1、隘ATmeg拌a16 簡扳介（三）班ATmeg罷a16 瓣指令執(zhí)行時礙序稗這一節(jié)介紹頒指令執(zhí)行過矮程中的訪問傲?xí)r序。AV傲R CPU壩 由系統(tǒng)時鞍鐘clkC伴PU 驅(qū)動邦。此時鐘直拜接來自選定瓣的時鐘源。半芯片內(nèi)部不絆對此時鐘進懊行分頻。壩Figur吧e 6 說熬明了由Ha絆rvard皚 結(jié)構(gòu)決定礙的并行取指爸和指令執(zhí)行扳，以及可以佰進行快速訪笆問的寄存器疤文件的概念扮。這是一個翱基本的流水傲線概念，性笆能高達1 奧MIPS/辦MHz，具頒有優(yōu)良的性頒價比、功能暗/ 時鐘比、功能/ 奧功耗比。懊o。扳Figur啊e 7 演吧示的是寄存哀器文件內(nèi)部皚訪問時序。疤在一個時鐘氨周期里，A傲LU 可以

2、胺同時對兩個安寄存器操作翱數(shù)進行操作笆，同時將結(jié)稗果保存到目半的寄存器中白去。壩J。班ATmeg半a16 懊復(fù)位與中斷百處理邦A(yù)VR有不俺同的中斷源扳。每個中斷俺和復(fù)位在程俺序空間都有隘獨立的中斷阿向量。所有般的中斷事件伴都有自己的愛使能位。當(dāng)扒使能位置位八，且狀態(tài)寄頒存器的全局哎中斷使能位笆I 也置位半時，中斷可按以發(fā)生。根頒據(jù)程序計數(shù)澳器PC 的芭不同，在引叭導(dǎo)鎖定位B罷LB02 哀或BLB1壩2 被編程唉的情況下，傲中斷可能被扮自動禁止。愛這個特性提敖高了軟件的艾安全性。詳吧見 P24矮7“ 存儲哎器編程” 絆的描述。癌程序存儲區(qū)扳的最低地址霸缺省為復(fù)位稗向量和中斷吧向量。完整佰的向量列

3、表拔請參見 P傲43“中斷拜”。列表也白決定了不同爸中斷的優(yōu)先矮級。向量所按在的地址越隘低，優(yōu)先級鞍越高。RE疤SET 具斑有最高的優(yōu)把先級，第二骯個為INT班0 外埃部中斷請求哀0。通過置哎位MCU 捌控制寄存器 (MCU佰CR) 的伴IVSEL跋，中斷向量按可以移至引罷導(dǎo)Flas板h的起始處艾。編程熔絲爸位BOOT哀RST也可按以將復(fù)位向擺量移至引導(dǎo)扒Flash埃的起始處。芭具體參見P拜234“支暗持引導(dǎo)裝入笆程序 佰在寫的同時矮可以讀(R癌WW,Re哎ad-Wh艾ile-W班rite)敗 的自我編把程能力”。班任一中斷發(fā)敖生時全局中岸斷使能位I擺 被清零，挨從而禁止了敖所有其他的八中斷。

4、用戶藹軟件可以在班中斷程序里絆置位I 來扒實現(xiàn)中斷嵌扳套。此時所半有的中斷都叭可以中斷當(dāng)搬前的中斷服斑務(wù)程序。執(zhí)隘行RETI翱 指令后I邦 自動置位半。艾從根本上說跋有兩種類型邦的中斷。第跋一種由事件吧觸發(fā)并置位唉中斷標志。懊對于這些中跋斷，程序計靶數(shù)器跳轉(zhuǎn)到班實際的中斷白向量以執(zhí)行襖中斷處理程襖序，同時硬隘件將清除相艾應(yīng)的中斷標爸志。中斷標半志也可以通頒過對其寫”捌1” 的方安式來清除。罷當(dāng)中斷發(fā)生耙后，如果相耙應(yīng)的中斷使奧能位為“0盎”，則中斷稗標志位置位靶，并一直保愛持到中斷執(zhí)擺行，或者被柏軟件清除。頒類似的，如扳果全局中斷隘標志被清零艾，則所有已斑發(fā)生的中斷辦都不會被執(zhí)埃行，直到I氨

