學(xué)習(xí)筆記之一：AVR單片機(jī)詳解＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝說明：此為我的學(xué)習(xí)筆記，參考摘錄了多本書中的內(nèi)容，以AVR單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，系統(tǒng)等作了詳細(xì)描述，適合當(dāng)作手冊來翻閱。文中相關(guān)部分是以匯編語言來描述的。但最終要大量使用的是C語言，具體請看《學(xué)習(xí)筆記之二：單片機(jī)編程之C語言》。一、關(guān)于AVR系列單片機(jī)Avr單片機(jī)是ATMEL公司1997年推出的全新配置精簡指令集(RISC)單片機(jī)。Avr單片機(jī)的開發(fā)目的在于：能采用C語言編程,從而能高效地開發(fā)出目標(biāo)產(chǎn)品。在Avr單片機(jī)中，運(yùn)用Harvard（哈佛）結(jié)構(gòu)，在前一條指令執(zhí)行的時候，就取出現(xiàn)行的指令，然后以1個周期執(zhí)行指令。由于采用Harvard結(jié)構(gòu)，因此程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是分開的。可直接訪問全部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。在其他的CISC以及類似的RISC結(jié)構(gòu)中，外部振蕩器的時鐘被分頻降低到傳統(tǒng)的內(nèi)部執(zhí)行周期，這種分頻最大達(dá)12倍。Avr單片機(jī)是用1個時鐘周期執(zhí)行1條指令的，是在8位單片機(jī)中第一種真正的RISC單片機(jī)。Avr單片機(jī)采用低功率、非揮發(fā)的CMOS工藝制造，內(nèi)載Flash，EEPROM及SRAM等不同用處的存儲器。通過SIP口和一般編程器，可對Avr單片機(jī)的Flash存儲器進(jìn)行編程。二、單片機(jī)特點(diǎn)摘要（這里以AT90S8535型號的單片機(jī)為例，以后所述除特別說明都以這個型號的單片機(jī)為主線）片內(nèi)8KB的Flash程序存儲器，一次讀取一個字（16位），可反復(fù)擦寫、修改程序1000次以上不損壞。高速，每個時鐘周期執(zhí)行一條指令，主頻8MHZ時，大多數(shù)指令僅需125ns。Flash對程序有多重密碼保護(hù)、鎖死功能，具有高度保密性。32個通用工作寄存器均可作累加器，512字節(jié)的SRAM。低功耗。工作電壓：2.7～6V，抗電源波動能力強(qiáng)。512B的EEPROM（電擦寫存儲器），掉電不丟失信息，可在線改寫，壽命100000次。32個I/O口，輸入／輸出的方向可以定義。輸出口的驅(qū)動能力強(qiáng)，灌電流可達(dá)40mA，能直接驅(qū)動LED、繼電器等器件，省去驅(qū)動電路；輸入口可以三態(tài)輸入，也可帶內(nèi)部上拉電阻，省去外接上拉電阻。2個8位和1個16位定時／計數(shù)器，且具有比較匹配輸出和輸入捕獲功能。可編程的看門狗定時器。有模擬比較器，便于發(fā)現(xiàn)輸入模擬電壓信號。8通道10位ADC，可直接輸入模擬電壓信號。2通過10位和1路8位的PWM脈寬調(diào)制輸出，經(jīng)濾波輸出模擬電壓信號，可作D/A輪換器。全雙工UART異步串行接口，便于RS232-C和RS485通信接口。有SPI同步串行接口。有獨(dú)立振蕩器的實時時鐘（RTC），具有計時功能。有16種中斷源，每種中斷源在程序空間都有一個獨(dú)立的中斷向量作相應(yīng)的中斷入口地址。三、引腳定義（封裝圖如下圖1） （1）Vcc，GND：電源，地 （2）A口（PA7~PA0）： A口是一個8位雙向I/O口，每一個引腳都有內(nèi)部上拉電阻。A口的輸出緩沖器能夠吸收20mA的電流，可直接驅(qū)動LED；當(dāng)作輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。在復(fù)位過程中，A口為三態(tài)，即使上時時鐘還未起振。A口還可用作ADC的模擬輸入口。 （3）B口（PB7~PB0）： B口是一個8位雙向I/O口，每一個引腳都有內(nèi)部上拉電阻。B口的輸出緩沖器能夠吸收20mA的電流，可直接驅(qū)動LED；當(dāng)作輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。在復(fù)位過程中，B口為三態(tài)，即使上時時鐘還未起振。 （4）C口（PC7~PC0）： C口是一個8位雙向I/O口，每一個引腳都有內(nèi)部上拉電阻。C口的輸出緩沖器能夠吸收20mA的電流，可直接驅(qū)動LED；當(dāng)作輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。C口的2個引腳還可用作T/C2的振蕩器。在復(fù)位過程中，C口為三態(tài)，即使上時時鐘還未起振。 圖1、AT90S8535的幾種封裝 （5）D口（PD7~PD0）： D口是一個8位雙向I/O口，每一個引腳都有內(nèi)部上拉電阻。D口的輸出緩沖器能夠吸收20mA的電流，可直接驅(qū)動LED；當(dāng)作輸入時，如果外部被拉低，由于上拉電阻的存在，引腳將輸出電流。在復(fù)位過程中，D口為三態(tài)，即使上時時鐘還未起振。 （6）RESET：復(fù)位輸入，超過50ns的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位；低于50ns時間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 （7）XTAL1：振蕩器放大器的輸入端。（8）XTAL2：振蕩器放大器的輸出端。（9）AVcc：A/D轉(zhuǎn)換器的電源，應(yīng)通過一個低通濾波器與Vcc連接。（10）AREF：A/D轉(zhuǎn)換器的參考電源，介于AGND與AVcc之間。（11）AGND：模擬地。（12）晶體振蕩器： XTAL1和XTAL2分別是片內(nèi)振蕩器的輸入／輸出端，可用晶體振蕩器或陶瓷振蕩器，如圖2； 當(dāng)用外部時鐘時，XTAL2應(yīng)NC，如圖3；圖2.晶振連接圖3.外部時鐘驅(qū)動設(shè)置（13）實時時鐘振蕩器： 晶振可直接連接到振蕩口的引腳PC6(TOSC1)和PC7(TOSC2)而無需外部電容。 振蕩器已經(jīng)對32768Hz的晶振做了優(yōu)化，對外加信號的帶寬為256kHz。四、AT90S8535單片機(jī)CPU AvrRISC結(jié)構(gòu)，如下圖4所示圖4.AT90S8535AVRRISC結(jié)構(gòu) 通用工作寄存器，如下圖5和圖6圖5.內(nèi)存映像圖6.通用工作寄存器 X、Y、Z寄存器：寄存器R26～R31除用作通用寄存器外，還可作為數(shù)據(jù)間接尋址的地址指針，如下圖7.150X寄存器7070R27($1B)R26($1A)Y寄存器7070R27($1D)R26($1C)Z寄存器7070R27($1F)R26($1E)圖7.X,Y,Z寄存器五、AT90S8535單片機(jī)的存儲器組織 所有指令為16位寬，F(xiàn)lash大小為4K×16 程序計數(shù)器PC為12們寬，可尋址到4096個字的Flash程序區(qū)。 內(nèi)部SRAM的數(shù)據(jù)存在器（數(shù)據(jù)組織方式見下圖8），起始的96個地址為寄存器文件和I/O寄存器，其后512個地址用于尋址SRAM。圖8.SRAM的分布 AT90S8535包含512B的EEPROM，是作為一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)空間而存在的，可按字節(jié)讀／寫。EEPROM的訪問由地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及控制寄存器決定。