ATtiny25-45-85中文数据手册

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产品特点

?高性能,低功耗的AVR?

8位微控制器

?先进的RISC结构

- 120条指令 - 绝大多数为单时钟周期执行

- 32个8位通用工作寄存器- 全静态工作

?非易失性程序和数据存储器

- 2/4/8K的系统内可编程Flash(ATtiny25/45/85)字节

耐力:10,000写/擦除周期

- 128/256/512字节的系统内可编程EEPROM(ATtiny25/45/85)

耐力:100,000写/擦除周期

- 128/256/512字节的片内SRAM(ATtiny25/45/85)- 可以对锁定的自编程闪存程序存储器和EEPROM数据安全

?外设特性

- 8位定时器/计数器及两条PWM通道- 8位高速定时器/计数器具有独立预分频器

2高频PWM输出具有独立的输出比较寄存器可编程死区时间发生器- 与启动条件检测器的通用串行接口- 10位ADC

4个单端通道

2个差分ADC通道对具有可编程增益(1X,20X)- 可编程看门狗定时器具有独立的片上振荡器- 片内模拟比较器

?单片机的特殊功能

- debugWIRE片上调试系统- 在系统通过SPI端口可编程- 外部和内部中断源

- 低功耗空闲模式,ADC噪声抑制和掉电模式- 增强型上电复位电路- 可编程的掉电检测电路- 内部校准振荡器

?I / O和封装

- 六个可编程I / O线- 8引脚SOIC- 20引脚QFN

?工作电压

- 2.7 - 5.5V的ATtiny25/45/85

?速度等级

- ATtiny25/45/85:0 - 8 MHz@2.7 - 5.5V,0 - 16 MHz@4.5 - 5.5V

?汽车温度范围

- 40°C至+125°C

?低功耗

- 主动模式:

1兆赫,2.7V:300μA- 掉电模式:

0.2μA在2.7V

8-bit微控制器与2/4/8K字节的系统可编程FlashATtiny25ATtiny45ATtiny85汽车

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1,引脚配置

图1-1.

引脚ATtiny25/45/85

SOIC

(PCINT5/RESET/ADC0/dW) PB518VCC

(PCINT3/XTAL1/OC1B/ADC3) PB327PB2 (SCK/USCK/SCL/ADC1/T0/INT0/PCINT2)(PCINT4/XTAL2/CLKO/OC1B/ADC2) PB43

6PB1 (MISO/DO/AIN1/OC0B/OC1A/PCINT1)

GND

4

5

PB0 (MOSI/DI/SDA/AIN0/OC0A/OC1A/AREF/PCINT0)

2.概述

该ATtiny25/45/85是基于增强的AVR的低功耗8位CMOS微控制器

RISC架构.通过在一个单时钟周期指令执行时间,该ATtiny25/45/85吞吐率接近1每MIPS MHz允许系统设计师能够优化功耗与处理速度.

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ATtiny25/45/85

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ATtiny25/45/85

2.1

框图

图2-1.

框图

8-BIT DATABUS

CALIBRATEDINTERNALOSCILLATOR

PROGRAMCOUNTER

VCC

PROGRAMFLASH

STACKPOINTERWATCHDOG

TIMERMCU CONTROLREGISTERMCU STATUSREGISTER

TIMING ANDCONTROL

SRAM

GND

INSTRUCTIONREGISTER

GENERALPURPOSEREGISTERS

XYZ

TIMER/COUNTER0TIMER/COUNTER1UNIVERSALSERIALINTERFACE

INSTRUCTIONDECODER

CONTROLLINES

ALU

STATUSREGISTER

INTERRUPT

UNIT

PROGRAMMING

LOGIC

DATAEEPROM

OSCILLATORS

DATA REGISTER

PORT BDATA DIR.REG.PORT BADC /

ANALOG COMPARATOR

PORT B DRIVERS

RESET

PB0-PB5

AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器.所有的寄存器都直接连接到算术逻辑单元(ALU),允许两个独立的寄存器在一个时钟周期执行一条指令进行访问.这种结构大大提高了代码效率,同时实现吞吐量高达十倍比传统的CISC微控制器快.