5、置位。然拔后掛起的各笆個中斷按中拔斷優(yōu)先級依隘次執(zhí)行。敗第二種類型傲的中斷則是熬只要中斷條扳件滿足，就跋會一直觸發(fā)笆。這些中斷罷不需要中斷八標志。若中扒斷條件在中埃斷使能之前氨就消失了，礙中斷不會被哀觸發(fā)。半AVR 退八出中斷后總是回到主程斑序并至少執(zhí)哀行一條指令跋才可以去執(zhí)行其他被掛稗起的中斷。盎要注意的是氨，進入中斷哎服務(wù)程序時氨狀態(tài)寄存器背不會自動保百存，中斷返搬回時也不會鞍自動恢復(fù)。傲這些工作必扮須由用戶通爸過軟件來完熬成。佰使用CLI疤 指令來禁艾止中斷時，奧中斷禁止立藹即生效。沒頒有中斷可以隘在執(zhí)行CL愛I 指令后扒發(fā)生，即使埃它是在執(zhí)行挨CLI 指扮令的同時發(fā)翱生的。下面矮的例子

6、說明扒了如何在寫拜EEPRO安M 時使用把這個指令來澳防止中斷發(fā)隘生以避免對半EEPRO伴M 內(nèi)容的案可能破壞。巴Y。俺匯編代碼例盎程霸in r1笆6, SR藹EG ; 哎保存SRE案G百cli ;笆 禁止中斷罷sbi E胺ECR, 癌EEMWE瓣 ; 啟動皚 EEPR把OM 寫操埃作哎sbi E般ECR, 案EEWE埃out S隘REG, 霸r16 ;癌 恢復(fù)SR隘EG (I敗 位)唉h。邦C 代碼例案程唉char 白cSREG跋;把cSREG傲 = SR稗EG; /瓣* 保存S柏REG *艾/胺/* 禁止翱中斷*/背_CLI(埃);鞍EECR 邦|= (1襖EEM案WE); 耙/* 啟動礙

7、 EEPR敗OM 寫操疤作*/盎EEC絆R |= 辦(1E佰EWE);愛SREG 埃= cSR背EG; /背* 恢復(fù)S班REG (稗I 位) 矮*/隘使用SEI版 指令使能佰中斷時，緊邦跟其后的第案一條指令在伴執(zhí)行任何中阿斷之前一定壩會首先得到扮執(zhí)行。 笆匯編代碼例癌程唉sei ;斑 置位全局壩中斷使能標哎志sleep ; 進入盎休眠模式，鞍等待中斷發(fā)頒生耙; 注意:艾 在執(zhí)行任礙何被掛起的班中斷之前M霸CU 將首版先進入休眠笆模式懊C 代碼例襖程班_SEI(安); /*按 置位全局凹中斷使能標愛志*/耙_SLEE皚P(); 隘/* 進入邦休眠模式，佰等待中斷發(fā)扒生*/捌/* 注意斑: 在執(zhí)行

8、拌任何被掛起柏的中斷之前藹MCU 將靶首先進入休搬眠模式*/按AVR 中把斷響應(yīng)時間懊最少為4 稗個時鐘周期氨。4 個時挨鐘周期后，癌程序跳轉(zhuǎn)到案實際的中斷班處理例程。絆在這4 個瓣時鐘期期間半PC 自動阿入棧。在通襖常情況下，叭中斷向量為傲一個跳轉(zhuǎn)指稗令，此跳轉(zhuǎn)安需要3 個俺時鐘周期。爸如果中斷在靶一個多時鐘扮周期指令執(zhí)罷行期間發(fā)生奧，則在此多稗周期指令執(zhí)八行完畢后M俺CU 才會絆執(zhí)行中斷程瓣序。若中斷辦發(fā)生時MC藹U 處于休擺眠模式，中拔斷響應(yīng)時間拌還需增加4伴 個時鐘周瓣期。此外還搬要考慮到不拔同的休眠模澳式所需要的捌啟動時間。啊這個時間不拜包括在前面叭提到的時鐘拜周期里。靶中斷返回需佰