AT90S8535的I/O寄存器空間，詳見下表1： 表1.AT90S8535的I/O空間(表中沒有列出的地址為保留地址，有$3C($5C)，$37($57)，$36($56)，$31($51)，$30($50)，$20($40)，$03($23)，$02($22)，$01($21)，$00($20))I/O（數(shù)據(jù)）地址名稱功能$3F($5F)SREG狀態(tài)寄存器$3E($5E)SPH堆棧指針高字節(jié)$3D($5D)SPL堆棧指針低字節(jié)$3B($5B)GIMSK通用中斷屏蔽寄存器$3A($5A)GIFR通用中斷標(biāo)志寄存器$39($59)TIMSKT/C中斷屏蔽寄存器$38($58)TIFRT/C中斷標(biāo)志寄存器$35($55)MCUCRMCU控制寄存器$34($54)MCUSRMCU狀態(tài)寄存器$33($53)TCCR0T/C0控制寄存器$32($52)TCNT0T/C08位計數(shù)器$2F($4F)TCCR1AT/C1控制寄存器A$2E($4E)TCCR1BT/C1控制寄存器B$2D($4D)TCNT1HT/C1高字節(jié)$2C($4C)TCNT1LT/C1低字節(jié)$2B($4B)OCR1AHT/C1輸出比較寄存器A高字節(jié)$2A($4A)OCR1ALT/C1輸出比較寄存器A低字節(jié)$29($49)OCR1BHT/C1輸出比較寄存器B高字節(jié)$28($48)OCR1BLT/C1輸出比較寄存器B低字節(jié)$27($47)ICR1HT/C1輸入捕獲寄存器高字節(jié)$26($46)ICR1LT/C1輸入捕獲寄存器低字節(jié)$25($45)TCCR2T/C2控制寄存器$24($44)TCNT2T/C28位計數(shù)器$23($43)OCR2T/C2輸出比較寄存器$22($42)ASSR異步模式狀態(tài)寄存器$21($41)WDTCR看門狗控制寄存器$1F($3F)EEARHEEPROM高地址寄存器$1E($3E)EEARLEEPROM低地址寄存器$1D($3D)EEDREEPROM數(shù)據(jù)寄存器$1C($3C)EECREEPROM控制寄存器$1B($3B)PORTAA口數(shù)據(jù)寄存器$1A($3A)DDRAA口數(shù)據(jù)方向寄存器$19($39)PINAA口輸入引腳$18($38)PORTBB口數(shù)據(jù)寄存器$17($37)DDRBB口數(shù)據(jù)方向寄存器$16($36)PINBB口輸入引腳$15($35)PORTCC口數(shù)據(jù)寄存器$14($34)DDRCC口數(shù)據(jù)方向寄存器$13($33)PINCC口輸入引腳$12($32)PORTDD口數(shù)據(jù)寄存器$11($31)DDRDD口數(shù)據(jù)方向寄存器$10($30)PINDD口輸入引腳$0F($2F)SPDRSPI數(shù)據(jù)寄存器$0E($2E)SPSRSPI狀態(tài)寄存器$0D($2D)SPCRSPI控制寄存器$0C($2C)UDRUART數(shù)據(jù)寄存器$0B($2B)USRUART狀態(tài)寄存器$0A($2A)UCRUART控制寄存器$09($29)WBRRUART波特率寄存器$08($28)ASCR模擬比較哭喊控制和狀態(tài)寄存器$07($27)ADMUXADC多路選擇寄存器$06($26)ADCSRADC控制和狀態(tài)寄存器$05($25)ADCHADC數(shù)據(jù)寄存器高字節(jié)$04($24)ADCLADC數(shù)據(jù)寄存器低字節(jié) IN和OUT指令用來訪問不同的I/O地址,以及在32個通用寄存器之間傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)使用IN和OUT指令時,地址必須在$00~3F之間,如果要像SRAM一樣訪問I/O寄存器,則相應(yīng)地址要加上$20。為了與后續(xù)產(chǎn)品兼容,保留未用的位應(yīng)寫”0”,而保留的I/O寄存器則不應(yīng)寫。SBI和CBI指令只對$00~$1F有效。 系統(tǒng)復(fù)位共有三個復(fù)位源:上電復(fù)位,外部復(fù)位,看門狗復(fù)位： 上電復(fù)位：當(dāng)供電電平加至Vcc和GND引腳時，MCU時行復(fù)位 外部各位：RESET復(fù)位引腳上的低電壓引發(fā)外部復(fù)位，大于50ns的復(fù)位脈沖將造成芯片復(fù)位 看門狗復(fù)位：當(dāng)看門狗定時器溢出時，將產(chǎn)生一個XTAL的短暫復(fù)位脈沖，在此脈沖的下降沿，延時定時器開始對超時時間計數(shù)。 使用Avr的EEPROM注意3點(diǎn)：a。避開0地址；b。程序在做初始化時，不要寫EEPROM，在進(jìn)入讀／寫之前確保有數(shù)ms的延時，即等機(jī)器完全穩(wěn)定后，才能操作EEPROM；c。最安全的方法是加復(fù)位電壓檢測器，如下圖9：圖9.復(fù)位檢測器件引腳接線圖表2.AT90S8535指令118條(不同型號芯片的指令可能會不同,詳見對應(yīng)手冊 注：1.源寄存器Rn均可為R0~R31,表中操作數(shù)范圍省略了0≤n≤31 2.表中標(biāo)志是指對Z,C,N,V,C5標(biāo)志的影響，指令對其有影響的在表中列出，下標(biāo)為0者執(zhí)行指令后該標(biāo)志清0；標(biāo)志為1者執(zhí)行指令后該標(biāo)志置1；無下標(biāo)者執(zhí)行指令后該標(biāo)志可能會變化，方向不定。 3影響I,T2標(biāo)志的指令很少。匯編器偽指令,如下表3.表3.匯編偽指令指令語法說明BYTELABEL:.BYTE表達(dá)式保存存儲的內(nèi)容到SRAM中,該指令僅用在數(shù)據(jù)段內(nèi)CSEG.CSEG定義代碼段的開始位置DBLABEL:.DB表達(dá)式[表]保存數(shù)據(jù)到程序存儲器或EEPROM存儲器中DEF.DEF符號=寄存器設(shè)置寄存器的符號名,DEF偽指令允許寄存器用符號代替DEVICE.DEVICEAT90S8535定義被匯編的器件DSEG.DSEG定義數(shù)據(jù)段的開始DWLABEL:.DW表達(dá)式表在程序存儲器和EEPROM在存儲器中定義字常數(shù),表達(dá)式表是一系列表達(dá)式,用逗號分隔,每個表達(dá)式必須是32768~65535間的有效值ENDMACRO.ENDMACRO宏結(jié)束EQU.EQU標(biāo)號=表達(dá)式設(shè)置一個符號相等于一個表達(dá)式.此標(biāo)號是一個常數(shù),不能改變或重定義ESEG.ESEG定義EEPROM段的開始位置EXIT.EXIT退出文件,告訴匯編器停止匯編該文件INCLUDE.INCLUDE“文件名”包含另外的文件,從指定的文件開始讀,然后匯編器匯編指定的文件,直到文件結(jié)束或遇到EXIT偽指令LIST.LIST打開列表文件生成器LISTMAC.LISTMAC打開宏表達(dá)式MACRO.MACRO宏名宏開始。宏可帶參數(shù)（最多10個），這些參數(shù)在宏定義中用@0~@9代表,當(dāng)調(diào)用一個宏時,參數(shù)用逗號分隔.NOLIST.NOLIST關(guān)閉列表文件生成器ORG.ORG表達(dá)式設(shè)置定位計數(shù)器一個絕對值SET.SET標(biāo)號=表達(dá)式設(shè)置一個與表達(dá)式相等的符號 LOW(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的低字節(jié) HIGH(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的第2個字節(jié) BYTE2(表達(dá)式):與HIGH相同 BYTE3(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的第3個字節(jié) BYTE4(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的第4個字節(jié) LWRD(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的0~15位 HWRD(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的16~31位 PAGE(表達(dá)式):返回一個表達(dá)式的16~21位 EXP2(表達(dá)式):返回2的(表達(dá)式)次冪 LOG2(表達(dá)式):返回LOG2(表達(dá)式)的整數(shù)部分表4.部分運(yùn)算符符號名稱優(yōu)先級符號名稱優(yōu)先級!邏輯非14<=小于或等于10~按位非14>大于10-負(fù)號14>=大于或等于10*乘13==恒等于9/除13!=不等于9+加12&按位與8-減12^按位異或7<<左移11|按位或6>>右移11&&邏輯與5<小于10||邏輯或4六、8535單片機(jī)的EEPROM的讀／寫寫入EEPROM的時間約在2.5～4ms之間，取決于Vcc電壓。用于訪問EEPROM的寄存器位于I/O空間，有以下4個：EEARH，EEARL，EEDR，EECREEPROM的地址寄存器――EEARH,EEARL位15141312111098$1F($3F)－－－－－－－EEAR8EEARH$1E($3E)EEAR7EEAR6EEAR5EEAR4EEAR3EEAR2EEAR1EEAR0EEARL位76543210讀／寫RRRRRRRR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W 初始化值：0b0000000XXXXXXXXXEEPROM的數(shù)據(jù)寄存器――EEDR位76543210$1D($3D)MSBEEAR6EEAR5EEAR4EEAR3EEAR2EEAR1LSBEEDR讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始化值：$00位7～0――EEDR7～EEDR0：EEPROM數(shù)據(jù)對于EEPROM寫入操作，EEDR寄存器包含了寫入EEPROM的數(shù)據(jù)，由EEAR寄存器給出其地址；對于EEPROM的讀取操作，EEDR包含由EEAR給出的EEPROM地址，數(shù)據(jù)將從這一地址中讀出。EEPROM的控制寄存器――EECR位76543210$1C($3C)－－－－EERIEEEMWEEEWEEEREEECR讀／寫RRRRR/WR/WR/WR/W初始化值：$00位7～4――Res：保留位，90系列單片機(jī)的這些位為保留位，總讀0位3――EERIE：EEPROM準(zhǔn)備好中斷使能。