ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.01.2021
Просмотров: 9130
Скачиваний: 82
СОДЕРЖАНИЕ
1.1Рекомендации по чтению руководства
1.3Рекомендовано для прочтения
3.4Арифметико-логическое устройство
3.4.1Аппаратное умножающее устройство
3.6Временная диаграмма выполнения инструкций
3.10Регистры RAMP и расширенной косвенной адресации
3.10.1Регистры RAMPX, RAMPY и RAMPZ
3.10.3Регистр расширенной косвенной адресации EIND
3.11Доступ к 16-битным регистрам
3.11.1Доступ к 24- и 32-битным регистрам
3.12Защита от изменения конфигурации
3.12.1Последовательность записи защищенных регистров ввода-вывода
3.12.2Последовательность выполнения защищенных инструкций SPM/LPM
3.13Fuse-биты для блокировки изменений
3.14.1Регистр защиты от изменения конфигурации CCP
4.3.1Сектор прикладной программы
4.3.2Сектор таблицы приложения
4.3.4Сигнатурный код производителя и ячейки калибровки
4.3.4.1Сигнатурный код пользователя
4.7.1Доступ к EEPROM в пространстве памяти данных
4.8.1Регистры ввода-вывода общего назначения
4.10Память данных и арбитраж шины
4.11Временные характеристики доступа к памяти
4.12Идентификация микроконтроллера
4.14Защита памяти ввода-вывода
4.15Описание регистров контроллера NVM энергонезависимой памяти
4.16Описание регистров - Fuse- и Lock-биты
4.16.1FUSEBYTE0 - конфигурационный байт 0 энергонезависимой памяти - JTAG-идентификатор пользователя
4.17Описание регистров - сигнатурный код производителя
4.17.1RCOSC2M - регистр калибровочного значения внутреннего генератора частоты 2 МГц
4.18Описание регистров - память ввода-вывода общего назначения
4.18.1GPIORn - регистр ввода-вывода n общего назначения
4.19Описание регистров внешней памяти
4.20Описание регистров управления МК
4.20.1DEVID0 - регистр 0 идентификатора МК
4.21Обзор регистров контроллера энергонезависимой памяти
4.22Обзор регистров Fuse- и Lock-бит
4.23Обзор регистров кода сигнатуры производителя
4.24Обзор регистров ввода-вывода общего назначения
4.25Обзор регистров управления микроконтроллером
4.26Векторы прерываний контроллера энергонезависимой памяти
5Контроллер прямого доступа к памяти (DMA-контроллер)
5.13Описание регистров DMA-контроллера
5.13.1CTRL - регистр управления DMA
5.13.2INTFLAGS - регистр статуса прерываний DMA
5.13.3STATUS - Регистр статуса DMA
5.13.4TEMPH - старший байт временного регистра DMTEMP
5.13.5TEMPL - младший байт временного регистра DMTEMP
5.14Описание регистров DMA-канала
5.14.1CTRLA - регистр А управления DMA-каналом
5.14.2CTRLB - регистр B управления DMA-каналом
5.14.3ADDRCTRL - регистр управления адресом DMA-канала
5.14.4TRIGSRC - источник запуска DMA-канала
5.14.5TRFCNTH - старший регистр счетчика байт при передаче блока по DMA-каналу
5.14.6TRFCNTL - младший регистр счетчика байт при передаче блока по DMA-каналу
5.14.7REPCNT - регистр счетчика повторов в DMA-канале
5.14.8SRCADDR2 - регистр 2 адреса источника DMA-канала
5.14.9SRCADDR1 - регистр 1 адреса источника DMA-канала
5.14.10SRCADDR0 - регистр 0 адреса источника DMA-канала
5.14.11DESTADDR2 - регистр 2 адреса получателя DMA-канала
5.14.12DESTADDR1 - регистр 1 адреса получателя DMA-канала
5.14.13DESTADDR0 - регистр 0 адреса получателя DMA-канала
5.15Обзор регистров DMA-контроллера
5.16Обзор регистров DMA-канала
5.17Обзор векторов прерываний DMA
5.18Использование DMA микропроцессора Xmega
5.18.3Блочная передача и режим повтора
5.18.7Запуск передачи и режим однократного запуска
5.18.9Доступ контроллера DMA к многобайтным регистрам
5.18.10Дополнительные возможности
6.5Временные характеристики передачи событий
6.7.1Работа квадратурного декодера
6.7.2Настройка квадратурного декодера
6.8.1CHnMUX - регистр мультиплексора канала события n
6.8.2CHnCTRL - Регистр управления каналом события n
6.8.3STROBE - строб-регистр события
6.8.4DATA - регистр данных события
7Системная синхронизация и источники синхронизации
7.3Распределение сигналов синхронизации
7.3.1Сигнал системной синхронизации- CLKsys
7.3.2Сигнал синхронизации ЦПУ - CLKcpu
7.3.3Сигнал синхронизации УВВ - CLKper
7.3.4Сигналы синхронизации УВВ с удвоенной/учетверенной частотой – CLKper2/CLKper4
7.3.5Асинхронный сигнал синхронизации - CLKasy
7.4.1.1Сверхмаломощный генератор частоты 32 кГц (ULP-генератор)
7.4.1.2Внутренний калиброванный генератор частоты 32.768 кГц
7.4.1.3Внутренний генератор частоты 32 МГц с возможностью автоматической калибровки
7.4.1.4Внутренний генератор частоты 2 МГц с возможностью автоматической калибровки
7.4.2Внешние источники синхронизации
7.4.2.1Кварцевый генератор частоты 0.4…16 МГц
7.4.2.2Вход внешней синхронизации
7.4.2.3Кварцевый генератор частоты 32 кГц
7.5Настройка системной синхронизации и предделителей частоты
7.6Блок PLL с коэффициентом умножения от 1 до 31
7.7Блоки DFLL 2- и 32-мегагерцевых генераторов
7.8Функция обнаружения отказа внешнего источника синхронизации
7.9Описание регистров системы синхронизации
7.9.1CTRL - регистр управления системной синхронизацией
7.10Описание регистров генераторов
7.10.1CTRL - регистр управления генераторами
7.11Описание регистров блоков DFLL32M/DFLL2M
7.11.1CTRL - регистр управления блоком DFLL
7.12Обзор регистров системы синхронизации
7.13Обзор регистров генераторов
7.14Обзор регистров блоков DFLL32M/DFLL2M
7.15Обзор вектора прерывания при отказе кварцевого генератора
8Управление энергопотреблением и экономичные режимы