9、要4 個時岸鐘。在此期擺間PC奧( 兩個字柏節(jié)) 將被頒彈出棧，堆搬棧指針加二般，狀態(tài)寄存愛器SREG百 的I 置艾位。 笆D。敖ATmeg襖a16 F哀lash扒程序存儲器佰系統(tǒng)內(nèi)可編靶程的Fla白sh 程序矮存儲器稗ATmeg邦a16具有岸16K字節(jié)拔的在線編程胺Flash昂，用于存放氨程序指令代藹碼。因為所柏有的AVR骯指令為16哎 位或32板 位，故而擺Flash板 組織成8搬K x 1敖6 位的形敗式。用戶程笆序的安全性頒要根據(jù)Fl扒ash程序班存儲器的兩藹個區(qū)：引導(dǎo)柏(Boot邦) 程序區(qū)唉和應(yīng)用程序敗區(qū)，分開來靶考慮。佰Flash斑存儲器至少芭可以擦寫1八0,000白次。ATm白

10、ega16的程序計數(shù)啊器(PC)案為13位，班因此可以尋百址8K 字熬的程序存儲愛器空間。引疤導(dǎo)程序區(qū)以唉及相關(guān)的軟艾件安全鎖定俺位請參見 辦P234“挨 支持引導(dǎo)拌裝入程序 疤 在寫的爸同時可以讀稗(RWW,按 Read岸-Whil岸e-Wri熬te) 的藹自我編程能稗力” ，而岸 P247哎“存儲器編胺程” 詳述罷了用SPI叭 或JTA敗G 接口實鞍現(xiàn)對Fla頒sh 的串八行下載。啊常數(shù)可以保拌存于整個程耙序存儲器地襖址空間( 捌參考LPM矮 加載程序背存儲器指令斑的說明)。癌取指與執(zhí)行頒時序圖請參伴見 P11扮“ 指令執(zhí)絆行時序”。阿9。絆ATmeg半a16 S背RAM班數(shù)據(jù)存儲器邦SR

11、AM頒數(shù)據(jù)存儲器盎Figur哎e 9 給胺出了ATm埃ega16八 SRAM背 空間的組邦織結(jié)構(gòu)。礙L。岸前1120辦 個數(shù)據(jù)存班儲器包括了佰寄存器文件俺、I/O 板存儲器及內(nèi)伴部數(shù)據(jù)SR阿AM。起始岸的96 個熬地址為寄存般器文件與6皚4 個I/芭O 存儲器八，接著是1半024 字柏節(jié)的內(nèi)部數(shù)按據(jù)SRAM耙。哎數(shù)據(jù)存儲器埃的尋址方式唉分為5 種哀：直接尋址暗、帶偏移量壩的間接尋址白、間接尋址扳、帶預(yù)減量胺的間接尋址芭和帶后增量柏的間接尋址白。寄存器文傲件中的寄存昂器R26 挨到R31 笆為間接尋址邦的指針寄存板器。版直接尋址范耙圍可達整個扒數(shù)據(jù)區(qū)。頒帶偏移量的靶間接尋址模澳式能夠?qū)ぶ返接杉拇?/p>

12、器礙Y 和 Z般 給定的基爸址附近的6稗3 個地址哀。拌在自動預(yù)減拔和后加的間伴接尋址模式版中，寄存器熬X、Y 和辦Z 自動增斑加或減少。按ATmeg班a16的全罷部32個通凹用寄存器、擺64個I/柏O寄存器及吧1024個芭字節(jié)的內(nèi)部岸數(shù)據(jù)SRA八M可以通過爸所有上述的拜尋址模式進安行訪問。寄耙存器文件的扳描述見 P岸9“ 通用艾寄存器文件叭” 。懊k。班SRAM拔數(shù)據(jù)存儲器熬訪伴本節(jié)說明訪拌問內(nèi)部存儲氨器的時序。背如Figu絆re 10搬 所示，內(nèi)懊部數(shù)據(jù)SR版AM 訪問安時間為兩個芭clkCP哎U 時鐘。伴 岸X。半ATmeg愛a16 E熬EPROM版數(shù)據(jù)存儲器胺ATmeg半a16 包斑含

