Atmel AVR

Autor: Leandro Alegsa

03-04-2021

A arquitetura do microcontrolador AVR foi desenvolvida pela Atmel em 1996. Ela é baseada na arquitetura do microcontrolador de Harvard. O AVR foi uma das primeiras famílias de microcontroladores a usar memória flash on-chip para armazenamento de programas, em oposição à ROM, EPROM ou EEPROM programável de uma só vez usada por outros microcontroladores na época.

Muitas pessoas pensam que AVR significa Alf (Egil Bogen) e Vegard (Wollan)'s Risc processor".

Esta arquitetura substitui a antiga arquitetura MCS-51. Um ciclo de máquina do MCS-51 leva 12 ciclos de relógio e a maioria das instruções são executadas em um ciclo de máquina.

Os microcontroladores AVR (MCUs) também podem executar a maioria das instruções em um único ciclo de máquina, mas um ciclo de máquina leva apenas um ciclo de relógio. O desempenho por ciclo do relógio é 12 vezes maior com AVR.

O núcleo tem 32 registros de propósito geral diretamente ligados à ALU. Ele permite que dois registros independentes sejam acessados e a instrução com eles executada em um ciclo de máquina.

Famílias básicas

tinyAVR

Memória do programa 0,5-8 kB
até 0,5 kB SRAM
até 0,5 kB EEPROM
até 20 MHz
Pacote de 6-32 pinos

megaAVR

4-256 kB memória do programa
0,5-16kB SRAM
0,5-4 kB EEPROM
até 20 MHz
Pacote de 20-100 pinos

XMEGA

16-384kB memória do programa
2-32 kB SRAM
interface de barramento externo para até 16M bytes SRAM de SDRAM
1-4 kB EEPROM
até 32 MHz
Pacote de 44-100 pinos

Características

Cada AVR tem algumas portas de entrada/saída. A porta tem até 8 pinos físicos em seu pacote. Cada pino pode ser configurado como entrada ou saída. Se um pino for usado para entrada, ele pode ligar resistores de pull-up embutidos através do registro PORTx. Se um pino for configurado como saída, ele pode suportar até 40mA de carga por pino e no máximo 100mA para todos os pinos na porta.

Conversor A/D

10 bits (tinyAVR, megaAVR) com multiplex até 8 canais
12 bits (XMEGA) com multiplex até 16 canais

Temporizadores/contadores (8 bits ou 16 bits)

Os usuários podem configurá-lo asi PWM, contador ou temporizador.
No modo PWM simples, o registro de contagem funciona sem parar e é comparado a outro registro. Se o registro de contagem for superior ao segundo pino de registro, Ocx é ajustado para "1". Em outro tempo, o pino Ocx é ajustado para "0".
O contador tem alguma fonte externa como sensor fotográfico e pode contar a quantidade de pessoas que passam pelo sensor fotográfico.
O temporizador dá os pulsos no tempo exato. Ele é usado para programar aplicações de relógio.

TWI - Two Wire Interface Isto usa o mesmo protocolo que o I2C e pode ser usado como interface I2C

UART/USART A UART pode ser usada para comunicação RS232/RS485.

SPI - Interface Periférica Serial

barramento serial muito rápido que é usado para transferência de dados de comunicação com dispositivos
você pode gravar/ler programa para/de memória do programa ou EEPROM através deste ônibus

USI - Interface Serial Universal

usado para transferência de dados síncrona de dois ou três fios

JTAG

interface para depuração on-line

Conversor D/A

12 bits (somente XMEGA) com multiplex até 2 canais

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Perguntas e Respostas

P: Quando foi desenvolvida a arquitetura do microcontrolador AVR?

R: A arquitetura do microcontrolador AVR foi desenvolvida em 1996 por Atmel.

P: Em que arquitetura o microcontrolador AVR é baseado?

R: O microcontrolador AVR é baseado na arquitetura do microcontrolador de Harvard.

P: O que diferencia o microcontrolador AVR de outros microcontroladores na época de seu desenvolvimento?

R: O microcontrolador AVR usa memória flash on-chip para armazenamento de programas, ao contrário da ROM, EPROM, ou EEPROM programável de uma só vez usada por outros microcontroladores na época.

P: Qual é o significado da abreviação AVR, como se costuma acreditar?

R: Muitas pessoas acreditam que AVR significa o processador Risc de Alf (Egil Bogen) e Vegard (Wollan).

P: Que arquitetura o microcontrolador AVR substituiu?

R: O microcontrolador AVR substituiu a arquitetura mais antiga do MCS-51.

P: Quantos ciclos de relógio leva um ciclo de máquina do MCS-51?

R: Um ciclo de máquina do MCS-51 leva 12 ciclos de relógio.

P: Qual é a vantagem dos microcontroladores AVR sobre o MCS-51 em termos de desempenho por ciclo de relógio?

R: O desempenho por ciclo de relógio é 12 vezes maior com os microcontroladores AVR.