8.4Регистры снижения энергопотребления
8.5Описание регистров управления экономичными режимами
8.5.1CTRL- регистр управления экономичными режимами работы
8.6Описание регистров снижения энергопотребления
8.6.1PRGEN - общий регистр снижения энергопотребления
8.6.2PRPA/B - регистр снижения энергопотребления порта А/В
8.6.38.6.3. PRPC/D/E/F - регистр снижения энергопотребления порта C/D/E/F
8.7Обзор регистров управления экономичными режимами работы
8.8Обзор регистров управления энергопотреблением
9.4.3Сброс от детектора просадки питания
9.4.5Сброс сторожевым таймером
9.4.7Сброс через интерфейс программирования и отладки
9.5.1STATUS - Регистр статуса сброса
9.5.2CTRL - регистр управления сбросом
10Система резервного батарейного питания
10.3Модуль с резервированием питания
10.3.1Обнаружение подачи питания резервного батарейного питания
10.3.2Супервизор батарейного питания
10.4Исчезновение основного питания
10.5Основной сброс и последовательность запуска
10.5.1Резервирование питания разрешено
10.5.2Резервирование питания не разрешено и сбой в его работе
10.6.1CTRL: регистр управления резервированием питания
10.6.2STATUS: регистр статуса модуля с резервированием питания
10.6.3BACKUP0: регистр 0 с резервным батарейным питанием
11.5Синхронизация сторожевого таймера
11.6Защита и блокировка конфигурации
11.7.1CTRL - регистр управления сторожевым таймером
11.7.2WINCTRL - регистр управления оконным режимом
11.7.3STATUS - регистр статуса сторожевого таймера
12Прерывания и программируемый многоуровневый контроллер прерываний
12.4.1Немаскируемые прерывания (NMI)
12.4.2Задержка реагирования на прерывание
12.6.1Статическая приоритезация
12.6.2Динамическая приоритезация
12.7Перемещение векторов прерываний между сектором прикладной программы и загрузочным сектором
12.8.1STATUS - регистр статуса PMIC-контроллера
12.8.2INTPRI - регистр приоритета прерываний PMIC Priority Register
12.8.3CTRL - регистр управления PMIC-контроллером
13.3Использование линий ввода-вывода
13.4Настройка линий ввода-вывода
13.4.2Подтягивание к минусу питания
13.4.3Подтягивание к плюсу питания
13.6Настройка параметров контроля входа
13.8Генерация событий портом ввода-вывода
13.9Альтернативные функции портов
13.10Управление скоростью фронтов
13.11Вывод синхронизации и событий
13.12Мультипортовая конфигурация
13.14Описание регистров портов
13.14.1DIR - регистр направления
13.14.2DIRSET - регистр установки бит направления
13.14.3DIRCLR - регистр сброса бит направления
13.14.4DIRTGL - регистр инвертирования бита направления
13.14.5OUT - регистр вывода данных
13.14.6OUTSET - регистр установки выходов порта
13.14.7OUTCLR - регистр сброса выходов порта
13.14.8OUTTGL - регистр инвертирования выходов порта
13.14.9IN - регистр ввода данных
13.14.10INTCTRL - регистр управления прерываниями
13.14.11INT0MASK - регистр маски прерывания 0
13.14.12INT1MASK - регистр маски прерывания 1
13.14.13INTFLAGS - регистр флагов прерывания
13.14.14PINnCTRL - конфигурационный регистр линии n
13.15Описание регистров мультипортовой конфигурации
13.15.1MPCMASK - регистр маски одновременной и одинаковой конфигурации нескольких линий в/в
13.15.2VPCTRLA - регистр А управлению связью с виртуальными портами
13.15.3VPCTRLB - регистр В управлению связью с виртуальными портами
13.15.4CLKEVOUT - регистр вывода сигналов событий и синхронизации
13.16Описание регистров виртуальных портов
13.16.1DIR - регистр направления
13.16.2OUT - регистр вывода данных
13.16.3IN - регистр ввода данных
13.16.4INTFLAGS - регистр флагов прерываний
13.18Обзор регистров мультипортовой конфигурации
13.19Обзор регистров виртуальных портов
13.20Обзор векторов прерываний портов ввода-вывода
14.4Источники синхронизации и событий
14.6.2Управляемый событиями режим работы
14.7.3Захват длительности импульса
14.7.432-битный входной захват
14.8.2Генерация частотных сигналов (FRQ)
14.8.3Генерация ШИМ сигнала в режиме PWM с однонаправленным счетом
14.8.4Генерация ШИМ сигнала в режиме PWM с двунаправленным счетом
14.8.5Вывод сигналов генератора импульсов на линии порта
14.12.1CTRLA - регистр управления А
14.12.2CTRLB - регистр управления В
14.12.3CTRLC - регистр управления C
14.12.4CTRLD - регистр управления D
14.12.5CTRLE - регистр управления E
14.12.6INTCTRLA - регистр А разрешения прерываний
14.12.7INTCTRLB - регистр В разрешения прерываний
14.12.8CTRLFCLR/CTRLFSET - сброс/установка регистра управления F
14.12.9CTRLGCLR/CTRLGSET - сброс/установка регистра управления G
14.12.10INTFLAGS - регистр флага прерывания
14.12.11TEMP - временный регистр для 16-битного доступа
14.12.12CNTH - старший регистр счетчика
14.12.13CNTL - младший регистр счетчика
14.12.14PERH - старший регистр периода
14.12.15PERL - младший регистр периода
14.12.16CCxH - старший регистр n захвата/сравнения
14.12.17CCxL - младший регистр n захвата/сравнения
14.12.18PERBUFH - старший буферный регистр периода таймера-счетчика
14.12.19PERBUFL - младший буферный регистр периода таймера-счетчика
14.12.20CCxBUFH - старший регистр буфера захвата или сравнения х
14.12.21CCxBUFL - младший регистр буфера захвата или сравнения x
14.14Обзор векторов прерываний
15Блок расширения возможностей генерации импульсов AWeX
15.4Генерация паузы неперекрытия
15.6.2Режимы восстановления нормальной работы
15.6.4Взаимодействие со встроенной отладочной системой