13、512 壩字節(jié)的EE耙PROM 稗數(shù)據(jù)存儲器懊。它是作為敖一個獨立的扳數(shù)據(jù)空間而擺存在的，可艾以按字節(jié)讀絆寫。EEP敖ROM 的岸壽命至少為絆100,0矮00 次擦按除周期。E礙EPROM澳 的訪問由愛地址寄存器埃、數(shù)據(jù)寄存柏器和控制寄隘存器決定。稗通過SPI版和JTAG柏及并行電纜藹下載EEP霸ROM數(shù)據(jù)矮的操作請分跋別參見 P胺260、 啊P265及爸P250。胺EEPRO瓣M 皚讀暗/ 瓣寫訪問暗EEPRO唉M 讀/ 藹寫訪問EE凹PROM 耙的訪問寄存耙器位于I/氨O(jiān) 空間。敗EEPRO澳M的寫訪問愛時間由Ta把ble 1背給出。自定昂時功能可以氨讓用戶軟件靶監(jiān)測何時可氨以開始寫下敖一

14、字節(jié)。用鞍戶操作EE阿PROM 挨需要注意如疤下問題：在版電源濾波時頒間常數(shù)比較巴大的電路中百，上電/ 懊下電時VC凹C 上升/敖 下降速度百會比較慢。班此時CPU懊 可能工作巴于低于晶振癌所要求的電拔源電壓。請熬參見 P2埃0“ 防止翱EEPRO翱M 數(shù)據(jù)丟扮失” 以避鞍免出現(xiàn)EE扳PROM 奧數(shù)據(jù)丟失的巴問題。絆為了防止無氨意識的EE般PROM 啊寫操作，需耙要執(zhí)行一個敖特定的寫時熬序。具體參唉看EE凹PROM控罷制寄存器的敖內(nèi)容。扒執(zhí)行EEP壩ROM 讀癌操作時， 吧CPU 會佰停止工作4叭 個周期，扳然后再執(zhí)行阿后續(xù)指令；愛執(zhí)行EEPROM 寫矮操作時， 搬CPU 會搬停止工作2昂 個

15、周期，般然后再執(zhí)行辦后續(xù)指令。跋EEPRO奧M 疤地址寄存器白傲 EEAR埃H叭和辦EEARL哎 懊y。把? Bit安s 15.背.9 胺Res: 笆保留俺保留位，讀版操作返回值壩為零。絆? Bit傲s 8.按0 EEAR8.按.0: E哀EPROM凹 地址氨EEPRO稗M地址寄存稗器 EE巴ARH和E板EARL指擺定了512半字節(jié)的EE霸PROM空艾間。EEP矮ROM地址爸是線性的，皚從0 到5耙11。EE絆AR 的初骯始值沒有定瓣義。在訪問澳EEPRO懊M 之前必版須為其賦予敗正確的數(shù)據(jù)哎。邦EEPRO頒M 佰數(shù)據(jù)寄存器半跋疤 EEDR哀U。爸? Bit百s 7.拜0 E哀EDR7.邦0:

16、 EE翱PROM 擺數(shù)據(jù)般對于EEP礙ROM 寫壩操作， E斑EDR 是霸需要寫到E絆EAR 單笆元的數(shù)據(jù)；艾對于讀操作扒， EED哎R 是從地拌址EEAR胺 讀取的數(shù)擺據(jù)。哀T。敖EEPRO笆M 鞍控制寄存器澳壩 EECR俺? Bit板s 7.半4 R胺es: 保白留吧保留位，讀熬操作返回值哎為零。疤? Bit藹 3 壩EERIE鞍: 使能E叭EPROM笆 準備好中拜斷懊若SREG哀 的I 為扳1，則般置位EER愛IE 將使稗能EEPR凹OM 準備耙好中斷。清艾零EERI氨E 則禁止癌此中斷。當(dāng)靶EEWE 絆清零時EE板PROM 絆準備好中斷敗即可發(fā)生。板? Bit罷 2 笆EEMWE啊:

17、EEP艾ROM 主板機寫使能百EEMWE昂決定了EE鞍WE置位是跋否可以啟動懊EEPRO斑M寫操作。奧當(dāng)EEMW辦E為1疤時，在4個阿時鐘周期內(nèi)按置位EEW背E 將把數(shù)胺據(jù)寫入EE鞍PROM 鞍的指定地址案；若EEM霸WE 為阿0“，則操俺作EEWE啊 不起作用班。EEMW背E 置位后4 個周期柏，硬件對其絆清零。見E叭EPROM盎 寫過程中疤對EEWE拔 位的描述佰。笆? Bit拜 1 敗EEWE:百 EEPR胺OM 寫使啊能矮EEWE 扳為EEPR班OM 寫操跋作的使能信耙號。當(dāng)EE半PROM 鞍數(shù)據(jù)和地址癌設(shè)置好之后案，需置位E瓣EWE以便凹將數(shù)據(jù)寫入胺EEPRO胺M。此時E懊EMWE必

18、襖須置位，否埃則EEPR拜OM寫操作拌將不會發(fā)生拔。寫時序如背下( 第3盎 步和第4昂 步的次序傲并不重要)安：敖1. 等待挨EEWE 扮位變?yōu)榱惆?. 等待矮SPMCS八R 中的S伴PMEN 壩位變?yōu)榱惆?. 將新扒的EEPR擺OM 地址挨寫入EEA挨R( 可選)伴4. 將新熬的EEPR絆OM 數(shù)據(jù)昂寫入EED阿R( 可選熬)百5. 對E白ECR 寄跋存器的EE芭MWE 寫捌1，同霸時清零EE胺WE霸6. 在置盎位EEMW拜E 的4 叭個周期內(nèi)，頒置位EEW板E般在CPU 拔寫Flas八h 存儲器案的時候不能礙對EEPR奧OM 進行骯編程。在啟胺動EEPR哎OM 寫操邦作之前軟件版必須檢查

19、扮Flash板 寫操作是爸否已經(jīng)完成挨。步驟(2疤) 僅在軟伴件包含引導(dǎo)佰程序并允許扳CPU對F愛lash 岸進行編程時哎才有用。如半果CPU 拔永遠都不會愛寫Flas扮h，步驟(疤2) 可省頒略。請參見鞍P234“白支持引導(dǎo)裝澳入程序 凹 在寫的同靶時可以讀(拌RWW, 擺Read-埃While澳-Writ胺e)的自我柏編程能力”矮 。隘注意：如果壩在步驟5 稗和6 之間耙發(fā)生了中斷礙，寫操作將耙失敗。因為凹此時EEP隘ROM 寫矮使能操作將頒超時。如果阿一個操作E鞍EPROM頒的中斷打斷澳了另一個E拜EPROM巴操作，EE把AR 或E背EDR寄存拔器可能被修頒改，引起E巴EPROM叭 操作

20、失敗瓣。建議此時扳關(guān)閉全局中跋斷標志I。阿經(jīng)過寫訪問吧時間之后，氨EEWE 板硬件清零。愛用戶可以憑翱借這一位判瓣斷寫時序是半否已經(jīng)完成罷。EEWE耙 置位后，阿 CPU 耙要停止兩個八時鐘周期才疤會運行下一敗條指令。佰? Bit皚 0 盎EERE:癌 EEPR叭OM 讀使埃能熬EERE為皚EEPRO皚M讀操作的跋使能信號。鞍當(dāng)EEPR般OM地址設(shè)鞍置好之后，耙需置位EE班RE以便將班數(shù)據(jù)讀入E霸EAR。E翱EPROM艾 數(shù)據(jù)的讀柏取只需要一熬條指令，且哀無需等待。胺讀取EEP芭ROM后C辦PU 要停吧止4 個時俺鐘周期才可氨以執(zhí)行下一疤條指令。頒用戶在讀取艾EEPRO搬M 時應(yīng)該搬檢測EEW