位2――EEMWE：EEPROM的主寫使能。位1――EEWE：EEPROM寫入使能。只有EEMWE置1時，且在EEMWE置1后4個周期內(nèi)，把EEWE置1,才能將數(shù)據(jù)寫入EEPROM所選擇的地址中，因為當(dāng)EEMWE被軟件設(shè)置后，4個周期后被硬件清除；EEMWE置0時，EEWE將無效。位0――EERE：EEPROM讀取使能以下為片內(nèi)EEPROM的讀／寫例程，以供參考：程序清單：.include“8535def.inc”rjmp RESET ;處理復(fù)位EEWrite: ;寫EEPROM子程,r18,r17放寫入地址,r16放要寫入的數(shù)據(jù)sbicEECR,EEWE ;如果EEWE不清除rjmpEEWrite ;等待outEEARH,r18 ;輸出地址outEEARL,r17outEEDR,r16 ;輸出數(shù)據(jù)sbiEECR,EEMWE ;設(shè)置EEPROM寫選通SbiEECR,EEWE ;該指令需4個時鐘周期,由于它暫停CPU2個時鐘周期retEERead: ;讀EEPROM子程,r18,r17入讀出地址,r16入讀取的數(shù)據(jù)sbicEECR,EEWE ;如果EEWE不清除rjmpEERead ;等待outEEARH,r18 ;輸出地址outEEARL,r17sbiEECR,EERE ;設(shè)置EEPROM讀選通inr16,EEDR ;讀入數(shù)據(jù)retEEWrite_seq: ;連續(xù)寫EEPROM子程,寫入地址(r25,r24)+1,寫入的數(shù)據(jù)入r16sbicEECR,EEWE ;如果EEWE不清除rjmpEEWrite_seq ;等待inr24,EEARL ;得到地址inr25,EEARHadiwr24,0x01 ;地址加1outEEARL,r24 ;輸出地址outEEARH,r25outEEDR,r16 ;輸出數(shù)據(jù)sbiEECR,EEMWE ;設(shè)置EEPROM寫選通sbiEECR,EEWEretEERead_seq ;連續(xù)讀EEPROM子程,讀出地址(年5,年4)+1,讀到的數(shù)據(jù)放r16sbicEECR,EEWE ;如果EEWE不清除rjmpEERead_seq ;等待inr24,EEARL ;得到地址inr25,EEARHadiwr24,0x01 ;地址加1outEEARL,r24 ;輸出地址outEEARH,r25sbiEECR,EERE ;設(shè)置EEPROM讀選通inr16,EEDR ;讀入數(shù)據(jù)ret;測試程序RESET:ldir16,$02 ;棧指針置初值outSPH,r16ldir16,$5FoutSPI,r16;*****將aa寫入EEPROM的$40地址,再讀出來送B口輸出ldir16,$FF ;定義B口為輸出outDDRB,r16ldir16,$aaldir18,$00ldir17,$40rcallEEWrite ;存儲$AA到EEPROM的$40地址ldir18,$00ldir17,$40rcallEERead ;讀$10地址outPORTB,r16 ;輸出到PORTB口;*****惟$55,$aa,$55,$aa,…模式填充EEPROMldir19,16serr20outEEARH,r20 ;EEARH←$FFserr20outEEARL,r20 ;EEAR←$FF(startaddress-1)loop1:ldir16,$55rcallEEWrite_seq ;寫$55到EEPROMldir16,$aarcallEEWrite_seq ;寫$AA到EEPROMdecr19 ;計數(shù)器減1brneloop1 ;未完成;****拷貝EEPROM最前10個字節(jié)到r2~r11serr20outEEARH,r20 ;EEARH←$FFserr20outEEARL,r20 ;EEAR←$FF(startaddress-1)clrZHldiZL,1 ;Z指針指向r1loop2:rcallEERead_seq ;得到EEPROM數(shù)據(jù)stZ,r16 ;存儲到SRAMincZLcpiZL,12 ;到結(jié)尾?brneloop2 ;未完成,循環(huán)forever:rjmpforever ;無限循環(huán)七、8535的I/O口 A口數(shù)據(jù)寄存器PORTA,數(shù)據(jù)方向寄存器DDRA的初始值為$00 A口輸入引腳地址PINA初始值:PINA7~PINA0都為Hi-Z，PINA不是一個寄存器，該地址允許對A口的每一個引腳的物理值進(jìn)行訪問。當(dāng)讀PORTA時，讀到的是PORTA的數(shù)據(jù)鎖存器；當(dāng)讀PINA時，引腳上的邏輯值被讀取。 B口數(shù)據(jù)寄存器PORTB，數(shù)據(jù)方向寄存器DDRB，輸入引腳地址PINB的描述類同A。C口數(shù)據(jù)寄存器PORTC，數(shù)據(jù)方向寄存器DDRC，輸入引腳地址PINB的描述類同A。D口數(shù)據(jù)寄存器PORTD，數(shù)據(jù)方向寄存器DDRD，輸入引腳地址PINB的描述類同A。 下面以PC0為例，說明不考慮端口的第2功能時，I/O口內(nèi)部電路及工作原理，如下圖： WP：寫C口；WD：寫DDRC；RL：讀C口鎖存器；RP：讀C口腳；RD：讀DDRCPC0口的內(nèi)部工作原理圖 1。當(dāng)C口方向寄存器DDRC的第0位置位（DDC0=1）時，PC0口定義輸出。 2。當(dāng)DDC0=0時，PC0口定義輸入。 DDC0是可讀的，用指令inr16,DDRC，再看r16的第0位；PORTC0的輸出Q也是可讀的，用指令inr16,PORTC，再看r16的第0位，讀的是鎖存器（PORTC）；PINC0是可讀的，用指令inr16,DDRC，再看r16的第0位，讀的是引腳電平；DDC0,PORTC0都是可寫的（可定義輸入或輸出和確定輸出電平的高低等）；但PINC是不可寫的（引腳電平的高低是外部客觀存在）。 PORTC的另外7個端子不考慮端口的第2功能時，I/O口基本輸入、輸出功能是一樣的。 列表：C口引腳的DDCn作用（n：7,6,…，1,0）DDCnPORTCnI/O上拉注釋00輸入否三態(tài)（高阻）01輸入是外部拉低是PCn引腳會輸出電流10輸出否0輸出11輸出否1輸出 3。C口是一個帶內(nèi)部上拉的8位雙向I/O口，點(diǎn)了3個I/O寄存器地址，分別是PORTC，DDRC，PINC。C口所有引腳都有獨(dú)立可選的上拉，C口的輸出緩沖器可吸收20mA的電流，以直拉驅(qū)動LED顯示，當(dāng)PC0~PC7引腳被用作輸入且被外部拉低時，若內(nèi)部拉高被觸發(fā)這些引腳將成為電流源（I）。I/O口應(yīng)用，例1：數(shù)字撥碼盤輸入2位BCD碼，數(shù)碼管靜態(tài)顯示出來，如下圖： B口定義為帶內(nèi)部上拉的輸入口，例如撥盤撥為3,則數(shù)據(jù)線2,1與A相通，讀入低電平；8,4與A不通，讀入高電平，即讀入為$0C，取反即為3。C口、D口定義為輸出，經(jīng)300歐電阻接2共陰數(shù)碼管各段，數(shù)碼管公共端拉地。程序如下：.include“8535def.inc”rjmpresettab:.db$3f,$06,$5f,$4f,$66,$6d,$7d,$07,$7f,$6f ;7段碼表reset:ldir16,$02 ;堆棧指針置初值outsph,r16ldir16,$5foutspl,r16ldir16,0 ;定義B口輸入帶上拉outddrb,r16ldir16,$ffoutportb,r16outddrc,r16 ;定義C口、D口為輸出outddrd,r16inr16,pinb ;讀B口引腳comr16 ;取反movr17,r16andir16,$0f ;取個位BCD碼swapr17 ;半字節(jié)交換andir17,$0f ;取10們BCD碼ldiZH,high(tab*2) ;查個位7段碼ldiZL,low(tab*2)addZL,r16lpmoutportc,r0 ;送C口靜態(tài)輸出ldiZH,high(tab*2) ;查10位7段碼ldiZL,low(tab*2)addZL,r17lpmoutportd,r0 ;送D口靜態(tài)輸出h:rjmph 例2。動態(tài)掃描5位數(shù)碼管顯示 上例靜態(tài)顯示1位數(shù)碼需占8位口，要顯示5位則需40位輸出口，這顯然不實用，為節(jié)省輸出口，可采用動態(tài)掃描方式，顯示5位數(shù)碼只需13位輸出口，如下圖 C口作字線，D口低5位作位線，動態(tài)掃描顯示5位數(shù)碼，數(shù)碼管共陰。待顯示的16位二進(jìn)制數(shù)在r17：r16中，將其二轉(zhuǎn)十，5位BCD碼的個，十，百，千，萬分別存于r18,r19,r20,r21,r22中。每隔1ms將1位BCD碼查出7段碼送B口輸出，送相應(yīng)的位線由D口輸出，延時1ms，再顯示下一位。這樣，每隔1ms顯示1位，5ms顯示1遍，反復(fù)調(diào)用掃描顯示子程，每秒可顯示200遍。