15.7.1CTRL - Регистр управления
15.7.2FDEMASK - регистр маски событий для обнаружения повреждения
15.7.3FDCTRL - регистр управления обнаружением отказа
15.7.4STATUS - регистр статуса
15.7.5DTBOTH - регистр общего доступа к паузам неперекрытия
15.7.6DTBOTHBUF - регистр общего доступа к буферным регистрам пауз неперекрытия
15.7.7DTLS - регистр паузы неперекрытия нижнего уровня
15.7.8DTHS - регистр паузы неперекрытия верхнего уровня
15.7.9DTLSBUF - буферный регистр паузы неперекрытия нижнего уровня
15.7.10DTHSBUF - буферный регистр паузы неперекрытия верхнего уровня
15.7.11OUTOVEN - регистр разрешения перекрытия выходов
16Блок расширения разрешающей способности
16.1Отличительные особенности:
16.3.1CTRLA - регистр управления А блока Hi-Res
17Счетчик реального времени RTC
17.3.1CTRL - регистр управления счетчиком реального времени
17.3.2STATUS - регистр статуса счетчик реального времени
17.3.3INTCTRL - регистр управления прерываниями счетчика реального времени
17.3.4INTFLAGS - регистр флагов прерываний счетчика реального времени
17.3.5TEMP - временный регистр счетчика реального времени
17.3.6CNTH - старший регистр счетчика реального времени
17.3.7CNTL - младший регистр счетчика реального времени
17.3.8PERH - старший регистр периода счетчика реального времени
17.3.9PERL - младший регистр периода счетчика реального времени
17.3.10COMPH - старший регистр сравнения счетчика реального времени
17.3.11COMPL - младший регистр сравнения счетчика реального времени
1832-битный счетчик реального времени RTC32
18.3.1CTRL - регистр управления
18.3.2SYNCCTRL - регистр управления/статуса синхронизации
18.3.3INTCTRL - регистр управления прерываниями
18.3.4INTFLAGS - регистр флагов прерываний
18.3.5CNT3 - регистр счетчика 3
18.3.6CNT2 - регистр счетчика 2
18.3.7CNT1 - регистр счетчика 1
18.3.8CNT0 - регистр счетчика 0
18.3.9PER3 - регистр периода 3
18.3.10PER2 - регистр периода 2
18.3.11PER1 - регистр периода 1
18.3.12PER0 - регистр периода 0
18.3.13COMP3 - регистр сравнения 3
18.3.14COMP2 - регистр сравнения 2
18.3.15COMP1 - регистр сравнения 1
18.3.16COMP0 - регистр сравнения 0
19.3.1Электрические характеристики
19.3.7Синхронизация и задержка импульсов синхронизации
19.3.9Синхронизация ведущих устройств
19.4Логика контроля состояния шины TWI
19.5Работа ведущего модуля TWI
19.5.1.1Сценарий M1: арбитраж проигран или ошибка во время передачи пакета адреса
19.5.1.2Сценарий M2: Передача пакета адреса завершена, но он не подтвержден подчиненным устройством
19.5.1.3Сценарий M3: Завершена передача пакета адреса с равным нулю битом направления
19.5.1.4Сценарий M4: Завершена передача пакета адреса с равным единице битом направления
19.6Работа подчиненного модуля TWI
19.6.1.1Сценарий 1: принят пакета адреса с равным единице битом направления
19.6.1.2Сценарий 2: принят пакет адреса с равным нулю битом направления
19.6.1.4Сценарий 4: принято условие STOP
19.7Разрешение работы интерфейса внешнего драйвера
19.8Описание регистров модуля TWI
19.8.1CTRL - общий регистр управления модуля TWI
19.9Описание регистров ведущего модуля TWI
19.9.1CTRLA - регистр управления А ведущего модуля TWI
19.9.2CTRLB - регистр управления В ведущего модуля TWI
19.9.3CTRLC - регистр управления С ведущего модуля TWI
19.9.4STATUS - регистр статуса ведущего устройства
19.10Ftwi = Fsys/[2(5+BAUD)], Гц (1)
19.11BAUD = (Fsys/2 * Ftwi) - 5 (2)
19.11.1ADDR - регистр адреса ведущего модуля TWI
19.11.2DATA - регистр данных ведущего модуля TWI
19.12Описание регистров подчиненного модуля TWI
19.12.1CTRLA - регистр управления А подчиненного модуля TWI
19.12.2CTRLB - регистр управления В починенным модулем TWI
19.12.3STATUS- регистр статуса подчиненного модуля TWI
19.12.4ADDR - регистр адреса подчиненного модуля TWI
19.12.6ADDRMASK - регистр маски адреса подчиненного модуля TWI
19.13Обзор регистров модуля TWI
19.14Обзор регистров ведущего модуля TWI
19.15Обзор регистров подчиненного модуля TWI
19.15.1Обзор векторов прерываний
20Последовательный интерфейс SPI
20.7.1CTRL - регистр управления SPI
20.7.2INTCTRL - регистр управления прерываниями SPI
20.7.3STATUS - регистр статуса модуля SPI
20.7.4DATA - регистр данных SPI
20.9Векторы прерываний модуля SPI
21.3.1Внутренняя генерация синхронизации дробным генератором скорости
21.3.3Работа с удвоенной скоростью (CLK2X)
21.3.5Генерация синхронизации для шины SPI
21.4.1Вычисление бита паритета
21.4.2SPI-совместимые форматы посылок
21.6Отправка данных передатчиком USART
21.7Получение данных приемником USART
21.7.5Очистка буфера приемника
21.8.1Восстановление синхронизации
21.8.3Рабочий диапазон асинхронного приемника
21.9Дробная генерация скорости
21.10Работа USART в ведущем SPI-совместимом режиме
21.11Сравнение режима SPI модуля USART с модулем SPI
21.12Режим мультипроцессорной связи
21.12.1Использование режима мультипроцессорной связи
21.15.1DATA - регистр ввода-вывода данных модуля USART
21.15.2STATUS - регистр статуса USART
21.15.3CTRLA - регистр управления А модуля USART
21.15.4CTRLB - регистр управления В модуля USART
21.15.5CTRLC - регистр управления С модуля USART
21.16Таблица 21.6. Настройка бит CMODE
21.16.1BAUDCTRLA - регистр скорости USART
21.16.2BAUDCTRLB - регистр скорости USART
21.17.1Описание регистров модуля USART
21.17.2Описание регистров модуля USART, работающего в режиме ведущего интерфейса SPI
