- Microcontrolador de 8 bits RISC
- Arquitectura Harvard
- Memoria de Programa (FLASH)
- Memoria de Datos (RAM y EEPROM)
- Timers y Puertos I/O
- ADC (Conversor Analógico-Digital)
- PWM (Modulación por Ancho de Pulso)
- Interfaces seriales: USART, SPI, I2C, CAN, USB
La CPU asegura la correcta ejecución de programas, accediendo a memorias, realizando cálculos, controlando periféricos y manejando interrupciones.
El AVR usa arquitectura Harvard con memorias y buses separados para instrucciones y datos, maximizando el rendimiento. La ALU soporta operaciones aritméticas y lógicas entre registros o entre un registro y una constante.
El flujo del programa es secuencial por naturaleza. Las instrucciones se ejecutan con una segmentación de dos etapas: mientras una instrucción se ejecuta, la siguiente es capturada de la memoria de programa. Este concepto produce una instrucción por cada ciclo de reloj.
Chip inicial de los microcontroladores AVR.
Más de 120 instrucciones, alta capacidad de periféricos. Memoria: 4K–256K bytes. Paquete: 28–100 pines.
Menor tamaño y menos instrucciones. Memoria: 1K–8K bytes. Paquete: 8–28 pines. Periféricos e instrucciones limitados.
Diseñados para aplicaciones específicas: USB, CAN, Zigbee, Ethernet, FPGA, PWM avanzado.
Los 32 registros (R0–R31) pueden ser operando y resultado en operaciones con la ALU. Sin embargo, no todos admiten las mismas operaciones: la carga en modo inmediato solo se puede realizar con los registros R16–R31. Los registros también son visibles como las primeras posiciones de memoria.
- Reg. puntero X (R27:R26)
- Reg. puntero Y (R29:R28)
- Reg. puntero Z (R31:R30)
Los punteros X, Y, Z se usan para direccionamientos indirectos e indexados.
- I: Habilitador global de interrupciones
- T: Respaldo de un bit (BLD/BST)
- H: Acarreo de los 4 bits inferiores
- S: Bit de signo (XOR entre N y V)
- V: Sobreflujo en complemento a dos
- N: Bandera de negativo
- Z: Bandera de cero
- C: Bandera de acarreo
El SP apunta al primer lugar vacío de una estructura LIFO (Last-In, First-Out). La pila crece hacia abajo, de direcciones altas a bajas. El puntero se decrementa e incrementa automáticamente. Es útil para subrutinas, paso de parámetros y datos de tamaño variable.
Introduce un dato en la pila y decrementa el SP.
Saca un dato de la pila e incrementa el SP.
Memoria de programa
Memoria S-RAM
La siguiente figura muestra el sistema de reloj del AVR y su distribución hacia los diferentes módulos del sistema.
Una guía completa sobre la arquitectura, registros y características del microcontrolador AVR, con especial énfasis en el ATmega 164P.