實驗證明，每少顯示30遍以上，人眼就可看見穩(wěn)定的5位數(shù)字，程序如下：.include“8535def.inc”.org$0000rjmpresettab:.db$3f,$06,$5f,$4f,$66,$6d,$7d,$07,$7f,$6freset:ldir16,low(ramend) ;堆棧指針置初值outspl,r16ldir16,high(ramend)outsph,r16ldir16,$ff ;定義PB,PD為輸出口outddrb,r16outddrd,r16ldir16,$ff ;設(shè)待顯示數(shù)為$FFFFldir17,$ffrcallb16td5 ;調(diào)二轉(zhuǎn)十子程movr22,r20movr21,r19movr20,r18movr19,r17movr18,r16aa:rcallsmaio ;調(diào)動態(tài)掃描子程rjmpaab16td5:serr20 ;r20先送-1b16td5_1:incr20 ;r20增1subir16,low(10000) ;(r17:r16)<-10000sbcir17,high(10000)brccb16td5_1 ;夠減則返回subir16,low(-10000) ;不夠減+10000,恢復(fù)余數(shù)sbcir17,high(-10000)serr19b16td5_2:incr19subir16,low(1000)sbcir17,high(1000)brccb16td5_2subir16,low(-1000)sbcir17,high(-1000)serr18b16td5_3:incr18subir16,low(100)sbcir17,high(100)brccb16td5_3subir16,low(-100)sbcir17,high(-100)serr17b16td5_4:incr17subir16,10brccb16td5_4subir16,-10retsmiao:ldir16,$fe ;送個位位線outportd,r16movr23,r18 ;將個位的BCD碼送r23rcallcqb ;查7段碼，送B口輸出rcallt1ms ;延時1msldir16,$fd ;送十位位線outportd,r16movr23,r19 ;將十位的BCD碼送r23rcallcqb ;查7段碼，送B口輸出rcallt1ms ;延時1msldir16,$fb ;送百位位線outportd,r16movr23,r20 ;將百位的BCD碼送r23rcallcqb ;查7段碼，送B口輸出rcallt1ms ;延時1msldir16,$f7 ;送千位位線outportd,r16movr23,r21 ;將千位的BCD碼送r23rcallcqb ;查7段碼，送B口輸出rcallt1ms ;延時1msldir16,$ef ;送萬位位線outportd,r16movr23,r22 ;將萬位的BCD碼送r23rcallcqb ;查7段碼，送B口輸出rcallt1ms ;延時1msretcqb:ldizh,high(tab*2) ;7段碼的首地址給Zldizl,low(tab*2)addzl,r23 ;首地址+偏移量lpm ;查表送B口輸出outportb,r0rett1ms:ldir24,101pushr24del2:pushr24del3:decr24brnedel3popr24decr24brnedel2popr24ret八、中斷系統(tǒng)及應(yīng)用 AT90S8535有16個中斷源，每個中斷源在程序空間都有一個獨(dú)立的中斷向量，所有的中斷事件都有自己的使能位，在使能位置位，且I也置位的情況下，中斷可以發(fā)生。 程序空間的最低位置定義為復(fù)位及中斷向量，處于低地址的中斷具有高的優(yōu)先級，中斷表如下向量號程序地址來源定義1$000RESET硬件引腳上電復(fù)位和看門狗復(fù)位2$001INT0外部中斷03$002INT1外部中斷14$003TIMER2COMPT/C2比較匹配5$004TIMER2OVFT/C2溢出6$005TIMER1CAPTT/C1捕捉事件7$006TIMER1COMPATC1比較匹配A8$007TIMER1COMPBTC1比較匹配B9$008TIMER1OVFT/C1溢出10$009TIMER0OVFT/C0溢出11$00ASPI,STC串行傳輸結(jié)束12$00BUART,RXUART接收結(jié)束13$00CUART,UDREUART數(shù)據(jù)寄存器空14$00DUARTUART發(fā)送結(jié)束15$00EADCADC轉(zhuǎn)換結(jié)束16$00FEE_RDYEEPROM準(zhǔn)備好17$010ANA_COMP模擬比較器 對中斷的處理，AT90S8535有2個中斷屏蔽控制寄存器：GIMSK――通用中斷屏蔽寄存器；TIMSK――T/C中斷屏蔽寄存器 一個中斷產(chǎn)生后，全局中斷使能位I將被清0,后續(xù)中斷被屏蔽。用戶可以在中斷例程里對I置位，從而開放中斷，執(zhí)行RETI后，I重新置位。 注意：外部電平中斷沒有中斷標(biāo)志位，因此當(dāng)電平變?yōu)榉侵袛嚯娖胶?，中斷條件即終止。 以下為幾個與中斷有關(guān)的I/O寄存器： 通用中斷屏蔽寄存器――GIMSK位76543210$3B($5B)INT1INT0－－－－－－GIMSK讀／寫R/WR/WRRRRRR 初始化值：$00 位7，INT1，外部中斷1請求使能，當(dāng)INT1和I都為“1”時，外部引腳中斷使能。MCU通用控制寄存器（MCUCR）中的中斷檢測控制位I/O（ISCI1和ISCI0）定義中斷I是上升沿中斷還是下降沿中斷，或都是低電平中斷。即使引腳被定義為輸出，中斷仍可產(chǎn)生。下INT0同。位6，INT0，外部中斷0請求使能，當(dāng)INT0和I都為“1”時，外部引腳中斷使能。位5～0,保留位。通用中斷標(biāo)志寄存器――GIFR位76543210$3A($5A)INTF1INTF0－－－－－－GIFR讀／寫R/WR/WRRRRRR 初始化值：$00位7,INTF1，外部中斷標(biāo)志1,當(dāng)INTF1引腳有事件觸發(fā)中斷請求時，INTF1置位“1”。如果SREG中的I及GIMSK中的INT1都為“1”，則MCU將跳轉(zhuǎn)到中斷地址＃002。中斷例程執(zhí)行后，此標(biāo)志被清除，另外，標(biāo)志也可通過對其寫“1”來清除。下INTF0同。位7,INTF0，外部中斷標(biāo)志0,當(dāng)INTF0引腳有事件觸發(fā)中斷請求時，INTF0置位“1”。位5～0,保留位。T/C中斷屏蔽寄存器――TIMSK位76543210$39($59)OCIE2TOIE2TICIE1OCIE1AOCIE1BTOIE1－TOIE0TIMSK讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WRR/W 初始化值：$00位7――OCIE2：T/C2輸出比較匹配中斷使能。當(dāng)TOIE2和I都為1時，輸出比較匹配中斷使能。當(dāng)T/C2的比較匹配發(fā)生，或TIFR中的OCF2置位，中斷例程（$003）將執(zhí)行。位6――TCIE2：T/C2溢出中斷使能。當(dāng)TOIE2和I都為1時，T/C2溢出中斷使能。當(dāng)T/C2溢出，或TIFR中的TOV2置位，中斷例程（$004）將執(zhí)行。位5――TICIE1：T/C1輸入捕捉中斷使能。當(dāng)TICIE1和I都為1時，輸入捕捉中斷使通。當(dāng)T/C1的輸入捕捉事件發(fā)生（ICP），或TIFR中的ICF1置位，中斷例程（$005）將執(zhí)行。位4――OCIE1A：T/C1輸出比較A匹配中斷使能。當(dāng)TOIE1A和I都為1時，輸出比較A匹配中斷使能。當(dāng)T/C1的比較A匹配發(fā)生，或TIFR中的OCF1A置位，中斷例程（$006）將執(zhí)行。位3――OCIE1B：T/C1輸出比較B匹配中斷使能。當(dāng)TOIE1B和I都為1時，輸出比較B匹配中斷使能。當(dāng)T/C1的比較B匹配發(fā)生，或TIFR中的OCF1B置位，中斷例程（$007）將執(zhí)行。位2――TOIE1：T/C1溢出中斷使能。當(dāng)TOIE1和I都為1時，T/C1溢出中斷使能。當(dāng)T/C1溢出，或TIFR中的TOV1置位，中斷例程（$008）將執(zhí)行。位1保留位。位0――TOIE0：T/C0溢出中斷使能。當(dāng)TOIE0和I都為1時，T/C0溢出中斷使能。當(dāng)T/C0溢出，或TIFR中的TOV0置位，中斷例程（$009）將執(zhí)行。T/C中斷標(biāo)志寄存器――TIFR位76543210$38($58)OCF2TOV2ICF1OCF1AOCF1BTOV1－TOV0TIFR讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WRR/W 初始化值：$00各位的意義及用法見上面的TIMSK中的描述。各非保留位，在執(zhí)行相應(yīng)中斷例程后，相應(yīng)位會被硬件清0,此外，也可通過寫“1”來清0。MCU控制寄存器――MCUCR位76543210$38($58)－SESM1SM0ISC11ISC10ISC01ISC00MCUCR讀／寫RR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W 初始化值：$00位7――保留位位6――SE：休眠使能。執(zhí)行SLEEP指令時，SE必須置位，才能使MCU進(jìn)入休眠模式。