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该ATtiny25/45/85提供以下功能:在系统可编程2/4/8K字节

闪存,128/256/512字节EEPROM,128/256/256字节SRAM,6个通用I / O口线,32通用工作寄存器,一个8位定时器/计数器具有比较模式,一个8位的高高速定时器/计数器,通用串行接口,内部和外部中断,一个4通道,10位ADC,可编程看门狗定时器具有片内振荡器和三种软件选择 -能够省电模式.在空闲模式时CPU停止工作,而SRAM,定时器/计数器,ADC,模拟比较器,和中断系统继续工作.该

掉电模式,保存寄存器内容,禁用所有芯片功能,直到下一个中断或硬件复位.该ADC降噪模式停止CPU和所有的I / O模块除了ADC,以降低ADC转换时的开关噪声.

该设备是采用Atmel公司生产?

高密度非易失性存储器技术.该

片上ISP Flash允许程序存储器进行重新编程在系统通过SPI串行接口,由传统的非易失性存储器编程或通过在AVR内核上运行的片内引导代码.

该ATtiny25/45/85 AVR具有一整套的编程与系统开发工具,包括:C语言编译器,宏汇编,程序调试器/模拟器,在线仿真器及评估板.

2.2汽车质量等级

按照最严格的的ATtiny25/45/85已开发和生产

国际标准ISO-TS-16949的要求.此数据表包含的限制值从大量的特征(温度和电压)结果中提取.质量

与ATtiny25/45/85的可靠性已在定期产品资格被核实每AEC-Q100 1级.

正如订货信息段,该产品有三种不同的

温度等级,但与同等质量和可靠性的目标.不同的温度标识符已被定义为上市表2-1.

表2-1.

温度等级鉴定汽车产品

温度温度识别码

评论

-40 ; +85T类似的工业温度等级,但与汽车

质量

-40 ; +105T1降低汽车温度范围

-40 ; +125

Z

全AutomotiveTemperature范围

4

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ATtiny25/45/85

2.3

2.3.1

引脚说明

VCC

电源电压.

2.3.2GND

地.

2.3.3端口B(PB5..PB0)

端口B是一个6位的双向带内部上拉电阻的I / O端口(每个选定位).该

港口B输出缓冲器具有高汇和源能力对称的驱动特性.作为输入,端口B pins被外部拉低,将输出电流,如果上拉电阻被激活.港口B pins为三态时复位条件变得活跃,即使系统时钟没有运行.

端口B也可以用各种特殊功能的ATtiny25/45/85的功能上列出第54页.

2.3.4RESET

复位输入.该引脚上的低电平持续时间大于最小脉冲长度不再会产生复位,即使系统时钟没有运行.最小脉冲宽度是由于在37.更短的脉冲不能保证可靠复位.

表8-1页

3,关于代码示例

该文档包含了一些简单的代码例子以说明如何使用芯片各个不同的部分.这些代码示例假定的头文件被编译之前已经包含.请注意,并非所有的C编译器厂商包括位定义在头文件和中断处理的C是编译器的依赖.请确认与C编译器文档了解更多信息.

4,AVR CPU内核

4.1

介绍

本节讨论AVR内核的结构一般. CPU核心的主要功能是保证程序的正确执行.因此,CPU必须能够访问存储器,执行运算,控制外设以及处理中断.

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4.2结构概述

图4-1.

AVR结构的方框图

数据总线8位

节目状态节目Flash计数器与控制

记忆

32 x 8指令一般注册

目的

Registrers

打断Unit指令解码器

看门狗Timer

ALU

控制线

比较

类似物直接寻址

间接寻址

I / O模块1

DataSRAM

I / O模块2

I / O模块n

EEPROM

I / O线

为了获得最高的性能以及并行性,AVR采用了Harvard结构 - 与独立的记忆和公共汽车程序和数据.在程序存储器中的指令是通过一级流水线运行.当一个指令被执行时,下一条指令tion是预取从程序存储器.这个概念实现了指令被执行在每个时钟周期.程序存储器是可以在系统内可编程闪存.

快速访问寄存器文件包括32个8位通用工作寄存器,一个时钟周期的访问时间.这使得单周期算术逻辑单元(ALU)操作.在典型的ALU操作中,两个操作数是从寄存器文件输出,操作执行,并将结果存回寄存器文件 - 在一个时钟周期.

