(nèi)部資源豐�,一般都集成AD、DA模數(shù)�;PWM;SPI、USART、TWI、I2C通信�;豐富的中斷源等�
目前支持AVR單片�(jī)編譯器的語言主要有匯編語言、C語言、BASIC語言�。其中C編譯器主要有CodeVisionAVR、AVRGCC、IAR、ICCAVR�,C語言編譯器由于它具有功能�(qiáng)�� �(yùn)用靈�、代碼小、運(yùn)行速度快等先天性的�(yōu)�(diǎn),使得它在程序設(shè)�(jì)上具有不可代替的地位�
AVR單片�(jī)�1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置FLASH的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡(jiǎn)指令集高�8位單片機(jī)。AVR的單片機(jī)可以廣泛�(yīng)用于�(jì)算機(jī)外部�(shè)備、工�(yè)�(shí)�(shí)控制、儀器儀表、通訊�(shè)�、家用電器等各�(gè)�(lǐng)��
AVR的主要特�
高可靠�、功能強(qiáng)、高速度、低功耗和低價(jià)� , 一直是衡量單片�(jī)性能的重要指�(biāo),也是單片機(jī)占領(lǐng)市場(chǎng)、賴以生存的必要條件�
早期單片�(jī)主要由于工藝及設(shè)�(jì)水平不高、功耗高和抗干擾性能差等原因,所以采取穩(wěn)妥方案:即采用較高的分頻系數(shù)�(duì)�(shí)鐘分頻,使得指令周期�,執(zhí)行速度慀以后的 CMOS單片�(jī)雖然采用提高�(shí)鐘頻率和縮小分頻系數(shù)等措�,但這種狀�(tài)并未被徹底改觀(51以及51兼容)。此間雖有某些精�(jiǎn)指令集單片機(jī)(RISC)問世,但依然沿襲對(duì)�(shí)鐘分頻的作法�
AVR單片�(jī)的推�,徹底打破這種舊設(shè)�(jì)格局,廢除了�(jī)器周期,拋棄�(fù)雜指令計(jì)算機(jī)(CISC)追求指令完備的做�;采用精�(jiǎn)指令集,以字作為指令長度單位,將�(nèi)容豐富的操作�(shù)與操作碼安排在一字之�(指令集中占大多數(shù)的單周期指令都是如此),取指周期短,又可預(yù)取指令,�(shí)�(xiàn)流水作業(yè),故可高速執(zhí)行指�。當(dāng)然這種速度上的升躍,是以高可靠性為其后盾的�
AVR單片�(jī)硬件�(jié)�(gòu)采取8位機(jī)�16位機(jī)的折中策�,即采用局部寄存器存堆(32�(gè)寄存器文�)和單體高速輸�/輸出的方�(即輸入捕獲寄存器、輸出比較匹配寄存器及相�(yīng)控制邏輯)。提高了指令�(zhí)行速度(1Mips/MHz),克服了瓶頸�(xiàn)�,增�(qiáng)了功能;同時(shí)又減少了�(duì)外設(shè)管理的開�,相�(duì)�(jiǎn)化了硬件�(jié)�(gòu),降低了成本。故AVR單片�(jī)在軟/硬件開銷、速度、性能和成本諸多方面取得了�(yōu)化平�,是高性價(jià)比的單片�(jī)�
AVR單片�(jī)�(nèi)嵌高�(zhì)量的Flash程序存儲(chǔ)�,擦寫方�,支持ISP和IAP,便于產(chǎn)品的�(diào)�、開�(fā)、生�(chǎn)、更�。內(nèi)嵌長壽命的EEProm可長期保存關(guān)鍵數(shù)�(jù),避免斷電丟�。片�(nèi)大容量的RAM不僅能滿足一般場(chǎng)合的使用,同�(shí)也更有效的支持使用語言開發(fā)系統(tǒng)程序,并可像MCS-51單片�(jī)那樣�(kuò)展外� RAM�
AVR單片�(jī)的I/O線全部帶可設(shè)置的上拉電阻、可單獨(dú)�(shè)定為輸入/輸出、可�(shè)定(初始)高阻輸�、驅(qū)�(dòng)能力�(qiáng)(可省去功率�(qū)�(dòng)器件)等特性,使的得I/O口資源靈�、功能強(qiáng)�、可充分利用�
AVR單片�(jī)片內(nèi)具備多種�(dú)立的�(shí)鐘分頻器,分別供URAT、I2C、SPI使用。其中與8/16位定�(shí)器配合的具有多達(dá)10 位的�(yù)分頻�,可通過軟件�(shè)定分頻系�(shù)提供多種檔次的定�(shí)�(shí)間。AVR單片�(jī)�(dú)有的“以定時(shí)�/�(jì)�(shù)器(單)雙向�(jì)�(shù)形成三角�,再與輸出比較匹配寄存器配合,生成占空比可變、頻率可�、相位可變方波的�(shè)�(jì)方法(即脈寬調(diào)制輸出PWM)”更是令人耳目一��
增強(qiáng)性的高速同/異步串口,具有硬件產(chǎn)生校�(yàn)�、硬件檢�(cè)和校�(yàn)偵錯(cuò)、兩�(jí)接收緩沖、波特率自動(dòng)�(diào)整定位(接收�(shí)�、屏蔽數(shù)�(jù)幀等功�,提高了通信的可靠�,方便程序編�,更便于組成分布式網(wǎng)�(luò)和實(shí)�(xiàn)多機(jī)通信系統(tǒng)的復(fù)雜應(yīng)�,串口功能大大超過MCS-51/96單片�(jī)的串口,加之AVR單片�(jī)高�,中斷服�(wù)�(shí)間短,故可實(shí)�(xiàn)高波特率通訊�
面向字節(jié)的高速硬件串行接口TWI、SPI。TWI與I2C接口兼容,具備ACK信號(hào)硬件�(fā)送與�(shí)�、地址�(shí)�、總線仲裁等功能,能�(shí)�(xiàn)�/從機(jī)的收/�(fā)全部4種組合的多機(jī)通信。SPI支持�/從機(jī)�4種組合的多機(jī)通信�
AVR單片�(jī)有自�(dòng)上電�(fù)位電�、獨(dú)立的看門狗電�、低電壓檢測(cè)電路BOD,多�(gè)�(fù)位源(自動(dòng)上下電復(fù)�、外部復(fù)位、看門狗復(fù)�、BOD�(fù)�),可�(shè)置的啟動(dòng)后延�(shí)�(yùn)行程序,增強(qiáng)了嵌入式系統(tǒng)的可靠��
AVR單片�(jī)具有多種省電休眠模式,且可寬電壓�(yùn)行(5-2.7V�,抗干擾能力�(qiáng),可降低一�8位機(jī)中的軟件抗干擾設(shè)�(jì)工作量和硬件的使用量� AVR單片�(jī)技�(shù)體現(xiàn)了單片機(jī)集多種器�(包括FLASH程序存儲(chǔ)�、看門狗、EEPROM、同/異步串行口、TWI、SPI、A/D模數(shù)�(zhuǎn)換器、定�(shí)�/�(jì)�(shù)器等)和多種功�(增強(qiáng)可靠性的�(fù)位系�(tǒng)、降低功耗抗干擾的休眠模�、品種多門類全的中斷系�(tǒng)、具輸入捕獲和比較匹配輸出等多樣化功能的定時(shí)�/�(jì)�(shù)�、具替換功能的I/O端口…� )于一�,充分體�(xiàn)了單片機(jī)技�(shù)的從“片自為�(zhàn)”向“片上系�(tǒng)SoC”過渡的�(fā)展方向�
綜上所�,AVR單片�(jī)博采眾長,又具獨(dú)特技�(shù),不愧為8位機(jī)中的佼佼��
AVR系列單片�(jī)的選�
AVR單片�(jī)系列齊全,可適用于各種不同�(chǎng)合的要求。AVR單片�(jī)�3�(gè)檔次:
低檔Tiny系列AVR單片�(jī): 主要有Tiny11/12/13/15/26/28��
中檔AT90S系列AVR 單片�(jī): 主要有AT90S1200/2313/8515/8535�� (正在淘汰或轉(zhuǎn)型到Mega�)
ATmega系列AVR單片�(jī): 主要有ATmega8/16/32/64/128� 存儲(chǔ)容量�8/16/32/64/128 KB)以及ATmega8515/8535��
隨著技�(shù)的發(fā)展,嵌入式系�(tǒng)的設(shè)�(jì)及應(yīng)用對(duì)人們的生活�(chǎn)生了很大的影�,并將逐漸改變?nèi)藗兾磥淼纳罘绞剑谔囟ǖ牟僮飨到y(tǒng)上開�(fā)�(yīng)用程�,可以使開發(fā)人員忽略掉很多底層硬件細(xì)節(jié),使得應(yīng)用程序調(diào)試更方便、易于維�(hù)、開�(fā)周期縮短并且降低開發(fā)成本,因而嵌入式操作系統(tǒng)深得開發(fā)人員的青睞�
AVR微處理器是Atmel公司開發(fā)�8位嵌入式RISC處理�,它具有高性能、高保密�、低功耗、非易失性等�(yōu)�(diǎn),而且程序存儲(chǔ)器和�(shù)�(jù)存儲(chǔ)器可�(dú)立編址,并具有�(dú)立訪問的哈佛�(jié)�(gòu)。AVR單片�(jī)�(nèi)核有豐富的指令集,通過32�(gè)通用寄存器直接與邏輯�(yùn)算單元相連接,允許在一�(gè)周期�(nèi)一條單一指令訪問兩�(gè)�(dú)立的寄存器,這樣的結(jié)�(gòu)使代碼的�(zhí)行效率比傳統(tǒng)的復(fù)雜指令集微處理器快了將近10��
AVRX是由1barello編寫的源碼公開的嵌入式操作系�(tǒng),它專門針對(duì)AVR系列單片�(jī)的RTOS,具有免�(fèi)和可以修改的特點(diǎn),它的缺�(diǎn)是由于做為一種專用的操作系統(tǒng)很難移植到其他平�(tái)��
1 AVRX 系統(tǒng)的特�(diǎn)
AVRX做為AVR專用RTOS有如下的特點(diǎn)�
� 完全支持占先式、優(yōu)先級(jí)�(qū)�(dòng)的任�(wù)�(diào)度算��
� 16�(gè)�(yōu)先級(jí),相同的�(yōu)先級(jí)的任�(wù)采用Round robin�(diào)度算法輪流執(zhí)��
� 信號(hào)量可以用于信�(hào)傳遞、同步和互斥信號(hào)�,支持阻塞和非阻塞語��
� 任務(wù)之間可以用消息隊(duì)列相互傳遞信�,接收和確認(rèn)消息可以用阻塞和非阻塞調(diào)��
� 在中斷子程序中,大部分非阻塞的中斷服�(wù)程序可以使用�
� 支持單�(gè)定時(shí)器的�(shí)間隊(duì)列管�,任何�(jìn)程都可以�(shè)置一�(gè)定時(shí)器,并且任何一�(gè)任務(wù)都可以等待定�(shí)器時(shí)間到�
� 支持單步�(diào)式運(yùn)行著的�(jìn)��
� 程序空間�,包含所有功能的版本占用1000字節(jié)�
� 與定�(shí)�/�(jì)算器有關(guān)的一些事�(wù)可以用AVRX寫成任務(wù)�(jí)代碼�
1.1 任務(wù)
AVRX2.6為了支持C語言,保存了所有的32�(gè)寄存�,最小的上下文是32�(gè)寄存�、SREG和PC,總�35�(gè)字節(jié)。AvrXInitTask()函數(shù)給所有的寄存器初始化�0x00;只有�(jìn)程上下文保存在任�(wù)堆棧�,所有其他的使用(包括內(nèi)核和中斷)保存在�(nèi)核堆棧。這樣降低了�(gè)中斷的上下文切換和�(jìn)入內(nèi)核API的SRAM消�。隨后的中斷(如果允許中斷嵌套)嵌入�(nèi)核堆�,API不�(jìn)行上下文切換�
1.2 信號(hào)�
信號(hào)量是SRAM指針,它們有三中狀�(tài):PEND、WAITING和DONE。當(dāng)一�(gè)�(jìn)程被一�(gè)信號(hào)量阻塞時(shí),它處于WAITING狀�(tài),多�(gè)任務(wù)可以排隊(duì)等候一�(gè)信號(hào)�。在后一種情況下,信�(hào)量可以看作互斥信�(hào)�。提供的API函數(shù)如下:AvrXSetSemaphore、AvrXIntSetSemaphore、AvrXWaitSemaphore、AvrXtestSemaphore、AvrXIntTestSemaphore和AvrXResetSemaphore�
1.3 定時(shí)�
定時(shí)器控制塊(TCB)長度為4(或6)�(gè)字節(jié)。它們管理一�(gè)16位計(jì)�(shù)�。定�(shí)器隊(duì)列管理器管理一�(gè)分類的定�(shí)器隊(duì)列,每�(gè)都調(diào)整為所有計(jì)�(shù)器的和到其延�(shí)需要的�。提供的API函數(shù)如下:AvrXStartTimer、AvrXTimerHandler、AvrXCancelTimer、AvrXWaitTimer、AvrXTestTimer和AvrXDelay�
1.4 消息�(duì)�
消息�(duì)列用消息控制塊(MCB)做為隊(duì)列首地址。任何�(jìn)�、中斷處理函�(shù)和多�(gè)�(jìn)程都可以等待消息。MCB的長度是2�4�(gè)字節(jié)。消息可以認(rèn)為是靈活性更大的信號(hào)量。提供的API函數(shù)如下:AvrXSendMessage、AvrXIntSendMessage、AvrXRecvMessage、AvrXWaitMessage、AvrXAckMessage、AvrXTestMessage和AvrXWaitMessageAck�
1.5 單步�(yùn)行支�
通過重新匯編�(nèi)核AVRX,可以允許和禁止單步�(yùn)行的支持。單步運(yùn)行可以通過編譯�(nèi)核庫�(shí)定義下面的變量:#define SIGNALSTEPSUPPORT�
在能夠單步運(yùn)行以前,�(jìn)程必須先暫停。有兩種方法�(shí)�(xiàn):一是僅僅初始化�(jìn)程但不使�;二是用目標(biāo)�(jìn)程的ID�(diào)用AvrXSuspend,一旦目�(biāo)�(jìn)程掛起,�(diào)試SPI就能使用�,提供的API函數(shù)有:AvrXStepNext和AvrXSingleStepNext�
1.6 系統(tǒng)�(duì)�
AVRX是圍繞系�(tǒng)�(duì)象的概念而構(gòu)建的,系�(tǒng)�(duì)象包括一�(gè)鏈接和其后面�0�(gè)或者若干�(gè)字節(jié)的數(shù)�(jù)信號(hào)�。�(jìn)程對(duì)象可以根�(jù)�(yùn)行隊(duì)列和信號(hào)量排�(duì)。計(jì)�(shù)器控制塊只能根據(jù)�(jì)�(shù)器隊(duì)列排�(duì)。消息控制塊只能在消息隊(duì)列排�(duì)。�(jìn)程根�(jù)嵌入�(duì)象的信號(hào)量等待這些�(duì)��
�(jìn)程堆棧中可用的SRAM是限制系�(tǒng)�(guī)模的主要因素,每�(gè)�(jìn)程都需要至�10�35字節(jié)的空間來存儲(chǔ)�(jìn)程上下文。提供的API函數(shù)如下:AvrXSetObjectSamaphore、AvrXIntObjectSamaphore、AvrXResetObjectSamaphore、AvrXWaitObjectSamaphore、AvrXTestObjectSamaphore和AvrXIntTestObjectSamaphore�
1.7 系統(tǒng)堆棧
AVRX需要足夠大的堆棧來處理所有可能的中斷嵌套,每次�(jìn)入內(nèi)核將�(huì)�10�35字節(jié)壓�(jìn)堆棧(標(biāo)�(zhǔn)上下文和返回地址�,中斷處理可能壓�(jìn)去更多。AVRX的API�(huì)臨時(shí)壓入2�(gè)以上的字節(jié)。GCC或者匯編代碼定義于SRAM的頂�,保證AVRX的堆棧在有效SRAM空間之內(nèi)是設(shè)�(jì)者的工作�
2 AVRX系統(tǒng)的應(yīng)�
2.1 AVRX在不同型�(hào)AVR單片�(jī)上的移植
下面以ATmega16為例,介紹移植工��
?�?)編譯器的選�
由于AVRX的編者是在GNU推出的AVR-GCC編譯器下編寫�,所以選用AVR-GCC編譯器可以大大提高AVRX在不同AVR單片�(jī)上的移植特��
�2)重新編譯AVRX�(nèi)�
為了將應(yīng)用程序成功編�,需要重新編譯AVRX�(nèi)核,重新編譯包括下述步驟�
?、僦匦滦薷腁VRX源碼的Makefile文件,需要修改的幾處如下�
ABSPATH=�/avrx /*更改AVRX原路徑到�(shí)際路徑下�/
修改 MCU�8535
AAVRMCU�
GCCMCU=at90s$(MCU�
AVRXMCU=_AT90S$(MCU)_
為 ICCMCU=m16
AAVRMCU�
GCCMCU=atmega16
AVRXMCU=_AT90Mega16�
?、谥匦滦薷腁VRX源碼的serialio.s文件,即根據(jù)不同的單片機(jī)修改串口部分的寄存器定義。需要增添如下代碼:
?。f defined(UBRRL�
#define UBRR UBRRL
?。ndif
#if defined(UBRRH�
sts UBRRH,p1h
?。ndif
③重新編譯內(nèi)�。具體做法是�(fù)制一�(gè)“令名提示符”到AVRX目錄�,運(yùn)行“命令提示符”,鍵入“makegcc”命令后�(yùn)行就完成了AVRX�(nèi)核的重新編譯,會(huì)生成很多�.o文件和avrx.a文件。這些文件在以后的�(yīng)用程序中�(huì)使用�
至此就完成了AVRX在ATmega16單片�(jī)上的�(nèi)核移�,接著就可以編寫�(yīng)用程序了�
2.2 在AVRX上編寫應(yīng)用程�
這時(shí)候要用一�(gè)新的makefile文件,同�(shí)自己的程序可以不和AVRX的內(nèi)核在一�(gè)目錄,但是要指出依賴文件的明確路�。makefile的框架可以采用Winavr的sample文件夾下的makefile文件框架,這里的難�(diǎn)其實(shí)還是makefile文件的語法問題。下面介紹應(yīng)用程序的makefile文件在實(shí)例中需要修改或增加的代碼:
MCU=atmega16 /*微處理器的名字�/
TARGET=test /*�(yīng)用程序文件名�/
GCCLIB�$(AVRX�/avrx/avrx.a
GCCINC=-L-I$(AVRX�/avrx-I$(AVR�/avr/inc /*加上相�(guān)的庫�/
SCANF[_]LIB[_]MIN=-W1,-u,vfscanf�1scanf[_]min
SCANF[_]LIB[_]FLOAT=-W1,-u,vfscanf�1scanf[_]flt
SCANF[_]LIB /*設(shè)置sacnf函數(shù)庫的類型,在不使用時(shí)可以注釋�,這樣可以減小編譯后的文件�?�?