21.18Обзор векторов прерываний
22Модуль инфракрасной связи IRCOM
22.322.2.1. Фильтрация системы событий
22.4.1TXPLCTRL - регистр управления длительностью импульса передатчика IRCOM
22.4.2RXPLCTRL - регистр управления длительностью импульса приемника IRCOM
22.4.3CTRL - регистр управления IRCOM
23.1.1Отличительные особенности
23.4.1Память ключа и память состояния
23.5Обзор регистров модуля AES
23.5.1CTRL - регистр управления модулем AES
23.5.2STATUS - регистр статуса модуля AES
23.5.3STATE - регистр состояния модуля AES
23.5.4KEY - регистр ключа модуля AES
23.5.5INTCTRL - регистр управления прерыванием модуля AES
23.6Обзор регистров модуля AES
23.7Вектор прерываний модуля AES
24.3.2Размер адресного пространства
24.3.3Выхода выбора микросхем в качестве адресных линий
24.4Настройка линий ввода-вывода
24.6.1Работа без мультиплексирования
24.6.2Мультиплексирование байтов адреса 0 и 1
24.6.3Мультиплексирование байтов адреса 0 и 2
24.6.4Мультиплексирование байтов адреса 0, 1 и 2
24.6.5Требования к регистрам фиксации адреса
24.7Совместная работа со SRAM LPC-типа
24.7.1Мультиплексирование данных с байтом адреса 0
24.7.2Мультиплексирование данных с байтами адреса 0 и 1
24.8.23-портовая конфигурация интерфейса EBI
24.8.34-портовая конфигурация интерфейса EBI
24.9Комбинированное подключение к SRAM и SDRAM
24.10Временная диаграмма интерфейса EBI
24.10.1.1Режим SRAM без мультиплексирования
24.10.1.2Режим SRAM с мультиплексированием адреса и синхронизацией 1х
24.10.1.3Режим SRAM с мультиплексированием адреса и синхронизацией 2х
24.10.1.4Режим SRAM LPC с мультиплексированием адреса/данных и синхронизацией 1x
24.10.1.5Режим SRAM LPC с мультиплексированием адреса/данных и синхронизацией 2x
24.10.2.14-битный режим SDRAM с синхронизацией 1х
24.10.2.28-битный режим SDRAM с синхронизацией 2х
24.11Описание регистров модуля EBI
24.11.1CTRL - регистр управления модулем EBI
24.11.2SDRAMCTRLA - регистр A управления SDRAM
24.11.3REFRESH - регистр периода регенерации SDRAM
24.11.4INITDLY - регистр задержки инициализации SDRAM
24.11.5SDRAMCTRLB - регистр В управления SDRAM
24.11.6SDRAMCTRLC - регистр С управления SDRAM
24.12Описание регистров управления выбором микросхем
24.12.1CTRLA - регистр А управления выбором микросхемы
24.12.2CTRLB (SRAM) - регистр В управления выбором микросхемы
24.12.3CTRLB (SDRAM) - регистр В управления выбором микросхемы
24.12.4BASEADDR - регистр базового адреса выбора микросхемы
24.13Обзор регистров модуля EBI
24.14Обзор регистров управления выбором микросхем
25Аналогово-цифровой преобразователь ADC
25.3.2Дифференциальный вход с усилением
25.9Синхронизация и временная диаграмма преобразования АЦП
25.9.1Одиночное преобразование без усиления
25.9.2Одиночное преобразование с усилением
25.9.3Одиночные преобразования в двух каналах АЦП
25.9.4Одиночные преобразования в двух каналах АЦП с усилением в канале 0
25.9.5Одиночные преобразования в двух каналах АЦП с усилением в канале 1
25.9.6Автоматический режим с усилением в двух каналах АЦП
25.15Описание регистров модуля АЦП
25.15.1CTRLA - регистр управления А модуля АЦП
25.15.2CTRLB - регистр управления В модуля АЦП
25.15.3REFCTRL - регистр управления опорным напряжением АЦП
25.15.4EVCTRL - регистр управления событиями АЦП
25.15.5PRESCALER - регистр предделителя синхронизации АЦП
25.15.6INTFLAGS - регистр флагов прерываний АЦП
25.15.7TEMP - временный регистр АЦП
25.15.8CALL - регистр младшего байта калибровочного значения АЦП
25.15.9CALH - регистр старшего байта калибровочного значения АЦП
25.15.10CHnRESH - старший регистр результата канала АЦП n
25.15.10.112-битный режим с левым выравниванием
25.15.10.212-битный режим с правым выравниванием
25.15.11CHnRESL - младший регистр результата канала АЦП n
25.15.11.212-битный режим с левым выравниванием
25.15.12CMPH - старший регистр сравнения модуля АЦП
25.15.13CMPL - младший регистр сравнения модуля АЦП
25.16Описание регистра канала АЦП
25.16.1CTRL - регистр управления канала АЦП
25.16.2MUXCTRL - регистры управления мультиплексором канала АЦП
25.16.3INTCTRL - регистры управления прерыванием канала АЦП
25.16.4INTFLAG - регистр флагов прерываний канала АЦП
25.16.5RESH - старший регистр результата канала АЦП n
25.16.5.112-битный режим с левым выравниванием
25.16.5.212-битный режим с правым выравниванием
25.16.6RESL - младший регистр результата канала АЦП n
25.16.6.212-битный режим с левым выравниванием
25.18Обзор регистров канала АЦП
25.19Обзор векторов прерываний
26Цифро-аналоговый преобразователь DAC
26.6Ограничения к временным характеристикам
26.9.1CTRLA - регистр А управления модулем DAC
26.9.2CTRLB - регистр В управления модулем DAC
26.9.3CTRLC - регистр С управления ЦАП
26.9.4EVCTRL - регистр управления событиями
26.9.5TIMCTRL - регистр задания временных характеристик ЦАП
26.9.6STATUS - регистр статуса ЦАП
26.9.7CH0DATAH - старший регистр данных канала ЦАП 0
26.9.8CH0DATAL - младший регистр данных канала ЦАП 0
26.9.9CH1DATAH - старший регистр данных канала ЦАП 1
26.9.10CH1DATAL - младший регистр данных канала ЦАП 1
26.9.11GAINCAL - регистр калибровки коэффициента передачи ЦАП
26.9.12OFFSETCAL - регистр калибровки смещения ЦАП
27.5Генерация прерываний и событий
27.8Зависимость энергопотребления от задержки распространения
27.9.1ACnCTRL - регистр управления аналоговым компаратором n
