Microchip AVR

Die AVR-Mikrocontroller-Architektur wurde 1996 von Atmel entwickelt. Sie basiert auf der Harvard-Mikrocontroller-Architektur. Der AVR war eine der ersten Mikrocontroller-Familien, die On-Chip-Flash-Speicher für die Programmspeicherung benutzte, im Gegensatz zu einmalig programmierbaren ROM, EPROM oder EEPROM, die damals von anderen Mikrocontrollern verwendet wurden.

Viele Leute denken, dass AVR für Alf (Egil Bogen) und den Risc-Prozessor von Vegard (Wollan) steht".

Diese Architektur ersetzt die ältere MCS-51-Architektur. Ein Maschinenzyklus von MCS-51 dauert 12 Taktzyklen, und die meisten Befehle werden in einem Maschinenzyklus ausgeführt.

AVR-Mikrocontroller (MCUs) können die meisten Befehle auch in einem einzigen Maschinenzyklus ausführen, aber ein Maschinenzyklus dauert nur einen Taktzyklus. Die Leistung pro Taktzyklus ist bei AVRs 12 Mal höher.

Der Kern verfügt über 32 Mehrzweckregister, die direkt mit der ALU verbunden sind. Er ermöglicht den Zugriff auf zwei unabhängige Register und die Ausführung von Befehlen mit ihnen in einem Maschinenzyklus.

Atmel AVR ATmega8 in 28-poligem DIP.

Einfache Familien

tinyAVR

0,5-8 kB Programmspeicher
bis zu 0,5 kB SRAM
bis zu 0,5 kB EEPROM
bis zu 20 MHz
6-32-Pin-Gehäuse

megaAVR

4-256 kB Programmspeicher
0,5-16kB SRAM
0,5-4 kB EEPROM
bis zu 20 MHz
20-100-Pin-Gehäuse

XMEGA

16-384kB Programmspeicher
2-32 kB SRAM
externe Busschnittstelle für bis zu 16M Bytes SRAM von SDRAM
1-4 kB EEPROM
bis zu 32 MHz
44-100-Pin-Gehäuse

Merkmale

Jeder AVR hat einige Ein-/Ausgabeports. Der Port hat bis zu 8 physikalische Pins auf seinem Gehäuse. Jeder Pin kann als Ein- oder Ausgang konfiguriert werden. Wenn ein Pin als Eingang verwendet wird, kann er über das Register PORTx eingebaute Pull-Up-Widerstände einschalten. Wenn ein Pin als Ausgang konfiguriert ist, kann er bis zu 40mA Last pro Pin und maximal 100mA für alle Pins am Port verarbeiten.

A/D-Wandler

10-Bit (tinyAVR, megaAVR) mit Multiplex bis zu 8 Kanälen
12-Bit (XMEGA) mit Multiplex bis zu 16 Kanälen

Zeitgeber/Zähler (8-Bit oder 16-Bit)

Benutzer können es als PWM, Zähler oder Timer konfigurieren.
Im einfachen PWM-Modus läuft das Zählregister ohne Stopp und wird mit einem anderen Register verglichen. Wenn das Zählregister höher als das zweite Register ist, wird Pin Ocx auf "1" gesetzt. In einer anderen Zeit wird Pin Ocx auf "0" gesetzt.
Die Zähler haben eine externe Quelle wie einen Fotosensor und können die Anzahl der Personen zählen, die den Fotosensor passieren.
Timer gibt Impulse in exakter Zeit. Er wird zur Programmierung von Uhrenanwendungen verwendet.

TWI - Zweidraht-Schnittstelle Diese verwendet das gleiche Protokoll wie I2C und kann als I2C-Schnittstelle verwendet werden

UART/USART Der UART kann für die RS232/RS485-Kommunikation verwendet werden.

SPI - Serielle Peripherieschnittstelle

sehr schneller serieller Bus, der für den Datentransfer der Kommunikation mit Geräten verwendet wird
Sie können Programme über diesen Bus in den/aus dem Programmspeicher oder EEPROM brennen/lesen

USI - Universelle serielle Schnittstelle

für zwei- oder dreidrahtsynchrone Datenübertragung verwendet

JTAG

Schnittstelle für Online-Debugging

D/A-Wandler

12-Bit (nur XMEGA) mit Multiplex bis zu 2 Kanälen

Fragen und Antworten

Q: Wann wurde die AVR-Mikrocontroller-Architektur entwickelt?

A: Die AVR-Mikrocontroller-Architektur wurde 1996 von Atmel entwickelt.

F: Auf welcher Architektur basiert der AVR-Mikrocontroller?

A: Der AVR-Mikrocontroller basiert auf der Harvard-Mikrocontroller-Architektur.

F: Was unterscheidet den AVR-Mikrocontroller von anderen Mikrocontrollern zur Zeit seiner Entwicklung?

A: Der AVR-Mikrocontroller verwendet einen On-Chip-Flash-Speicher zur Programmspeicherung, im Gegensatz zu einmalig programmierbarem ROM, EPROM oder EEPROM, die von anderen Mikrocontrollern zu dieser Zeit verwendet wurden.

F: Welche Bedeutung hat die Abkürzung AVR nach allgemeiner Auffassung?

A: Viele Menschen glauben, dass AVR für den Risc-Prozessor von Alf (Egil Bogen) und Vegard (Wollan) steht.

F: Welche Architektur hat der AVR-Mikrocontroller ersetzt?

A: Der AVR-Mikrocontroller hat die ältere MCS-51-Architektur ersetzt.

F: Wie viele Taktzyklen benötigt ein Maschinenzyklus des MCS-51?

A: Ein Maschinenzyklus des MCS-51 dauert 12 Taktzyklen.

F: Welchen Vorteil haben die AVR-Mikrocontroller gegenüber dem MCS-51 in Bezug auf die Leistung pro Taktzyklus?

A: Die Leistung pro Taktzyklus ist bei AVR-Mikrocontrollern 12 Mal höher.