LDFLAGS+=$(PRINTF[_]LIB�$(SCANF[_]LIB�$(MATH[_]LIB� /*新增的連接器參�(shù)�(shè)定*/
3 系統(tǒng)�(cè)�
3.1 系統(tǒng)�(shí)�(shí)性測(cè)�
在實(shí)�(shí)系統(tǒng)�,實(shí)�(shí)系統(tǒng)的實(shí)�(shí)性表�(xiàn)在系�(tǒng)�(duì)外部事件的響�(yīng)能力上,系統(tǒng)通過中斷來響�(yīng)外部事件的發(fā)�,并且在用戶中斷程序中做的事要盡量少,把大部分工作留給任�(wù)去做,只是通過信號(hào)量或者信息機(jī)制來通知任務(wù)�(yùn)�。Mega16的定�(shí)�2�(shè)為比較匹配輸出模�,在匹配�(shí)間到了之后產(chǎn)生一定周期脈沖輸�,并�(chǎn)生中斷。設(shè)置定�(shí)�1為計(jì)�(shù)模式來計(jì)�(shù)�(chǎn)生的脈沖輸出。通過定時(shí)�2的比較匹配中斷服�(wù)子程序來�(fā)信號(hào)量通知任務(wù)�(yùn)�,并在中斷子程序中不開中�,而在任務(wù)得到信號(hào)后開中斷,以�(shí)�(xiàn)中斷處理與任�(wù)�(yùn)行的同步,任�(wù)中對(duì)一�(gè)全局變量�(jì)�(shù),以記錄任務(wù)�(zhí)行的次數(shù)。運(yùn)行一段時(shí)間后,在�(shè)置的匹配�(shí)間里,任�(wù)的運(yùn)行次�(shù)和定�(shí)�1的計(jì)�(shù)一樣,則系�(tǒng)在這段�(shí)間里是能完全響應(yīng)外部事件�,當(dāng)定時(shí)�2的比較匹配時(shí)間設(shè)為大�23μs�(shí)�2�(gè)�(jì)�(shù)是相等的;當(dāng)小于23μs�(shí),定�(shí)�1�(jì)�(shù)值大于任�(wù)�(jì)�(shù)�,說明任�(wù)沒有完全得到響應(yīng)。這說明中斷的�(jìn)入和返回即系�(tǒng)�(duì)外部�(shí)間的響應(yīng)和處理時(shí)間為23μs,遠(yuǎn)�(yuǎn)大于其他操作系統(tǒng)在AVR單片�(jī)上移植后的響�(yīng)�(shí)��
3.2 使用例程�(cè)�
這里只對(duì)源文件中的幾�(gè)例程先�(jìn)行簡(jiǎn)單的編譯,然后去掉不必要的代�,加入自己想�(cè)試的一些代�,�(jìn)行了定時(shí)器控制模�,信�(hào)量和消息�(duì)列以其簡(jiǎn)單組合的�(cè)試,均在ATmega16上達(dá)到了�(yù)期的效果�
4 心得體會(huì)
?、貯VRX的源碼都是用匯編語言編寫的,相對(duì)來講代碼效率很高,但是由于沒有詳�(xì)的API介紹文檔,所以的入門方法就是先讀懂RTOS的源碼和例程,然后�(jìn)行修改,再加上自己的代碼逐漸熟練�(yīng)��
?、贏VRX需要分配的堆棧�35�(gè)字節(jié)加上任務(wù)代碼需要的額外堆棧,具體的大小取決于每�(gè)�(jìn)程用的本地變量�(gè)�(shù)。比較好的確定分配給任務(wù)堆棧大小的方法是:分配很大的堆棧(如70字節(jié))運(yùn)行一段應(yīng)用程序后看堆棧到多深(因?yàn)镚CC啟動(dòng)�(shí)把所有內(nèi)存都�0了,這樣很容易看到)。不過,為了安全起見,用編譯器或仿真器在估計(jì)堆棧的頂端寫入幾�(gè)字節(jié)�0xFFFFF去驗(yàn)證到底達(dá)到了多少字節(jié),然后分配給比測(cè)試結(jié)果多兩�(gè)以上的字節(jié)給這�(gè)任務(wù)�
?、蹎�?dòng)的一�(gè)指令必須跳轉(zhuǎn)到Epilog()�
5 �(jié)�
AVRX是一�(gè)不錯(cuò)的RTOS,最顯著的特�(diǎn)就是�(nèi)核小,速度�,編譯后大概只需500�700字節(jié),且基本的調(diào)度功能一�(gè)也不�。由于其代碼公開,結(jié)合不同型�(hào)AVR單片�(jī)的特性,可以在此基礎(chǔ)上�(jìn)行系�(tǒng)的裁減和�(kuò)�,使之能�(dá)到更好的效果,本文為AVR嵌入式系�(tǒng)的應(yīng)用提供了借鑒�
目前,AVR已被廣泛用于�
· 空調(diào)控制�
· 打印�(jī)控制�
· 智能電表
· 智能手電�
· LED控制�
· �(yī)療設(shè)�
· GPS
AVR端口是真正的雙向端口,不�51偽雙向。這也是AVR的一�(xiàng)�(yōu)�(shì),只是操作時(shí)大家注意DDRn就可以了。真正雙向端口在模擬�(shí)序方面不如偽雙向的方��
DDRn PORTn PINn 解釋:n為端口號(hào):ABCDE
DDRn:控制端口是輸入還是輸出�0為輸��1為輸出。�(gè)人記憶方法:一比零大所以往外擠,即1為輸出,0為輸��
PORTn:從引腳輸出信號(hào),當(dāng)DDRn�1�(shí),可以通過PORTn=x等端口操作語句給引腳輸出賦��
PINn:從引腳讀輸入信號(hào),無論DDRn為何值,都可以通過x=PINn獲得端口n的外部電��
�(dāng)引腳配置為輸入時(shí),若PORTxn �"1�,上拉電阻將使能。內(nèi)部上拉電阻的使用在鍵盤掃描的�(shí)候還要說��
端口更詳�(xì)功能及介紹以及端口第二功能請(qǐng)參考數(shù)�(jù)手冊(cè)�
端口引腳配置
DDxn PORTxn PUD (in SFIOR) I/O 上拉電阻說明
0 0 X 輸入 No 高阻�(tài) (Hi-Z)
0 1 0 輸入 Yes被外部電路拉低時(shí)將輸出電�
0 1 1 輸入 No高阻�(tài)(Hi-Z)
1 0 X 輸出 No輸出低電� ( 漏電�)
1 1 X 輸出 No輸出高電� ( 源電�)
如果有引腳未被使�,建議給這些引腳賦予一�(gè)確定電平。最�(jiǎn)單的保證未用引腳具有確定電平的方法是使能�(nèi)部上拉電�。但要注意的是復(fù)位時(shí)上拉電阻將被禁用。如果復(fù)位時(shí)的功耗也有嚴(yán)格要求則建議使用外部上拉或下拉電�。不推薦直接將未用引腳與VCC 或GND 連接,因?yàn)檫@樣可能會(huì)在引腳偶然作為輸出時(shí)出現(xiàn)沖擊電流�
下面我們來看例子:
void port[_]init(void)
{
PORTA = 0x03;
DDRA = 0x03;
PORTB = 0x00;
DDRB = 0x01;
PORTC = 0x00;
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;// 建議賦值為�
}
PORTA = 0x03;DDRA = 0x03;這兩句使PA口的PA1和PA0處于輸出狀�(tài),PA7—PA2處于輸入狀�(tài)。這里�0x03即二�(jìn)制的00000011,從左到右對(duì)�(yīng)于Pn7--Pn0八�(gè)IO口�
通過跑馬燈程序來深入理解IO口的操作�
CODE:
//ICC-AVR application builder : 2006-11-21 9:20:57
// Target : M32
