AVR-arkitektur og ATmega1284P¶

Læringsmål

Etter leksjonen skal du kunne beskrive AVR-eksekveringsmodellen, de viktigste CPU-registrene og minneområdene, og koble enkel C-kode til AVR-instruksjoner.

Forutsetninger

Fullfør M1 — Åpen AVR-verktøykjede.

EduAVR starter med maskinen, ikke et rammeverk.

Eksekveringsmodellen¶

ATmega1284P er en 8-bits AVR-mikrokontroller. Programmet ligger i Flash og kjøres av CPU-en. Arbeidsdata ligger normalt i SRAM, mens persistente data kan ligge i EEPROM. Periferienheter styres gjennom registre.

C og Assembly manipulerer til slutt den samme maskintilstanden.

CPU-registre¶

AVR har 32 generelle 8-bits registre, r0 til r31. Registerparene r26:r27, r28:r29 og r30:r31 kan brukes som X-, Y- og Z-pekere.

Viktig CPU-tilstand omfatter også program counter, stack pointer, statusregisteret SREG og flagg som zero, carry og negative.

Minneområder¶

Skill mellom:

Flash — programlagring;
SRAM — variabler, buffere og stack;
EEPROM — ikke-flyktige applikasjonsdata;
I/O/registerrom — styring og status for MCU og periferi.

Første instruksjoner¶

Start med ldi, mov, add, sub, and, or, eor, inc, dec, cp, breq, brne, rjmp, call og ret.

C ↔ Assembly¶

uint8_t a = 5;
uint8_t b = 3;
uint8_t result = a + b;

En forenklet Assembly-visning kan ligne:

ldi r24, 5
ldi r25, 3
add r24, r25

Eksakt compiler-output avhenger av kontekst og optimalisering. Bygg derfor det virkelige programmet og undersøk resultatet med avr-objdump.

Prøv selv¶

Start en ELF under simavr + avr-gdb. Bruk stepi og info registers og se maskintilstanden endre seg instruksjon for instruksjon.

Forventet resultat

Du kan single-steppe og identifisere registre eller statusflagg som endres.

Sjekk forståelsen¶

Hva skiller Flash, SRAM og EEPROM?
Hvilke registerpar fungerer som X-, Y- og Z-pekere?
Hvorfor kan optimert compiler-output avvike fra det forenklede eksemplet?

Neste

Fortsett til GPIO — fra registre til pinner.