位5,4――SM1,SM0：休眠模式，這2位用于選擇休眠模式，如下表SM1SM0休眠模式00空閑01保留10掉電11省電位3,2――ISC11,ISC10：中斷I檢測控制，位1和位0，選擇INT1中斷的邊沿或電平如下表：ISC11ISC10休眠模式00低電平中斷01保留10下降沿中斷11上升沿中斷注：改變ISC11／ISC10時，先要禁止INT1（清除GIMSK的INT1位）；否則可能引發(fā)不必要的中斷。位1,0――ISC01,ISC00：中斷I檢測控制，位1和位0，選擇INT1中斷的邊沿或電平類同ISC11,ISC10。注：ISC01／ISC00時，首先要禁止INT0（清除GIMSK的INT0位）；否則可能引發(fā)不必要的中斷。INTn引腳的電平在檢測邊沿之前采樣。如果邊沿中斷使能，則大于1個MCU時鐘的脈沖將觸發(fā)中斷。如果選擇了低電平觸發(fā)，則此電平必須保持到當(dāng)前執(zhí)行的指令結(jié)束。九、8535單片機(jī)定時器／計數(shù)器及其應(yīng)用 定時／計數(shù)器常用作帶內(nèi)部時鐘的時基定時器或用作外部引腳上的脈沖計數(shù)器，其中有些還具有輸入捕獲、比較匹配、PWM脈寬調(diào)制輸出等功能。AT90S8535還有一個看門狗定時器（WDT），用于程序的抗干擾。 1。定時器／計數(shù)器0 T/C0為8位加1計數(shù)器，由$00開始計數(shù)，計到$FF后再來一時鐘則溢出，計數(shù)器清0.可用作定時和計數(shù)。 用作定時，時鐘來自晶振時鐘CK或其4鐘分頻，由于時鐘頻率準(zhǔn)確，溢出的時間間隔是準(zhǔn)確的； 用作外計數(shù)時，外部引腳T0輸入信號，可選上升或下降沿計數(shù)； 另外，T/C0還可停止不用。T/C0的控制寄存器――TCCR0位76543210$33($53)－－－－－CS02CS01CS00TCCR0讀／寫RRRRRR/WR/WR/W 初始化值：$00 位7～3――保留位。 位2,1,0――CS02,CSO1,CS00：T/C0時鐘選擇位2,1及0.其時鐘預(yù)定選擇如下表：CS02CS01CS00說明000停止，T/C0被停止001CK010CK/8011CK/64100CK/256101CK/1024110外部T0腳，下降沿111外部T0腳，上升沿T/C0寄存器――TCNT0位76543210$32($52)MSB－－－－－－LSBTCNT0讀／寫R/WRRRRRRR/W 初始化值：$00 TNT0是帶讀／寫訪問的向上計數(shù)器。若TCNT0被寫入，同是時鐘源正被執(zhí)行，則其在寫入操作之后繼續(xù)計數(shù)。它是8位加1計數(shù)器，由$00開始計數(shù)，計到$FF后再來一時鐘則溢出，計數(shù)器清0。TCNT0溢出后，定時器／計數(shù)器中斷標(biāo)志存在器（TIFR）中的TOV0位置1。若TIMSK中的TOIE0為1，且SREG中的I位為1，則可產(chǎn)生定時器／計數(shù)器0流出中斷。 T/C0應(yīng)用例程1：作計數(shù)器。如下圖脈沖信號從PB0（T0）引腳輸入，T/C0作計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果由PC口以二進(jìn)制從發(fā)光二極管顯示輸出。程序如下：.include“8535def.inc”.org$000rjmpmainmain:ldir16,low(ramend) ;堆棧指針置初值outspl,r16ldir16,high(ramend)outsph,r16ldir16,$07 ;上升沿計數(shù)outtccr0,r16ldir16,0 ;T/C0置初值0outtcnt0,r16ldir16,$ff ;PC口作輸出outddrc,r16 loop:inr16,tcnt0 outportc,r16 rjmploop T/C0應(yīng)用例程2：作定時器。8MHz晶振，1024分頻，128μs計1個數(shù)。T/C0初值為131,每計125個數(shù)（16ms），T/C0溢出1次。其中中斷服務(wù)子程序使PC0改變方向，產(chǎn)生32ms的對稱方波。1s=1000ms=1000000μs=1000000000ns 程序如下： .include“8535def.inc” .org$000 rjmpmain .org$009 rjmptim0_ovf main:ldir16,low(ramend) outspl,r16 ldir16,high(ramend) outsph,r16 ldir16,$01 ;允許T0流出中斷 outtimsk,r16 ldir16,$05 ;1024分頻 outtccr0,r16 ldir17,131 ;T/C0置初始值131 outtcnt0,r17 outtifr,r16 ldir16,$ff ;PC口作輸出 outddrc,r16 sei here:rjmpheretim0_ovf:inr1,sreg;保存sreg ldir17,131outtccr0,r17inr18,portc ;讀C口數(shù)據(jù)寄存器comr18 ;取反outportc,r18 ;送C口數(shù)據(jù)寄存器outsreg,r1 ;恢復(fù)sregreti改變分頻系數(shù)和中斷服務(wù)子程中給T/C0的初值，均可改變中斷時間間隔。2。定時器／計數(shù)器1定時器／計數(shù)器1是16位加1計數(shù)器。它可用于定時，也可用于對名部引腳T1脈沖信號計數(shù)，還可停止不用，這些與定時器／計數(shù)器0功能一樣，中不過它是16位計數(shù)器，計數(shù)值為$0000~$FFFF，再加1則溢出，且計數(shù)器清0。此外，定時器／計數(shù)器1還具有比較匹配輸出功能，可實現(xiàn)使引腳在事先預(yù)定的時刻發(fā)生跳變或中斷，而不用CPU隨時關(guān)照，以節(jié)省CPU的時間。定時器／計數(shù)器1可用作8位、9位或10位PWM脈沖調(diào)制器。在此模式下，定時器和OCR1A/OCR1B寄存器用于2個無尖峰干擾的中心對稱的PWM。PWM脈沖經(jīng)濾波，可得到模擬電壓信號。改變PWM脈沖的占空比，即可改變模擬電壓的大小。這種PWM脈沖還便于隔離抗干擾，只用1個光耦隔離即可。定時器／計數(shù)器1還具有輸入捕獲功能，由控制寄存器TCCR1B來定義。另外模擬比較器也可觸發(fā)該輸入捕獲。ICP的引腳邏輯如下圖：如果噪音清除器使能，則觸發(fā)信號要進(jìn)行4次采樣。只有當(dāng)4個采樣值都相等時，才會觸發(fā)捕獲標(biāo)志。輸入引腳信號以XTAL的時鐘頻率被采樣。1.定時器／計數(shù)器1控制寄存器A――TCCR1A位76543210$2F($4F)COM1A1COM1A0COM1B1COM1B0－－PWM11PWM10TCCR1A讀／寫R/WR/WR/WR/WRRR/WR/W初始化值：$00位7,6――COM1A1,COM1A0：比較輸出模式1A，位1和0。COM1A1和COM1A0控制位決定了在定時器／計數(shù)器1中比較匹配之后的輸出引腳事件。輸出引腳事件影響OC1A，即輸出比較A引腳1。由于這是對I/O口的可替換功能，相應(yīng)的方向控制位必須設(shè)為1，以便對于輸出引腳進(jìn)行控制，控制設(shè)置如下表：（位5,4類同）x=A或BCOM1x1COM1x0說明00定時器／計數(shù)器1與輸出腳OC1x不連接01觸發(fā)OC1x輸出線10清除OC1x輸出線（為0）11設(shè)置OC1x輸出線（為1）位5,4――COM1B1,COM1B0：比較輸出模式1B，位1和0。（描述類同COM1A1,COM1A0）在PWM模式下，這些位有不同的功能，參見接下來的PWM模式選擇表。當(dāng)變換COM1x1和COM1x0位時，輸出比較器中斷1必須通過清除TIMSK寄存器中的中斷使通位來禁止，否則在位變換時，會發(fā)生中斷。位3,2――保留位。90系統(tǒng)單片機(jī)的該位為保留位，總讀0位1,0――PWM11,PWM10：脈沖寬度調(diào)制器選擇位，見下PWM模式選擇表：列表。PWM模式選擇PWM11PWM10說明00禁止定時器／計數(shù)器1的PWM操作01定時器／計數(shù)器1為8位PWM10定時器／計數(shù)器1為9位PWM11定時器／計數(shù)器1為10位PWM 2.定時器／計數(shù)器1控制寄存器B――TCCR1B位76543210$2E($4E)ICNC1ICES1－－CTC1CS12CS11CS10TCCR1B讀／寫R/WR/WRRR/WR/WR/WR/W初始化值：$00位7――ICNC1：輸入捕獲噪音清除器（4CKs）。當(dāng)ICNC1位被清0,輸入捕獲觸發(fā)噪音清除器功能被禁止。輸入捕獲在指定的ICP，即在輸入捕獲引腳上被采樣的第1個上升／下降沿處被激活。當(dāng)ICNC1位被置1，4個延續(xù)的采樣成為ICP，即輸入捕獲引腳上的測量值，所有的采樣需為高/低，取決于ICES1位的輸入捕獲觸發(fā)特性。實際的采樣頻率為XTAL時鐘頻率。 位6――ICES1：輸入捕獲1邊沿選擇。 當(dāng)ICES1位被清0／（置1）時，定時器／計數(shù)器1的內(nèi)容被傳輸?shù)捷斎氩东@寄存器ICR1,即在輸入捕獲引腳ICP的下降／（上升）邊沿。位5,4――保留位，總讀0位3――CTC1：在比較匹配上清除定時器／計數(shù)器0。 當(dāng)CTC1被置1時，在比較匹配之后，定時器／計數(shù)器1被復(fù)位到時鐘周期中的$0000. 