Методические указания к лабораторным работам со стендом stk500 и мк atmega16

Описание работы светодиодов


Рисунок 4. Схема включения светодиода
В STK500 используются транзистор и два резистора для поддержания постоянной яркости свечения светодиодов при любом значении напряжения питания микроконтроллера (VTG), а также для выключения светодиодов, когда VTG отсутствует. Напряжение, подаваемое на светодиод, 1.8 – 6 Вольт. Для подключения светодиодов к МК нужен 10 – жильный кабель, которым соединяются разъем панели светодиодов и разъем ввода/вывода МК.
Описание работы кнопок



Рисунок 5. Схема кнопки
На линиях портов ввода-вывода AVR-микроконтроллеров имеется возможность активизации встроенных подтягивающих резисторов к плюсу питания. Это свойство можно использовать в целях исключения внешнего подтягивающего резистора. В STK500 добавлены внешние подтягивающие резисторы 10 кОм для формирования лог. «1» на выводах SWn при отжатом состоянии кнопок. Резистор 150 Ом выполняет функцию защитного токоограничения, например, в случае ошибочной настройки линий ввода-вывода, связанных с кнопками, на вывод.

Загрузка программы в стенд. Работа с программным обеспечением AVRStudio
Загрузка программы в стенд.

1. На персональном компьютере загрузить «Пуск->Atmel AVR Tools->AVRStudio».

2
. Создать новый проект, кнопки «Project->New Project».

Ввести имя проекта, нажать Finish.

Рисунок 6. AVR Studio
3. В окне редактора ввести код программы.



Рисунок 7. AVR Studio
4. Сохранить набранный файл с расширением *.ASM (*.С).

5. Откомпилировать набранную программу - кнопка «F7» на клавиатуре или нажать кнопку .

6. Возможные ошибки в программе можно просмотреть в окне «message».

7. После устранения всех ошибок, откомпилировать программу снова и записать данные файла с расширением *.НЕХ в микроконтроллер.

Для этого:

- нажать кнопку «AVR» на панели «AVRStudio toolbar», появится окно «STK500»;

- в закладке «Program» выбрать «Device» - устройство (ATmega16);

- в разделе «Flash», в поле «Input HEX File» указать расположение откомпилированного файла.



Рисунок 8. AVR Studio
При передаче данных с персонального компьютера в стенд STK500 данные отображаются на индикаторе стенда. Горит светодиод Led7, Led6, Led5..

При записи программы в МК убедитесь, что плата STK500 включена.

Запись новой программы возможна в любой момент времени работы загруженной программы.

Лабораторная работа №1

Тема: Изучение структуры стенда STK500 и системы команд микроконтроллера ATmega16.
Цель: Изучить функциональные возможности учебно-отладочного стенда, внутреннюю структуру и систему команд МК ATmega16. Получить первичные навыки программирования МК ATmega16.
Для выполнения данной лабораторной работы нужно знать:

• 
  Структурную схему стенда, распределение памяти, назначение основных узлов.
  
• 
  Архитектуру ATmega16.
  
• 
  Типы данных, синтаксис команд пересылки, арифметических команд, команд переходов.
  

• 
  Организацию и программирование портов ввода/вывода.
  
• 
  Что такое регистры общего назначения, как с ними работать, и для чего они нужны.
  
• 
  Директивы ассемблера.
  

Краткие теоретические сведения
Память
В соответствии с гарвардской архитектурой память AVR-микроконтроллера разделена на две области: память данных и память программ. Кроме того, ATmega128 содержит память на EEPROM(ЭСППЗУ) для энергонезависимого хранения данных. Все три области памяти являются линейными и равномерными.
Внутрисистемно программируемая флэш-память программ ATmega16 содержит 16 кбайт внутренней внутрисистемно перепрограммируемой флэш-памяти для хранения программы. Поскольку все AVR-инструкции являются 16 или 32-разр., то флэш-память организована как 8 кбайт  16. Для программной защиты флэш-память программ разделена на два сектора: сектор программы начальной загрузки и сектор прикладной программы.
Флэш-память характеризуется износостойкостью не менее 10.000 циклов запись/стирание. Программный счетчик РС у ATmega16 является 13-разр., поэтому, позволяет адресоваться к 8 кбайт памяти программ.

Таблицы констант могут располагаться в пределах всего пространства памяти программ (см. описание инструкции чтения из памяти программ).

Рисунок 9. Память программ
Первые 1120 ячеек памяти данных относятся к файлу регистров, памяти ввода/вывода и встроенному статическому ОЗУ. В первых 96 ячейках расположен файл регистров (32 ячейки) и стандартная память ввода-вывода (64 ячейки). Следующие 1024 ячейки внутренней статической ОЗУ данных.
Реализовано пять различных способов адресации для охвата всей памяти: прямая, косвенная со смещением, косвенная, косвенная с предварительным декрементом и косвенная с последующим инкрементом. Регистры R26 – R31 из файла регистров используются как регистры-указатели для косвенной адресации.
Прямая адресация позволяет адресоваться ко всей памяти данных. Косвенная адресация со смещением позволяет адресовать 63 ячейки, начиная с адреса указанного в регистрах Y или Z.

При использовании инструкции косвенной адресации с предварительным декрементом и последующим инкрементом значения адресных регистров X, Y и Z, соответственно декрементируются до или инкрементируются после выполнения инструкции.
32 рабочих регистров общего назначения, 64 регистра ввода-вывода и 1024 байт внутреннего статического ОЗУ данных в ATmega16 доступны с помощью всех этих режимов адресации.


Рисунок 10. Распределение памяти в ATMega 16

Пример записи в регистр общего назначения:
.DEF Treg=r16 ;Присваиваем регистру общего назначения имя Treg
.CSEG
Start:
ldi Treg, 00000001b ;запись числа в «Treg» т.е. в регистр R16