21、稗E。如果一捌個寫操作正凹在進行，就案無法讀取E拔EPROM氨，也無法改佰變寄存器E擺EAR。 版經(jīng)過校準的胺片內(nèi)振蕩器艾用于EEP壩ROM定時昂。懊Table礙 1 為C板PU訪問E礙EPROM版的典型時間拜。 盎m。翱下面的代碼斑分別用匯編按和C 函數(shù)霸說明如何實壩現(xiàn)EEPR骯OM 的寫佰操作。在此瓣假設(shè)中斷不皚會在執(zhí)行這百些函數(shù)的過稗程當(dāng)中發(fā)生爸。同時還假安設(shè)軟件沒有凹Boot 巴Loade翱r。若Bo安ot Lo澳ader 按存在，則E伴EPROM敖 寫函數(shù)還辦需要等待正稗在運行的S瓣P(guān)M 命令愛的結(jié)束。岸匯編代碼例耙程背EEPRO百M_wri扳te:絆; 等待上奧一次寫操作霸結(jié)束鞍s

22、bic 愛EECR,哀EEWE靶rjmp 板EEPRO瓣M_wri巴te暗; 設(shè)置地懊址寄存器 笆(r18:擺r17)阿out E矮EARH,澳 r18背out E白EARL,凹 r17班; 將數(shù)據(jù)翱寫入數(shù)據(jù)寄白存器(r1辦6)爸out E疤EDR,r板16般; 置位E叭EMWE巴sbi E板ECR,E背EMWE敖; 置位E把EWE 以懊啟動寫操作斑sbi E班ECR,E爸EWE昂ret按C 代碼例佰程啊void 扳EEPRO半M_wri板te(un阿signe扒d int壩 uiAd拜dress罷, uns扳igned扒 char邦 ucDa哎ta)奧翱/* 等待鞍上一次寫操懊作結(jié)束 *板/

23、叭while昂(EECR昂 & (1板EEW佰E)叭;癌/* 設(shè)置芭地址和數(shù)據(jù)啊寄存器*/敖EEAR 稗= uiA斑ddres岸s;芭EEDR 罷= ucD傲ata;安/* 置位稗EEMWE扮 */翱EECR 笆|= (1挨EEM隘WE);礙/* 置位敖EEWE 案以啟動寫操凹作*/皚EECR 搬|= (1把EEW班E);疤 跋下面的例子半說明如何用稗匯編和C 拌函數(shù)來讀取矮EEPRO俺M，在此假靶設(shè)中斷不會扳在執(zhí)行這些按函數(shù)的過程八當(dāng)中發(fā)生。八匯編代碼例扳程伴EEPRO阿M_rea藹d:扳; 等待上哎一次寫操作版結(jié)束埃sbic 隘EECR,敗EEWE阿rjmp 斑EEPRO岸M_rea安d芭

24、; 設(shè)置地皚址寄存器 盎(r18:骯r17)敖out EEARH,八 r18愛out E爸EARL,搬 r17翱; 設(shè)置E胺ERE 以百啟動讀操作岸sbi E暗ECR,E辦ERE耙; 自數(shù)據(jù)襖寄存器讀取骯數(shù)據(jù)骯in r1傲6,EED把R芭ret耙C 代碼例霸程澳unsig班ned c艾har E邦EPROM安_read翱(unsi昂gned 哎int u把iAddr傲ess)扒疤/* 等待懊上一次寫操霸作結(jié)束 *頒/般while安(EECR笆 & (1捌EEW佰E)捌;叭/* 設(shè)置罷地址寄存器隘*/艾EEAR 邦= uiA襖ddres癌s;昂/* 設(shè)置扳EERE 板以啟動讀操跋作*/版EECR 敗|= (1EER般E);敖/* 自數(shù)襖據(jù)寄存器返鞍回數(shù)據(jù) *胺/藹retur拜n EED氨R;半 懊在掉電休眠皚模式下的跋EEPRO班M傲寫操作耙若程序執(zhí)行安掉電指令時捌EEPRO埃M 的寫操叭作正在進行翱， EEP懊ROM 的耙寫操作將繼吧續(xù)，并在指敖定的寫訪問傲?xí)r間之前完罷成。但寫操澳作結(jié)束后，搬振蕩器還將搬繼續(xù)運行，盎單片機并非瓣處于完全的霸掉電模式。阿因此在執(zhí)行懊掉電指令之按前應(yīng)結(jié)束E芭EPROM澳 的寫操作背。叭x。懊防止岸EEPRO骯M 捌數(shù)據(jù)丟失挨若電源電壓澳過低，CP板U 和EE暗PROM 鞍有可能工作壩不正常，造盎成E