當(dāng)CTC1被清0時，定時器／計數(shù)器1繼續(xù)計數(shù)，直到它被停止、清除、溢出或被改變方向。 在PWM模式下，該位無效。位2,1,0――CS12,CS11,CS10：時鐘選擇1的位。其預(yù)定比例源見下表：CS12CS11CS10說明000停止，T/C1被停止001CK010CK/8011CK/64100CK/256101CK/1024110外部T1腳，下降沿111外部T1腳，上升沿3.定時器／計數(shù)器1――TCNT1H和TCNT1L位15141312111098$2D($4D)MSB－－TCNT1H$2C($4C)LSBTCNT1L76543210讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始化值：$0000這個16位的寄存器包括6位定時器／計數(shù)器1的預(yù)定比例值。當(dāng)確保當(dāng)CPU訪問這些寄存器時，高、低字節(jié)被同時讀寫，使用一個8位的暫存寄存器（TEMP）來完成訪問。TCNT1定時器／計數(shù)器1寫入：當(dāng)CPU向高位字節(jié)TCNT1H寫入時，寫入的數(shù)據(jù)被放入TEMP寄存器中。然后當(dāng)CPU向低字節(jié)TCNT1L寫入時，數(shù)據(jù)的字節(jié)被與TEMP寄存器中的字節(jié)數(shù)據(jù)組合，且全部的16位被同步地身TCNT1定時器／計數(shù)器1寄存器寫入。TCNT1定時器／計數(shù)器1讀?。寒?dāng)CPU讀低位字節(jié)TCNT1L時,TCNT1L低字節(jié)的數(shù)據(jù)被送到CPU，且高字節(jié)TCNT1H的數(shù)據(jù)被放置于TEMP寄存器中；當(dāng)CPU讀高位字節(jié)TCNT1H時，CPU接收TEMP寄存器中的數(shù)據(jù)。4.定時器／計數(shù)器1輸出比較寄存器――OCR1AH和OCR1AL位15141312111098$2B($4B)MSB－－OCR1AH$2A($4A)LSBOCR1AL76543210讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始化值：$00005.定時器／計數(shù)器1輸出比較寄存器――OCR1BH和OCR1BL位15141312111098$29($49)MSB－－OCR1BH$28($48)LSBOCR1BL76543210讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始化值：$0000輸出比較器為一個16位讀／寫寄存器。定時器／計數(shù)器1輸出比較寄存器包括了將要連續(xù)地與定時器／計數(shù)器1相比較的數(shù)據(jù)。比較匹配的操作在定時器／計數(shù)器1的控制和狀態(tài)寄存器中被區(qū)分6.定時器／計數(shù)器1輸入捕獲寄存器――ICR1H和ICR1L位15141312111098$27($47)MSB－－ICR1H$26($46)LSBICR1L76543210讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始化值：$0000當(dāng)輸入捕獲引腳ICP上信號的上升或下降沿（根據(jù)輸入捕獲邊沿設(shè)置ICES1）被檢測到時，定時器／計數(shù)器1的當(dāng)前值被傳輸?shù)捷斎氩东@寄存器ICR1；同時，輸入捕獲標(biāo)志ICF1被設(shè)為1.3。定時器／計數(shù)器2T/C2的時鐘源稱為PCK2。若ASSR的AS2位清0,PCK2與系統(tǒng)主時鐘連接；若置位，T/C2將由PC6(TOSC1)異步驅(qū)動，使得T/C2可以作為一個實時時鐘。如果AS2置位，則PC6(TOSC1)和PC7(TOSC2)從C口脫離。引腳上即可外接一個時鐘，也可在PC6(TOSC1)上直接施加時鐘信號。此時鐘頻率必須低于MCU主時鐘的1/4，并且不能高于256kHz。T/C2控制寄存器――TCCR2位76543210$25($45)－PWM2COM21COM20CTC2CCS22CS21CS20TCCR2讀／寫RR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00位7――保留位。位6――PWM2：PWM使能位5,4――COM21/20：比較匹配模式位1／0表：比較匹配模式選擇COM21COM20說明00不用作PWM功能01輸出變換10清011置位 位3――CTC2：比較匹配時清除T/C2。CTC2為1時，比較匹配事件發(fā)生后，TCNT2將復(fù)位為0，若CTC2為0，則T/C2將連續(xù)計數(shù)而受比較匹配的影響。在PWM下，這一位無效。位2,1,0――CS22/21/20：時鐘選擇。T/C2預(yù)分頻選擇如下表：CS22CS21CS20說明000停止001PCK2010PCK2/8011PCK2/32100PCK2/64101PCK2/128110PCK2/256111PCK2/1024T/C2計數(shù)器――TCNT2位76543210$24($44)MSBLSBTCNT2讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00T/C2是可進(jìn)行讀/寫訪問的8位向上計數(shù)器。只要有時鐘輸入，T/C2就會在寫入值的基礎(chǔ)上向上計數(shù)。T/C2輸出比較寄存器――OCR2位76543210$24($44)MSBLSBOCR2讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00T/C2輸出比較寄存器包含與T/C2值連續(xù)比較的數(shù)據(jù)。如果T/C2的值與OCR2相等，則比較匹配發(fā)生，結(jié)果由TCCR2決定。用軟件寫操作，將TCNT2和OCR2設(shè)置為相等，不會引發(fā)比較匹配。匹配發(fā)生后，T/C中斷標(biāo)志寄存器TIFR中的匹配中斷標(biāo)志OCF2置位。4?？撮T狗定時器看門狗定時器由片內(nèi)一個獨(dú)立的振蕩器驅(qū)動。在Vcc=5V的條件下，典型振蕩頻率為1MHz，Vcc=3V時，典型振蕩頻率為350KHz。使用看門狗定時器時，要注意選擇看門狗定時器復(fù)位間隔時間小于各分段程序執(zhí)行時間的1/2，以免正常運(yùn)行時看門狗定時器復(fù)位。看門狗定時器控制寄存器――WDTCR位76543210$24($44)－－－WDTOEWDEWDP2WDP1WDP0WDTCR讀／寫RRRR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00位7,6,5――保留位，總讀0位4――WDTOE：看門狗關(guān)斷使能。當(dāng)WDTOE被清除時，該位必須被置1，否則，看門狗將不會被禁止。一旦置位后，硬件將在4個時鐘周期后清除訪位。位3――WDE：看門狗觸發(fā)。若WDE被清為0,看門狗定時器功能被禁止。WDE僅在WDTOE位設(shè)置時被清除。為了禁止被使能的看門狗定時器，必須遵守以下過程：1.在同一個操作中，把WDTOE和WDE寫成1,即使在禁止操作開始前WDE為1,也必須把寫入WDE。2.在隨后4個機(jī)器周期中，把WDE寫為0,這會禁止看門狗。位2,1,0――WDP2/1/0：看門狗定時器預(yù)定比例器2/1/0。此三位決定了當(dāng)看門狗定時器使能時，看門狗定時器的預(yù)定比例。如下表所述：表?？撮T狗定時器預(yù)分頻選擇WDP2WDP1WDP0分頻系統(tǒng)/K典型溢出時間/s(Vcc=3v)典型溢出時間/s(Vcc=5v)000160.0470.015001320.0940.030010640.190.0600111280.380.121002560.750.241015121.50.4811010243.00.9711120486.01.9WDR（看門狗復(fù)位命令）應(yīng)該在看門狗使能之前執(zhí)行一次。如果看門狗在復(fù)位之前使能，則看門狗定時器有可能不是從0開始計數(shù)?？撮T狗定時器應(yīng)用編程格式如下：: ;初始化wdr ;啟動看門狗定時器，看門狗定時器溢出間隔1.9sldir16,$0foutwdtcr,r16:aa::wdr:wdr:wdrrjmpaa調(diào)試程序時，先不啟動看門狗定時器，程序調(diào)試好后，為了抗干擾，再加上看門狗定時器?？撮T狗定時器關(guān)斷步驟如下：ldir16,$1foutwdtcr,r16ldir16,$17outwdtcr,r16十、8535單片機(jī)模擬量輸入接口模／數(shù)轉(zhuǎn)換器特點(diǎn)： 10位精度 ±2LSB精確度 0.5LSB集成非線性度 65～260μs轉(zhuǎn)換時間 8通道 自由運(yùn)行模式和單次轉(zhuǎn)換模式 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷 休眠模式噪聲消除AT90S8535具有10位精度的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。ADC與一個8通道的模擬多路轉(zhuǎn)換器相連，這樣就允許A口作為ADC的輸入引腳。ADC包含一個采樣保持器。ADC具有2個模擬供電引腳AVcc和AGND。