27.9.2ACnMUXCTRL - регистр управления мультиплексором аналогового компаратора n
27.9.3CTRLA - регистр управления А
27.9.4CTRLB - регистр управления В
27.9.5WINCTRL - регистр управления оконным режимом аналоговых компараторов
27.9.6STATUS - общий регистр статуса аналоговых компараторов
27.11Обзор векторов прерываний
28IEEE 1149.1-совместимый интерфейс JTAG
28.5.2Регистр идентификации МК
28.5.2.3Идентификатор производителя
28.5.3Цепь граничного сканирования
28.6Цепь граничного сканирования
28.6.1Сканирование линий ввода-вывода
29Интерфейс программирования и отладки PDI
29.3.3Формат посылки и символы
29.3.4Последовательные передача и прием
29.3.5Последовательная передача данных
29.3.5.129.3.5.1. Обнаружение конфликтов управления и коллизий
29.3.6.1Обнаружение символа BREAK
29.4.4Формат посылки и символов
29.4.4.1Специальные символы данных
29.4.5Последовательные передача и прием
29.4.6Последовательная передача
29.4.7.2Обнаружение символа BREAK
29.5.1Переключение между режимами PDI и JTAG
29.5.2Доступ к внутренним интерфейсам
29.5.3Ключ программирования энергонезависимой памяти
29.5.4Обработка исключительных ситуаций
29.5.6.1LDS - загрузка данных из пространства данных PDIBUS с использованием прямой адресации
29.5.6.2STS - сохранение данных в пространстве данных PDIBUS с использованием прямой адресации
29.5.6.3LD - загрузка данных из пространства данных PDIBUS с использованием косвенной адресации
29.5.6.4ST - сохранение данных в пространство данных PDIBUS с использованием косвенной адресации
29.5.6.5LDCS - загрузка данных из пространства регистров управления и статуса PDI
29.5.6.6STCS - сохранение данных в пространстве регистров управления и статуса PDI
29.5.6.7KEY - настройка ключа активизации
29.5.6.8REPEAT - настройка счетчика повтора инструкций
29.6Описание регистров инструкции и адресации интерфейса PDI
29.6.3Регистр счетчика повторов
29.6.4Регистр счетчика операндов
29.7Описание регистров управления и статуса интерфейса PDI
29.7.1STATUS - регистр статуса интерфейса PDI
29.7.3CTRL - регистр управления интерфейсом PDI
30Программирование запоминающих устройств
30.4.1Команды с запуском по действию
30.4.2Команды с запуском по чтению NVM
30.4.3Команды с запуском по записи NVM
30.4.4Механизм CCP для защиты записи/исполнения
30.5Особенности работы NVM-контроллера в занятом состоянии
30.6Страничные буферы Flash-памяти и EEPROM
30.6.1Страничный буфер Flash-памяти
30.7Последовательности программирования Flash-памяти и EEPROM
30.7.1Последовательность программирования Flash-памяти
30.7.2Последовательность программирования EEPROM
30.8Защита энергонезависимой памяти
30.9Предотвращение нарушения данных
30.11Самопрограммирование под управлением программы загрузчика
30.11.1Программирование Flash-памяти
30.11.1.1Сектор прикладной программы и загрузочный сектор
30.11.1.2Адресация Flash-памяти
30.11.2NVM-команды Flash-памяти
30.11.2.2Стирание страничного буфера Flash-памяти
30.11.2.3Загрузка страничного буфера Flash-памяти
30.11.2.4Стирание страницы Flash-памяти
30.11.2.5Запись страницы Flash-памяти
30.11.2.6Вычисление CRC для диапазона Flash-памяти
30.11.2.7Стирание сектора прикладной программы
30.11.2.8Стирание страницы сектора прикладной программы/загрузочного сектора
30.11.2.9Запись страницы сектора прикладной программы/загрузочного сектора
30.11.2.10Стирание и запись страницы сектора прикладной программы/загрузочного сектора
30.11.2.11Вычисление CRC в секторе прикладной программы/загрузочном секторе
30.11.2.12Стирание сигнатурного кода пользователя
30.11.2.13Запись сигнатурного кода пользователя
30.11.2.14Чтение сигнатурного кода пользователя/калибровочных данных
30.11.3NVM-команды доступа к Fuse- и Lock-битам
30.11.4Программирование EEPROM
30.11.5.1Загрузка страничного буфера EEPROM
30.11.5.2Стирание страничного буфера EEPROM
30.11.5.3Стирание страницы EPPROM
30.11.5.4Запись страницы EEPROM
30.11.5.5Стирание и запись страницы EEPROM
30.12.1Разрешение работы интерфейса внешнего программирования
30.12.3.3Стирание страничного буфера Flash-памяти/EEPROM
30.12.3.4Загрузка страничного буфера Flash-памяти/EEPROM
30.12.3.5Стирание страницы Flash-памяти/EEPROM
30.12.3.6Запись страницы Flash-памяти/EEPROM
30.12.3.7Стирание и запись страницы Flash-памяти/EEPROM
30.12.3.8Стирание сектора прикладной программы/загрузочного сектора/EEPROM
30.12.3.9Проверка CRC Flash-памяти
30.12.3.10Запись Fuse-/Lock-бит
31Карта памяти модулей ввода-вывода
32Краткое описание набора инструкций
33Приложение А. Временные диаграммы модуля EBI
33.13-портовое подключение SRAM с ALE1 и CS
33.23-портовое подключение SRAM с ALE12 и CS
33.34-портовое подключение SRAM с ALE2 и CS
33.44-портовое подключение SRAM с CS и без ALE
33.52-портовое подключение LPC памяти с ALE12 и CS
33.63-портовое подключение LPC памяти с ALE1 и CS
33.72-портвоое подключение LPC памяти с ALE1 и CS
33.83-портовое подключение SRAM с ALE1 и без CS
33.94-портвоое подключение SRAM без ALE и CS
33.102-портовое подключение LPC памяти с ALE12 и без CS
34Электрические характеристики
34.1Предельно-допустимые параметры*
34.2Статические характеристики
34.6Характеристики аналоговых компараторов
35Сведения о выявленных ошибках в работе микроконтроллеров
Активные состояния:
-
ЗАХВАТ_РД: фиксация параллельных данных из PDI в регистре данных PDICOM.