有6个寄存器可以用作3个16位的间接寻址寄存器指针以数据空间寻址 - 实现高效的地址运算.其中一个这些地址指针也可以用来作为地址指针查找表中的Flash程序存储器.这些附加的功能寄存器即为16位的X,Y和Z寄存器,在本节后面介绍.

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ATtiny25/45/85

ALU支持寄存器之间以及寄存器和常数之间的算术和逻辑运算.单寄存器操作也可以在ALU中执行的.经过算术操作tion,状态寄存器被更新以反映操作结果的信息.

程序流程通过无条件的跳转指令和调用指令,能直接寻址整个地址空间提供.大多数AVR指令为16位宽.有32位指令也.

在中断和调用子程序时返回地址的程序计数器(PC)被存储在堆栈.该协议栈是有效地分配在通用数据SRAM,因此其深度大小仅受限于SRAM的大小和SRAM的使用.所有用户程序必须初始化SP在复位例程(子程序或中断执行之前).堆栈

指针(SP)是读/写在I / O空间.数据SRAM可以很容易地通过在AVR架构支持的五种不同的寻址方式访问.

在AVR架构的内存空间是线性的常规内存映射.

一个灵活的中断模块.控制寄存器中有一个额外的全局的I / O空间在中断状态寄存器使能位.所有的中断都具有独立的中断向量在中断向量表.该中断的优先级与其在中断向量位置化.较低的中断向量地址,优先级越高.

在I / O存储器空间包含64个地址作为CPU外设的控制寄存器

TERS,SPI,以及其他I / O功能.在I / O内存可以直接访问,或作为数据空间位置下面这些寄存器文件,地址0x20 - 0x5F.

4.3ALU - 算术逻辑单元

高性能的AVR ALU与32个通用直接连接

工作寄存器.在一个时钟周期中,通用的算术运算寄存器,寄存器与立即数之间的执行.该ALU操作分为分为三个主要类别 - 算术,逻辑和位操作.一些实现

架构还提供了强大的乘数同时支持有符号/无符号乘法运算和小数格式.详见“指令集”部分进行了详细的描述.

4.4状态寄存器

状态寄存器包含了最近执行的算术指令的结果信息.此信息可用于改变以实现条件操作的程序流程.请注意,状态寄存器的所有ALU运算,如指令集所述的规定.这在许多情况下不再需要使用专门的比较指令,从而导致更快和更紧凑的代码.

进入中断服务程序,并从中断返回时恢复时状态寄存器不会自动存储.这必须由软件来处理.AVR中断寄存器 - SREG - 定义为:

Bit

7I

Read/WriteInitial Value

R/W0

6TR/W0

5HR/W0

4SR/W0

3VR/W0

2NR/W0

1ZR/W0

0CR/W0

SREG

7

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?位7 - I:全局中断使能

全局中断使能位必须要启用的中断设置.个体间

中断使能由其他独立的控制寄存器.如果全局中断使能

寄存器清零,没有任何中断都将启用独立的个体中断使能设置.在I位由硬件清零中断发生后,由RETI指令集以使能中断.在I-位也可以设置和清除通过SEI和CLI指令的应用,如在指令集的参考信息.

?位6 - T:位拷贝存储

该位拷贝指令BLD(位负载)和BST(位存储)使用T字位作为源或目的地民族的操作位.从寄存器文件寄存器的位可以通过将拷贝到TBST指令,并在T位可以被复制到一个位的寄存器文件寄存器BLD指令.

?位5 - H:半进位标志

半进位标志H表示半进一些算术运算.此标志对于BCD运算非常有用.请参见“指令集”说明信息.

?位4 - S:符号位,S = N

⊕V

在S-位的异或负数标志N与2的补码之间溢出标志V“指令集”说明信息.?位3 - V:2的补码溢出标志

该二进制补码溢出标志V支持2的补码运算.请参阅“指令集”说明信息.?位2 - N:负标志

负标志N表示阴性结果的算术或逻辑运算.请参见“指令集”说明信息.

?位1 - Z:零标志

零标志Z表示结果为零算术或逻辑运算.请参见“指令设置说明“详细信息.?位0 - C:进位标志

进位标志C表示进位算术或逻辑运算.详见“指令集说明“详细信息.