AGND必須與GND相連，具AVcc與Vcc引腳電壓的差別不能大于±0.3V。AREF為外部參考電壓輸入端，此電壓介于AGND與AVcc之間。操作：ADC可以工作于兩種模式，單次轉(zhuǎn)換及自由運(yùn)行模式。在單次轉(zhuǎn)換模式下，必須啟動每一次置換；在自由運(yùn)行模式下，ADC會連續(xù)采樣并更新ADC數(shù)據(jù)寄存器。ADCSR的ADFR位用于選擇模式。ADC由ADCSR的ADEN位控制全能。全能ADC后，第一次轉(zhuǎn)換將引發(fā)一次啞轉(zhuǎn)換過程，以初始化ADC，然后才真正進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。對用戶而言，此次轉(zhuǎn)換過程比其他轉(zhuǎn)換過程要多12個ADC時鐘周期。ADSC置位將啟動A/D轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中，ADSC一直操持為高；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADSC硬件清0。如果在轉(zhuǎn)換過程中通道改變了，ADC首先要完成當(dāng)前的轉(zhuǎn)換，然后通道才會改變。ADC產(chǎn)生10的結(jié)果，ADCH和ADCL。為了保證正確讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用了如下保護(hù)邏輯：讀數(shù)據(jù)時，首先要讀ADCL。一旦開始讀ADCL，ADC對數(shù)據(jù)寄存器的訪問就被禁止了。即，如果讀取了ADCL，那么即使在讀ADCH之前，另一次ADC結(jié)束了，2個寄存器的值也不會被新的ADC結(jié)果更新，新轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)將丟失。當(dāng)讀完ADCH之后，ADC才能繼續(xù)對ADCH和ADCL進(jìn)行訪問。ADC結(jié)束后會置位ADIF。即使發(fā)生如上所述的，由于ADCH未讀取而丟失轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的情況，ADC結(jié)束中斷仍將觸發(fā)。預(yù)分頻器：ADC有一個預(yù)分頻器，可將系統(tǒng)時鐘調(diào)整到可接受的ADC時鐘（50～200kHz）。過高的頻率將導(dǎo)致采樣精度降低。ADCSR的ADPS0～2用于產(chǎn)生合適的ADC時鐘。一旦ADCSR的ADEN置位，預(yù)分頻器就開始連續(xù)不斷地計數(shù)，直到ADEN清0。ADSC的作用是對ADC進(jìn)行初始化。A/D轉(zhuǎn)換在ADC時鐘的上升沿啟動。采樣/保持要花費(fèi)1.5位ADC時鐘。在第13個時鐘ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)進(jìn)入ADC數(shù)據(jù)寄存器。ADC噪聲抑制功能：ADC具有消除由CPU核引入的噪聲的功能，實現(xiàn)過程如下： 1.使能ADC，選擇單次轉(zhuǎn)換模式，并使能轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷。 ADEN=1;ADSC=0;ADFR=0;ADIE=1 2.進(jìn)入空閑狀態(tài)。一旦CPU停止，ADC將開始轉(zhuǎn)換。 3.如果在ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷之前沒有發(fā)生其他中斷，則ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束斷叫將喚醒MCU，并執(zhí)行中斷例程。ADC多路選擇寄存器――ADMUX位76543210$07($27)－－－－－MUX2MUX1MUX0ADMUX讀／寫RRRRRR/WR/WR/W初始值$00位7～3――保留位位2,1,0――MUX2~0：模擬通道選擇位，用于選擇ADC的模擬輸入通道0～7。ADC控制和狀態(tài)寄存器――ADCSR位76543210$06($26)ADENADSCADFRADIFADIEADPS2ADPS1ADPS0ADCSR讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00位7――ADEN：ADC使能位6――ADSC：ADC開始轉(zhuǎn)換。當(dāng)ADC工作于單次轉(zhuǎn)換模式時，這一位必須置1，以啟動每一次轉(zhuǎn)換；而對于自由運(yùn)行模式，則只需在第一次轉(zhuǎn)換時設(shè)置一次。不論設(shè)置動作是在ADEN置位之后，還是同時進(jìn)行，ADC都將進(jìn)行一次啞轉(zhuǎn)換，以初始化ADC。轉(zhuǎn)換過程中ADSC保持為高。實際轉(zhuǎn)換過程結(jié)束后，但在轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)入ADC數(shù)據(jù)寄存器之前（差1個ADC時鐘），ADSC變?yōu)榈?。在啞轉(zhuǎn)換過程中，ADSC保持為高，對ADSC寫0沒有意義。位5――ADFR：ADC自由運(yùn)行模式選擇。此位置位后，ADC工作于自由運(yùn)行模式，ADC將連續(xù)不斷地進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)更新。位4――ADIF：ADC中斷標(biāo)志。ADC完成及數(shù)據(jù)更新完成后，ADIF置位。如果I和ADIE置位，則產(chǎn)生ADC結(jié)束中斷。位3――ADIE：ADC中斷使能位2,1,0――ADPS2~ADPS0：ADC預(yù)分頻器選擇，見下表：ADPS2ADPS1ADPS0分頻因子0002001201040118100161013211064111128ADC數(shù)據(jù)寄存器――ADCL和ADCH位76543210$05($25)－－－－－－ADC9ADC8ADCH$04($24)ADC7ADC6ADC5ADC4ADC3ADC2ADC1ADC0ADCL讀／寫RRRRRRRRRRRRRRRR初始值$00 $00掃描多個通道：由于模擬通道的轉(zhuǎn)換總是要延遲到轉(zhuǎn)換結(jié)束，因此，自由運(yùn)行模式可以用來掃描多個通道而不中斷轉(zhuǎn)換器。一般情況下，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷用于修改通道，但需注意，中斷在轉(zhuǎn)換結(jié)果可讀時觸發(fā)。在自由運(yùn)行模式下，一下次轉(zhuǎn)換在中斷觸發(fā)的同時啟動。ADC中斷觸發(fā)，即新一次轉(zhuǎn)換開始后，改變ADMUX將不起作用。ADC噪聲消除技術(shù)：AT90S8535的內(nèi)外部數(shù)字電路會產(chǎn)生EMI電磁干擾，從而影響模擬測量精度。如果轉(zhuǎn)換精度要求很，則需應(yīng)用如下技術(shù)，以減少噪聲：1.AT90S8535的模擬部分及其他模擬器件在PCB上要有獨(dú)立的地線層。模擬地線與數(shù)字地線單點(diǎn)相連。2使模擬信號通路盡量短。要使模擬走線在模擬地上通過，并盡量遠(yuǎn)離高速數(shù)字通路。3.AVcc要通過一個RC網(wǎng)絡(luò)連接Vcc。4利用ADC的噪聲消除技術(shù)減少CPU引入的噪聲。5.如果A口的一些引腳用作數(shù)字輸出口，則在ADC轉(zhuǎn)換過程中不要改變其狀態(tài)。 注：由于AVcc同時也為A口輸出驅(qū)動提供電源，因此，如果A口有輸出引腳，則RC網(wǎng)絡(luò)不要使用。模／數(shù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例：測量8535的ACH6和ACH72路模擬電壓信號，電路如下：2路輸入信號經(jīng)RC濾波去除交流分量。6.2V穩(wěn)壓管起保護(hù)作用，高于6.2V的輸入信號被限幅在6.2V之內(nèi)。對負(fù)的輸入信號，穩(wěn)壓管反向?qū)?，限幅在?.7之內(nèi)，以以免損壞輸入引腳。基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定、準(zhǔn)確事關(guān)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果的精確性。這里采用LM336（5.0V）的3端精密并聯(lián)式二極管。通過調(diào)節(jié)精密多圈電位器，可調(diào)節(jié)Vref的電壓值。AVcc的供電經(jīng)100Ω電阻和0.1μF電容濾波，以減少交流分量對ADC的影響。5位數(shù)碼管最左邊顯示測量的路號，右邊4位顯示A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量。