-
СДВИГ_РД: передача сдвигом регистра данных PDICOM под управлением входа TCK.
-
МОДИФ_РД: копирование команд или операндов в параллельном формате из регистра данных PDICOM в интерфейс PDI.
28.5Регистры данных
Между выводами TDI и TD
-
могут быть включены следующие регистры данных:
-
Обходной регистр (регистр А на рисунке 28.2).
-
Регистр идентификации МК (регистр С на рисунке 28.2).
-
Цепь граничного сканирования (регистр D на рисунке 28.2).
-
Регистр данных PDI (регистр В на рисунке 28.2).
Рисунок 28.2. Обзор JTAG регистра данных
28.5.1Обходной регистр
Обходной регистр образован однокаскадным сдвиговым регистром. Когда обходной регистр выбирается в качестве пути между выводами TDI и TDO, при выходе контроллера из состояния ЗАХВАТ-РД, регистр принимает нулевое значение. Обходной регистр может использоваться для минимизации длины цепи сканирования во время тестирования другой микросхемы.
28.5.2Регистр идентификации МК
Рисунок 28.3. Регистр идентификации МК
28.5.2.1Версия
Версия - 4-битное значение, позволяющее идентифицировать версию компонента. Здесь используется JTAG нумерация версий. Версии А соответствует код 0x0, версии B - 0x1 и т.д.
28.5.2.2Шифр продукции
Шифр продукции - это 16-битный код, позволяющий установить наименование микросхемы. Узнать числовое значение шифра продукции интересующего микроконтроллера можно в документации на него.
28.5.2.3Идентификатор производителя
Идентификатор производителя - это 11-битный код, позволяющий установить производителя микросхемы. В случае Atmel этот код равен 11x01F.
28.5.3Цепь граничного сканирования
Цепь граничного сканирования имеет возможность управления логическими уровнями и их контроля на всех линиях ввода-вывода. Более детально об этом см. в 28.6 "Цепь граничного сканирования".
28.5.4Регистр данных PDICOM
Регистр данных PDICOM - 9-битный регистр, который используется для последовательно-параллельного и параллельно-последовательного преобразования данных между JTAG TAP и PDI. Подробности см. в разделе 29 "Интерфейс программирования и отладки".
28.6Цепь граничного сканирования
Цепь граничного сканирования позволяет управлять логическими уровнями на линиях ввода-вывода и контролировать их. Чтобы гарантировать предсказуемость поведения микроконтроллера в процессе и после выполнения инструкций EXTEST, CLAMP и HIGHZ, микроконтроллер автоматически переходит в состояние сброса. В этом состоянии отключаются внешние генераторы, аналоговые модули и заданные программно настройки портов (в т.ч. подтяжка к плюсу или минусу, адаптивная подтяжка и выходы типа "Монтажное И/ИЛИ"). Необходимо заметить, что инструкции SAMPLE и PRELOAD не влияют на текущее состояние микроконтроллера и его портов.
28.6.1Сканирование линий ввода-вывода
На рисунке 28.4 показана ячейка граничного сканирования, предусмотренная на каждой двунаправленной линии порта. Данная ячейка может управлять как направлением линии, так и её значением через двухступенчатый сдвиговый регистр. Если альтернативная функция линии ввода-вывода не используется, её направление будет зависеть от значения регистра DIR, состояние - от значения регистра OUT, а входное значение будет доступно через регистр IN (предварительно поступает к входному инвертору и синхронизатору). Линия Mode активизируется инструкцией CLAMP или EXTEST, а линия Shift DR равна единице, когда TAP-контроллер находится в состоянии СДВИГ-РД.
Рисунок 28.4. Ячейка граничного сканирования двунаправленной линии
28.6.2Сканирование линий PDI
Для контроля за состоянием комбинированного вывода RESET/PDI_CLK и вывода PDI_DATA предусмотрены две специальные ячейки, имеющие только возможность контроля логических уровней. Несмотря на то, что вывод PDI_DATA является двунаправленным, он может только контролироваться, что необходимо для избавления от избыточной логики в выходном тракте PDI_DATA.