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ATtiny25/45/85

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ATtiny25/45/854.5通用寄存器文件寄存器文件优化的AVR增强型RISC指令集.为了实现the required performance and flexibility, the following input/output schemes are supported by theRegister File:?一个8-bit输出操作数和一个8位结果输入.? Two 8-bit output operands and one 8-bit resultinput? Two 8-bit output operands and one 16-bit resultinput?一个16-bit输出操作数和一个16位结果输入图4-2图4-2.shows the structure of the 32 general purpose working registers in theCPU.AVR CPU General Purpose Working Registers7R0R1R2…R13GeneralPurposeWorkingRegistersR14R15R16R17…R26R27R28R29R30R310x1A0x1B0x1C0x1D0x1E0x1FX-register Low ByteX-register High ByteY-register Low ByteY-register High ByteZ-register Low ByteZ-register High Byte0x0D0x0E0x0F0x100x110Addr.0x000x010x02大部分的操作寄存器文件的指令都可以直接访问所有的寄存器,而且多数都是单周期指令.如所示Figure 4-2,each register is also assigned a Data memory address, mappingthemdirectly into the first 32 locations of the user Data Space. Although notbeingphysically implemented as SRAM locations, this memory organization provides greatflexibility in access of the registers, as the X-, Y- and Z-pointer registers can be set to index any register in thefile.97598H–AVR–07/094.5.1X寄存器,Y寄存器和Z寄存器

该寄存器R26 .. R31有一些增加的功能到他们的一般用途使用.这些reg-存器是16位的地址指针间接寻址的数据空间.这三个间接地址寄存器X,Y和Z如上述定义的图4-3.图4-3.

在X,Y,Z寄存器

15

XH

XL

0X-register

7

0

7

0

R27 (0x1B)

R26 (0x1A)

15

YH

YL0Y-register

7

0

7

0

R29 (0x1D)R28 (0x1C)

15

ZHZL

0

Z-register

7

0

7

0

R31 (0x1F)

R30 (0x1E)

在不同的寻址模式中,这些地址寄存器可以实现固定偏移量,自动加一和自动减(详见指令集参考).

4.6堆栈指针

协议栈主要用于存储临时数据,存储本地变量和储存中断子程序的返回地址.堆栈指针总是指

向堆栈的顶部.请注意,堆栈是实现从更高的存储单元中成长系统蒸发散,以较低的内存位置.这意味着,栈push命令减少堆栈指针.

堆栈指针指向数据SRAM堆栈区的子程序和中断

栈的位置.在数据堆栈空间必须由程序中的任何子程序调用执行或中断使能之前进行定义.堆栈指针必须设置为上述0x60.堆栈指针减一,当数据被压入堆栈的PUSH指令,它是由两个递减时,返回地址被压入与子程序调用或中断堆栈.堆栈指针加一当数据从与POP指令弹出堆栈,它是由两个加时,数据从堆栈中弹出从子程序返回RET或中断返回RETI.

AVR的堆栈指针实现为两个8位寄存器中的I / O空间.实际上使用的比特数是依赖于实现.请注意,在某些AVR器件的数据区太小,用SPL就足够.在这种情况下,SPH寄存器将不存在.

Bit15141312111098SP15SP14SP13SP12SP11SP10SP9SP8SPHSP7SP6SP5SP4SP3SP2SP1SP0SPL

7

6543210Read/WriteR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W

R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WInitial Value000000001

0

0

1

1

1

1

1

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ATtiny25/45/85

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ATtiny25/45/854.7指令执行时序本节说明访问时间概念指令执行.在AVRCPU是由CPU时钟CLK驱动CPU,从选定的时钟源直接产生的芯片.没有内部时钟进行分频.图4-4显示并行指令取指和由喀拉功能的指令执行VARD架构和快速访问寄存器文件的概念.这是基本的流水线概念,性能高达1每MIPS MHz与每个成本函数相应的独特的结果,每时钟功能,并且每个电源单元的功能.图4-4.并行取指和指令执行T1T2T3T4clkCPU1取指令第一指令执行2取指令第二指令执行3取指令第三指令执行4取指令图4-5演示的是寄存器文件内部访问时序.在一个单个时钟周期一个ALU执行使用两个寄存器操作数的操作,并且将结果存回到目的寄存器.图4-5.单周期ALU操作T1T2T3T4clkCPU总执行时间寄存器操作数取ALU操作执行结果回写4.8复位和中断处理AVR有不同的中断源.这些中断和复位的独立向量中的每个都有一个独立的程序向量在程序内存空间.所有中断设置独立的启用必须写入逻辑一起来的全局中断位使能位在状态寄存器,以使能中断.在程序内存空间的最低地址缺省为复位和中断向量.完整的向量列表请参见45页上的“中断”.名单中还决定了不同中断的优先级.较低的地址越高的优先级. RESET具有最高的优先权,其次是INT0 - 外部中断请求0.117598H–AVR–07/09当中断发生时,全局中断使能位I被清零,所有中断都dis-禁止.用户软件可以编写逻辑一到I位使能中断嵌套.所有已启用然后中断都可以中断当前的中断服务程序.在I位时自动设置一个从中断返回指令 - RETI - 执行.

