Odborný výcvik ve 3. tisíciletí Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Programování jednočipových mikropočítačů MEIV Obor:Mechanik elektronik Ročník:4. Vypracoval:Antonín Mahdal Odborný výcvik ve 3. tisíciletí

Nejprve si popíšeme základní pojmy ● Hodinový takt ● Funkce reset ● Paměť Flash ● Paměť EEPROM ● Paměť SRAM ● Pracovní registry ● Program Counter PC ● Stack Pointer SP ● Status REGister SREG

Hodinový takt Časování, neboli hodinový takt jsou impulsy, které udávají rychlost práce mikroprocesoru. Bez nich by jednoduše nepracoval. PC také potřebuje zdroj hodinového taktu, v řádech GHz. U jednočipů to jsou desítky MHz.

Funkce reset Jakmile připojíme k mikroprocesoru napájení, většina paměťových buněk (kromě flash a eeprom paměti) obsahuje náhodný shluk dat, která nic neznamenají a překážejí, proto mikroprocesor provede po připojení napájení reset. U řady mikroprocesorů se toto dělá automaticky. U některých typů je nutné toto ošetřit "ručně". Při resetu se také nastaví první instrukce, kterou se začíná. Reset se také použije, pokud se program zacyklí a je důležitý pro programování.

Paměť Flash Tato paměť slouží k uchování programového kódu, říká se jí také programová. Většinou je ze všech tří největší. Její velikost je velmi rozdílná, od 1kB do 256kB a víc. Není to málo, nebudeme si tam totiž ukládat žádná multimédia, nýbrž text, kterým se bude mikroprocesor řídit a text příliš místa nezabírá. Zapisování a čtení se provádí přes PC (čítač programu), paměť je energeticky nezávislá, informace si pamatuje i po odpojení napájení..

Paměť EEPROM Paměť EEPROM má za úkol pamatovat si data, která využívá program, proto se jí říká datová. Její velikost je o něco menší než velikost programová, od několika bajtů po několik desítek kB. Zapisování a čtení je možné přes PC, ale také program, který se vykonává si z ní může přečíst a zapsat data. Paměť je opět energeticky nezávislá.

Paměť SRAM Statická RAM je paměť, která slouží k uchování dočasných informací se kterými pracuje program. Nedá se do ní zapisovat, ani číst z PC, z jednoho prostého důvodu, paměť je energeticky závislá, po odpojení napájení se z ní data smažou. Do této paměti může zapisovat a číst data program. U vyšších adres jsou umístěny vstupně-výstupní registry, jež ovládají periferie i samotný procesor. Od adresy 60H již máte celou zbylou (S)RAM pro sebe. Její velikost je o něco málo menší nebo stejná jako paměť EEPROM, od několika bajtů po několik desítek kB.

Pracovní registry 32 pracovních registrů a několik stavových registrů. Registr je paměťová jednotka o různé velikosti (podle typu mikroprocesoru). My pracujeme s 8- bitovým mikroprocesorem, tedy jejich velikost je přesně 1B. Víme, že je osmibitový, můžeme do něj tedy zapsat hodnoty Zapsání dat do určitého registru se provede programem. To nám slouží k dalším operací. Můžeme některé registry sčítat, odečítat atd. a výsledek zase uložit, hodnotu zobrazit na výstupu mikropro- soru, uložit do paměti a opačně - z paměti přečíst data, zjistit jaká logická data se nacházejí na pinech mikroprocesoru a spoustu dalších možností.

Program Counter PC PC čítač programu. Tento registr obsahuje adresu právě prováděné instrukce v paměti programu. PC není přístupný přímo. Jeho obsah se zvýší o 1. Skok je v programu realizován tak, že se adresa skoku umístí do PC.

Stack Pointer SP Nejprve si musíme vysvětlit, co je to zásobník. Když procesor prochází program, každý jednotlivý řádek programu (instrukce) má své číslo. Jestliže například zavoláme podprogram, musí být toto číslo někam uloženo, aby se tam běh programu mohl po dokončení podprogramu vrátit. Protože se však nachází po zapnutí napájení ukazatel na 0, je nutné ho umístit na jiné vhodnější místo (nejlépe na konci RAM). Tím nám nebude zasahovat do jiných používaných dat.

Status REGister SREG Jedná se o stavový registr, kam se ukládájí výsledky úspěšnosti provedené instrukce (umístění v paměti RAM) Vysvětlíme si, co jednotlivé bity znamenají: I – Global Interrupt Enable – globální povolení přerušení T – Bit Copy Storage – místo pro ukládání bitu H – Half Carry Flag – nastaví se při přenosu ze 3 na 4 bit S – SIGN BIT = S XOR N V – Two’s Complement Overflow Flag – příznak přeplnění čísla v druhém doplňku N – Negative Flag – příznak negativního výsledku Z – Zero Flag – příznak nulového výsledku C – Carry Flag – příznak přetečení avr_sreg

Závěr Tímto jsme se seznámili se základními pojmy, standartními registry a jejich významem. Existuje i mnoho dalších jiných důležitých registrů, ale o těch si řekneme později. V další lekci si ukážeme krátkou ukázku jednoduchého programu.

Střední průmyslová škola Uherský Brod,