Рисунок 28.5. Ячейки с возможностями только контроля входов
29Интерфейс программирования и отладки PDI
29.1Отличительные особенности
-
Интерфейс программирования и отладки (PDI)
-
2-проводной интерфейс для внешнего программирования и доступа к встроенной отладочной системе
-
Использует вывод сброса (Reset) и еще один специальный вывод Test
-
В программировании и отладке не участвуют линии ввода-вывода
-
Особенности программирования
-
Гибкий протокол передачи данных
-
8 гибких инструкций
-
Минимальные затраты ресурсов на реализацию протокола
-
Малое время программирования
-
Частота синхронизации программирования 10 МГц при напряжении питания 1.8В
-
Надежность
-
Встроенное обнаружение и обработка ошибок
-
Возможности отладки
-
Не нарушает работу МК
-
Не использует программных или аппаратных ресурсов
-
Полное управление потоком программы
-
Поддержка символьной отладки на аппаратном уровне
-
Команды управления исполнением программы GO(пуск), STOP (стоп), RESET (сброс), STEP INTO (шаг с входом в подпрограмму), STEP OVER (шаг с обходом подпрограммы), STEP OUT (шаг с выходом из подпрограммы), RUN-TO-CURSOR (исполнение до курсора)
-
1 специальная точка останова по адресу памяти программ или символьная точка останова для AVR STUDIO/эмулятора
-
4 аппаратных точек останова
-
Неограниченное количество точек останова программы пользователя
-
ЦПУ участвует в доступе к памяти ввода-вывода, памяти данных и памяти программ
-
Высокоскоростная работа
-
Не предъявляются ограничения к частоте системной синхронизации
-
Интерфейс JTAG
-
Совместим со стандартом IEEE 1149.1
-
Возможности граничного сканирования в соответствии со стандартом IEEE 1149.1 (JTAG)
-
Те же функции программирования, что и у PDI
-
Те же функции отладки, что и у PDI
29.2Обзор
Интерфейс программирования и отладки (PDI) - разработанный компанией Atmel интерфейс доступа к встроенным в микроконтроллер блокам программирования и отладки.
PDI поддерживает высокоскоростное программирование всех пространств энергонезависимой памяти, в т.ч. Flash-память, EEPOM, Fuse-биты, Lock-биты и сигнатурный код пользователя. Программирование осуществляется путем доступа к контроллеру энергонезависимой памяти (NVM-контроллер) и выполнения NVM-контроллером команд, описанных в разделе 30 "Программирование памяти".
Встроенная отладочная система (OCD-система) функционирует полностью автономно. В процессе работы отладочной системы, не задействуются какие-либо программные или аппаратные ресурсы, кроме четырех линий ввода-вывода, выступающих в роли интерфейса JTAG (если он используется). OCD-система оснащена всеми возможностями управления потоком программы, поддерживает неограниченное число точек останова по данным и адресам программы, и может выполнить чтение или запись любой области памяти.
Возможности программирования и отладки доступны через два физических интерфейса. Основной интерфейс - PDI. Он представляет собой 2-проводной интерфейс, в т.ч. вывод Reset, использующийся в качестве входа синхронизации (PDI_CLK), и отдельный вывод Test, использующийся для ввода и вывода данных (PDI_DATA). У большинства микроконтроллеров также имеется интерфейс JTAG. Этот интерфейс является 4-проводным и тоже может использоваться для программирования и отладки. Интерфейс JTAG совместим со стандартом IEEE 1149.1 и поддерживает возможности граничного сканирования. Если не указывается иное, при любом дальнейшем упоминании PDI полагается доступ к нему через его же трансивер. Любой внешний программатор или адаптер встроенной отладочной системы/эмулятор может быть напрямую подключен к этим интерфейсам, не требуя при этом установки внешних компонентов.
Рисунок 29.1. Контроллер PDI с трансиверами JTAG и PDI, а также другими ближайшими модулями (выделены серым цветом)
29.3Трансивер PDI
Трансивер PDI отвечает за обработку сигналов последовательного интерфейса на физическом уровне. Трансивер образован двунаправленным полудуплексным синхронным последовательным приемником и передатчиком (идентичен USART в режиме USRT). Трансивер поддерживает возможности обнаружения начала посылки, ошибок в посылке, генерации паритета, обнаружения ошибок паритета и обнаружения коллизий.
PDI доступен через два вывода:
-
PDI_CLK: вход синхронизации PDI (вывод Reset).
-
PDI_DATA: вход/выход PDI (вывод Test).
Кроме этих двух выводов, у внешнего программатора/отладчика и микроконтроллера необходимо соединить линии VCC и GND. Типовое подключение показано на рисунке 29.2.
Рисунок 29.2. Подключение к интерфейсу PDI
Остальная часть данного раздела ориентирована на производителей средств программирования микроконтроллеров XMEGA.
29.3.1Разрешение работы
Перед тем как использовать трансивер PDI необходимо разрешить его работу. Для этого, вначале необходимо перевести линию PDI_DATA в высокое состояние на время, которое больше минимальной длительности внешнего импульса сброса (длительность внешнего импульса сброса уточните в документации на микроконтроллер). В результате такой операции, отключается функция сброса у вывода Reset (при условии, что эта функции не была отключена прежде fuse-битом).
Очередным действием, направленным на разрешение работы PDI, является удержание линии PDI_DATA в высоком состоянии в течение 16 циклов PDI_CLK (16 нарастающих фронтов). Первый цикл PDI_CLK должен появиться с задержкой не более 100 мкс после отключения функции сброса у вывода Reset. Если это требование не выполнить, функция сброса вывода Reset будет автоматически возобновлена и последовательность разрешения работы PDI придется повторить заново.
После выполнения всех описанных действий, PDI включается в работу и готов к приему инструкций. Последовательность разрешения работы показана на рисунке 29.3.
На выводе PDI_DATA имеется внутренний подтягивающий к минусу резистор, который активизируется одновременно с PDI.
Рисунок 29.3. Последовательность разрешения работы PDI
29.3.2Отключение
Если частота синхронизации на линии PDI_CLK окажется меньшей приблизительно 10 кГц, это будет восприниматься как неактивность линии синхронизации и приведет к отключению PDI и возобновлению функции сброса у вывода Reset (PDI_CLK), но при условии, что функция сброса не была отключена fuse-битом. Если в процессе разрешения работы возникнут чрезмерные задержки, последовательность разрешения работы PDI придется начать заново.
Из сказанного следует, что минимальная частота программирования равна приблизительного 10 кГц.