// Crystal: 7.3728Mhz
#include <iom32v.h>
#include <macros.h>
void [_]delay(unsigned char n) //延時(shí)函數(shù)定義
{
unsigned char i,j;
for(;n!=0;n--) //n*10ms
{
for(j=100;j!=0;j--) //100us*100=10ms
{
for(i=147;i!=0;i--) //delay 100us
;
}
}
}
int main(void)
{
unsigned char i,j,k; //
PORTA=0xFF; //PA口設(shè)為輸出高電平,燈�
DDRA=0xFF; //PA口設(shè)置為輸出
while(1)
{
i=1;
for (j=0;j<8;j++) //循環(huán)8�,即PA0~~PA7輪流閃亮
{
PORTA=~i; //反相輸出,低電平有�,�(duì)�(yīng)的燈�
for (k=0;k<10;k++) [_]delay(100); //延時(shí) 100*10=1�,可自行�(diào)節(jié) i=i<<1; //左移一�,I的值將向下面的列表那樣變化
// 0b00000001 PA0
// 0b00000010 PA1
// 0b00000100 PA2
// 0b00001000 PA3
// 0b00010000 PA4
// 0b00100000 PA5
// 0b01000000 PA6
// 0b10000000 PA7
}
}
}[Copy to clipboard]
其他IO口操作指令:
void main(void)
{
PORTA=0xff;
DDRA=0xff; //輸出 模式 ,IO口上拉電阻有��1為輸出,0為輸��
PORTA=0xf0; //�
以下三條指令只對(duì)操作符號(hào)右邊的數(shù)字位是一的位操作�
PORTA&=~0x70; //清零 0x70� 01110000 ,即�*三位清零,其余數(shù)位不��
PORTA|=0x77; //置一 0x77� 01110111 ,即�*210六位清零,其余數(shù)位不��
PORTA^=0x70; //翻轉(zhuǎn) 0x70� 01110000,即*三位,如果是零變�1,是一變成0�
(P & 0x80)==0x80; //按位� 判斷p的第七位是否是一,是則成立
}
�(guān)�1<<x的說�,網(wǎng)上的程序中經(jīng)常會(huì)看到1<<ADIF類似的語句,新手很難看明白是什么意�,我這里�(jiǎn)單說明一下:
ADIF是一�(gè)寄存器變�,可以堪稱數(shù)�4� 跟手�(cè)中的定義,包含芯片頭文件的定義是一樣的�
(1<<ADIF) =(1<<4)=0b00010000
ADCSR=(1<<ADIF); //只是ADIF� =1,其他=0
ADCSR|=(1<<ADIF); //只是ADIF� =1,其他不變
ADCSR&=~(1<<ADIF); //只是ADIF� =0,其他不變
while(ADCSR&(1<<ADIF)) ; //等待ADIF位為0,才退出循�(huán),執(zhí)行下一�
while(1)
{
while(ADCSR&(1<<ADIF)) ; //等待ADIF位為0,才退出循�(huán),執(zhí)行下一�
{
程序......
}
}
�(shí)踐出真知:只看這樣的說明是很枯燥的,從�(shí)踐中去學(xué)�(xí)�(huì)是更好的途徑,把這些代碼都寫到單片機(jī)�,一步一步調(diào)試運(yùn)�,看看各�(gè)端口以及寄存器的效果,也鍛練程序�(diào)試能�,和樂而不為呢