采用自由模式程序如下：.include“8535def.inc”.org$0000rjmpresettab:.db$3f,$06,$5b,$4f,$66,$6d,$7d,$07,$7f,$6f;7段數(shù)碼表reset:ldir16,low(ramend)outspl,r16ldir16,high(ramend)outsph,r16ldir16,$ff ;定義PB,PD為輸出口outddrb,r16outddrd,r16ldir16,$00 ;定義PA口為輸入口，不帶內(nèi)部上拉電阻outddra,r16ldir16,$00outporta,r16ldir16,$07 ;先第7路ADCoutadmux,r16ldir18,$e6 ;允許ADC，啟動ADC，自由模式outadcsr,r18 ;64分頻作A/D時鐘rcallt1ms ;延時1msaa:inr16,adcl ;讀A/D結(jié)果放放r17:r16中inr17,adchldir18,$06 ;改變ADMUX為第6路outadmux,r18rcallb16td5 ;調(diào)用二轉(zhuǎn)十子程，見前面的例程ldir22,7 ;萬位顯示路嚇7movr21,r19 ;4位ADC結(jié)果送顯示緩沖區(qū)movr20,r18movr19,r17movr18,r16ldir17,200 ;每一路A/D掃描200次，恰好1sbb:rcallsmaio ;動態(tài)掃描子程，見前面例程decr17brnebbinr16,adcl ;讀A/D結(jié)果放入r17:r16中inr17,adchldir18,$07 ;改變ADMUX為第7路outadmux,r18rcallb16td5ldir22,6 ;萬位顯示路號6movr21,r19 ;4位ADC結(jié)果送顯示緩沖區(qū)movr20,r18movr19,r17movr18,r16ldir17,200cc:rcallsmaiodecr17brneccrjmpaa 模擬比較器：模擬比較器對正極PB2引腳（AIN0）和負(fù)極PB3引腳（AIN1）之上的輸入值進(jìn)行比較。當(dāng)電壓值Vpb2>Vpb3，模擬比較器輸出ACO被置位。比較器的輸出可用來觸發(fā)模擬比較器中斷（上升沿、下降沿或電平變換），也可觸發(fā)定時器/計數(shù)器1的輸入捕獲功能。模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器――ACSR位76543210$08($28)ACD－ACOACIACIEACICACIS1ACIS0ACSR讀／寫R/WRRR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00位7――ACD：模擬比較器禁止位。當(dāng)該位設(shè)為1，模擬比較器的電源關(guān)閉。可在任何時候?qū)ζ渲梦?，以便關(guān)閉，可減少器件功耗（常用于休閑模式下又不需從模擬比較器中斷喚醒的情況）。改變ACD位時，模擬比較器中斷必須通過清空ACSR中的ACIE位來禁止，否則，在該位改變時，會產(chǎn)生中斷。位6――保留位。位5――ACO：模擬比較器輸出。位4――ACI：模擬比較器中斷標(biāo)志位。當(dāng)比較器輸出觸發(fā)中斷時，ACI將置位。中斷方式由ACIS1和ACIS0決定。當(dāng)執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理向量時，ACI被硬件清0。另外，ACI也可通過對此位寫邏輯1來清0。注意，如果ACSR的另一些位被SBI或CBI指令修改時，ACI亦被清0.位3――ACIE：模擬比較器中斷使能。當(dāng)ACIE位設(shè)為1,且狀態(tài)寄存器（SREG）中的I位被設(shè)為1時，模擬比較器中斷被觸發(fā)。當(dāng)被清0，中斷被禁止。位2――ACIC：模擬比較器輸入捕獲使能。當(dāng)被置1時，該位觸發(fā)定時器/計數(shù)器1的輸入捕獲功能，由模擬比較器來觸發(fā)。為了使比較器觸發(fā)定時器/計數(shù)器1的輸入捕獲中斷，定時器中斷屏蔽寄存器（TIM-SK）的TICIE1位必須被設(shè)置。位1,0――ACIS1,ACIS0：模擬比較器中斷模式選擇，如下表：ACIS1ACIS0中斷模式ACIS1ACIS0中斷模式00電平變換引發(fā)中斷10ACO下降沿中斷01保留11ACO上升沿中斷注意：改變ACIS1/ACIS0時，要禁止模擬比較器的中斷，否則有可能引發(fā)不必要的中斷。十一、AVR單片機(jī)串行接口及應(yīng)用1、通用串行接口UART90系列單片機(jī)帶有一個全雙工的通用串行異步收發(fā)器（UART），其主要特征：1、波特率發(fā)生器可生成多種波特率；2、在XTAL低率下，仍可產(chǎn)生較高的波特率；3、8位和9位數(shù)據(jù)；4、噪聲濾波；5、過速的檢測；6、幀錯誤檢測；7、錯誤起始位的檢測；8、3個獨(dú)立的中斷，即發(fā)送（TX）完成，發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空，接收（RX）完成。數(shù)據(jù)傳輸通過把被傳送的數(shù)據(jù)寫入UART的I/O寄存器UDR初始化。在以下情況下，數(shù)據(jù)從UDR傳送到移位寄存器中： 1、當(dāng)前一個字符的停止位被移出后，新的字符被寫入UDR寄存器，移位寄存器立即再被裝入。 2、當(dāng)前一個字符的停止位被移出前，新的字符被寫入UDR寄存器，移位寄存器在當(dāng)前字符的停止位移出后被裝入。接收器前端的邏輯以16倍波特率對RXD引腳采樣。當(dāng)線路閑置時，一個邏輯0的采樣將被認(rèn)為是起始位的下降沿，并且起始位的探測序列開始。通過清除UCR寄存器中的RXEN位，使接收器被禁止。這意味首PD0可以被用作通用的I/O引腳。當(dāng)RXEN被設(shè)置時，UART接收器被連到PD0引腳而不管方向寄存器的設(shè)置。UARTI/O數(shù)據(jù)寄存器――UDR位76543210$0C($2C)MSBLSBUDR讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00UDR寄存器是2個物理上分離的寄存器，分享同一個I/O地址。當(dāng)定入寄存器時，UART的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器被寫放；當(dāng)讀UDR時，讀的是UART接收寄存器。UARTI/O狀態(tài)寄存器――USR位76543210$0B($2B)RXCTXCUDREFEOR－―－USR讀／寫RRRRRRRR初始值0b00100000USR寄存器是一個只讀的寄存器，提供UART的狀態(tài)信息。位7――RXC：UART接收完成。當(dāng)收到的字符從接收移位寄存器傳到UDR中時，該位被設(shè)置。不論探測到任何的幀錯誤，該位都被設(shè)置；當(dāng)UCR中的RXCIE位被設(shè)置后，UART接收完成中斷將被執(zhí)行（當(dāng)RXC被設(shè)置），RXC在讀UDR時被清除；當(dāng)使用中斷數(shù)據(jù)接收時，接收完成中斷子程序必須讀UDR，而清除RXC；否則，在中斷完成后，會引起新的中斷。位6――TXC：UART發(fā)送完成。當(dāng)發(fā)送移位寄存器的全部數(shù)據(jù)被移出，且沒有新的數(shù)據(jù)被寫入UDR時，該位被設(shè)置。這個標(biāo)志在半雙工的通信接口中很有用；當(dāng)完成發(fā)送后，立即釋放通信總線，并必須進(jìn)入接收模式；當(dāng)UCR中TXCIE被設(shè)置后，設(shè)置TXC將導(dǎo)致UART發(fā)送完成中斷被執(zhí)行，TXC在執(zhí)行相應(yīng)的中斷微量時，被硬件清除，或者TXC也可以通過在該位寫一個邏輯1而被清除。位5――UDRE：UART數(shù)據(jù)寄存器空。當(dāng)定性UDR的字符被傳送到發(fā)送移位寄存器中時，該位被設(shè)置。設(shè)置該位指示出發(fā)送器準(zhǔn)備新的數(shù)據(jù)發(fā)送；當(dāng)UCR中的UDRIE位被設(shè)置時，UART發(fā)送完成中斷將被執(zhí)行。位4――FE：幀出錯。在幀出錯條件被檢測到時，該位被設(shè)置（如當(dāng)收到數(shù)據(jù)的停止位為0時）。FE在收到數(shù)據(jù)的停止位為1時，被清除。位3――OR：過速（超越出錯）。如果UDR寄存器中舊的數(shù)據(jù)還沒被讀走，新的數(shù)據(jù)又進(jìn)入接收移位寄存器，則OR位被置1。位2～0――保留位，總讀為0.UARTI/O控制寄存器――UCR位76543210$0A$2ARXCIETXCIEUDRIERXENTXENCHR9RXB8TXB8UCR讀／寫R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W初始值$00位7――RXCIE：RX完成中斷使能。當(dāng)該位被置1時，如果全局中斷被使能，在USR中設(shè)置RXC位將導(dǎo)致接收完成中斷被執(zhí)行。位6――TXCIE：TX完成中斷使能。位5――UDRIE：UART數(shù)據(jù)寄存器空中斷使能。位4――RXEN：接收使能。當(dāng)該位被設(shè)置為1時，允許UART接收。當(dāng)接收器被禁止時，TXC，OR及FE無法置位。如果這些位被設(shè)置，在把RXEN關(guān)閉時，不能清除它們。位3――TXEN：發(fā)送