29.3.3Формат посылки и символы
Интерфейс PDI использует фиксированный формат посылки. Последовательная посылка образована 8 битами данных, старт-битом, стоп-битами и битом паритета.
Рисунок 29.4. Формат посылки интерфейса PDI
Таблица 1
St |
Старт-бит, всегда равен 0 |
(0-7) |
Биты данных (0…7) |
P |
Бит паритета, используется четный паритет |
Sp1 |
Стоп-бит 1, всегда равен 1 |
Sp2 |
Стоп-бит 2, всегда равен 1 |
29.3.3.1Символы
Предусмотрено три символа: DATA, BREAK и IDLE. Символ BREAK генерируется передачей 12 бит низкого уровня. Символ IDLE равен по длительности 12 битам высокого уровня. Оба символа, BREAK и IDLE, могут быть дольше по длительности, чем 12 бит.
Рисунок 29.5. Символы и временные диаграммы интерфейса PDI
29.3.4Последовательные передача и прием
Трансивер PDI может работать либо в режиме передачи (TX), либо в режиме приема (RX). По умолчанию он работает в режиме RX, ожидая прием старт-бита.
Программатор и PDI работают синхронно с сигналом PDI_CLK, который генерирует программатор. Зависимость между фронтами импульсов синхронизации и выборкой или изменением данных фиксированная. Как показано на рисунке 29.6 вывод данных (либо из программатора, либо из PDI) всегда происходит по падающему фронту PDI_CLK, а выборка данных - по нарастающему фронту PDI_CLK.
Рисунок 29.6. Изменение и выборка данных
29.3.5Последовательная передача данных
После инициации передачи данных (контроллером PDI), передатчик передает сдвигом по линии PDI_DATA старт-бит, биты данных, бит паритета и два стоп-бита. Скорость передачи задается сигналом PDI_CLK. В режиме передачи, биты IDLE (единичные биты) автоматически передаются для заполнения пауз, образуемых в процессе передачи символов DATA. При обнаружении в ходе передачи коллизии, выходной драйвер отключается, а интерфейс переходит в режим приема RX , ожидая в дальнейшем символ BREAK.
29.3.5.129.3.5.1. Обнаружение конфликтов управления и коллизий
Во избежание конфликтов управления, когда и PDI и программатор пытаются одновременно управлять линией PDI_DATA), предусмотрен механизм обнаружения коллизий. Этот механизм заключается в способе управления выводом данных интерфейса PDI на линию PDI_DATA. Как показано на рисунке 7, драйвер выхода активизируется только тогда, когда необходимо изменить состояние выхода (из 0 в 1 или из 1 в 0). Это означает, что, если подряд передаются два или более бит с одним и тем же значением, для передачи этого значения драйвер активен только во время первого цикла синхронизации. По окончании первого цикла происходит отключение драйвера и в дальнейшем его выход находится в высокоимпедансном состоянии, а за поддержание установленного уровня на линии PDI_DATA вплоть до момента очередной активизации драйвера отвечает схема адаптивной подтяжки.
Рисунок 29.7. Управление выводом данных на линию PDI_DATA с использованием адаптивной подтяжки
Ситуация, когда программатор и PDI одновременно управляют линией PDI_DATA, показана на рисунке 29.8. Возможность определить корректность уровня, присутствующего на линии PDI_DATA, интерфейс PDI получает в тех случаях, когда подряд передается два или более бит с одним и тем же значением. Коллизия обнаруживается, если программатор перевел линию PDI_DATA в состояние, которое противоположно ожидаемому интерфейсом PDI состоянию.
Рисунок 29.8. Обнаружение конфликтов управления и коллизий на линии PDI_DATA
Если же PDI будет передавать чередование единиц и нулей, то коллизию нельзя будет обнаружить, т.к. драйвер выхода будет постоянно активен, исключая возможность выполнения опроса линии PDI_DATA. Тем не менее, каждая посылка содержит как минимум одну последовательность двух одинаковых бит (единичные стоп-биты) и, поэтому, при передаче каждой посылки коллизия может быть обнаружена как минимум один раз.
29.3.6Последовательный прием
После обнаружения старт-бита, приемник переходит к приему 8 бит данных с помощью сдвигового регистра. Если принятый бит паритета не равен паритету принятых бит данных, возникает ошибка паритета. Если один или оба стоп-бита равны нулю, возникает ошибка посылки. Если бит паритета имеет корректное значение и ошибка посылки не обнаружена, принятые биты данных становятся доступными для считывания PDI-контроллером в параллельном формате.
29.3.6.1Обнаружение символа BREAK
Когда PDI находится в режиме передачи, переданный программатором символ BREAK будет интерпретирован не как символ BREAK, а как коллизия передачи данных. Если же PDI работает в режиме приема, символ BREAK будет распознаваться по назначению. При передаче двух подряд символов BREAK (должны быть отделены одним или большим числом единичных бит), последний символ BREAK будет всегда распознаваться по назначению, независимо от того, в режиме чтения или передачи изначально находился PDI.
29.3.7Изменение направления
Для обеспечения корректности временной диаграммы полудуплексной передачи, предусмотрен простой механизм защитного интервала (Guard Time), который вступает в действие при каждом изменении направления передачи интерфейса PDI. Когда PDI переключается из режима приема в режим передачи, перед передачей старт-бита вставляются дополнительные биты IDLE, количество которых задается пользователем. Минимальная задержка перехода из режима RX в режим TX равна двум циклам IDLE. Увеличить длительность такой задержки можно записью соответствующего значения в биты GUARDTIME регистра управления контроллера PDI. Значение по умолчанию бит GUARDTIME приводит к максимальному увеличению задержки на 128 бит.
Рисунок 29.9. Изменение направления PDI путем вставки бит IDLE
Программатор теряет управление над линией PDI_DATA в точке, где целевой PDI переходит из режима RX в режим TX. Введение защитного интервала позволяет сделать менее критичной данную фазу передачи. Если программатор переходит из режима RX в режим TX, то перед передачей старт-бита должен быть вставлен минимум один бит IDLE.