基本上有两种类型的中断.第一种类型是由设置该事件触发

中断标志.对于这些中断,程序计数器跳转到实际的中断子程序入口器,以执行中断处理程序,同时硬件将清除相应的

中断标志.中断标志也可以通过写逻辑之一,该标志位的位置(s)被清除被清除.如果发生中断条件,而相应的中断使能位

清零,中断标志将被设置并一直保持到中断执行,或者该标志为由软件清零.同样,如果一个或多个中断条件发生时全局中断使能位被清零时,相应的中断标志位将被设置并记住,直到全局中断使能位被设置,然后会根据优先顺序来执行.

只要中断条件存在第二种类型的中断将触发.这些中断不需要中断标志.如果中断使能之前就中断条件消失了,中断不会被触发.

当从中断AVR退出时,它总是返回到主程序并执行一条指令的任何被挂起的中断之前.

请注意,状态寄存器不会自动进入中断服务程序时存储,也不从中断程序返回时恢复.这必须由软件来处理.When using the CLI instruction to disable interrupts, the interrupts will be immediatelydisabled.没有中断可以在CLI指令后执行,即使同时发生的

CLI指令.下面的例子显示了如何可以用来避免在EEPROM内容的中断..汇编代码例程

inR16,SREG

; store SREG value

cli

;在禁止中断

sbiEECR, EEMWE;启动EEPROM写sbiEECR,EEWEoutSREG,R16

;恢复SREG(I位)C代码示例

charCSREG;

CSREG = SREG;

/ *保存SREG * /

/*

在禁止中断* /

_CLI();

EECR | =(1EEMWE);/ *启动EEPROM写操作* /

EECR | =(1EEWE);SREG = CSREG;

/ *恢复SREG(I位)* /

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ATtiny25/45/85

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ATtiny25/45/85

当使用SEI指令使能中断时,紧跟其后的第一条指令将任何中断之前执行,如本例所示.汇编代码例程

sei睡眠;;中断(s)

;置位全局中断使能进入休眠模式,等待中断;注意:将任何悬而未决之前进入睡眠

C代码示例

_SEI();

/ *置位全局中断使能* /

_SLEEP();/ *进入休眠模式,等待中断* // *注意:在之前的任何未决的中断(s)进入睡眠* /

4.8.1中断响应时间

对于所有已启用AVR单片机的中断响应是四个时钟周期最小.经过四个时钟周期执行程序跳转到实际的中断处理程序.在这4个时钟周期,程序计数器被压入堆栈.

该载体通常是跳转到中断服务程序,此跳转需要3个时钟周期.如果在执行一个多周期指令执行期间发生中断,该指令被中断服务之前完成.若中断发生时MCU处于休眠模式,中断响应时间增加4个时钟周期.这种增长来自除不同的休眠模式的启动时间.

从一个中断处理程序返回需要4个时钟周期.在这四个时钟周期,程序计数器(两个字节)将被弹出堆栈回来,堆栈指针加二,和我在SREG位被置位.

5,AVR ATtiny25/45/85回忆

本节介绍在ATtiny25/45/85不同的回忆. AVR结构具有

两个主要的存储器空间,数据存储器和程序存储器空间.此外,该

ATtiny25/45/85还有EEPROM存储器以保存数据.这三个存储器空间都为线性的.

5.1在系统重新编程闪存程序存储器

该ATtiny25/45/85包含2/4/8K字节的片上系统内可编程闪存用于程序存储.因为所有的AVR指令为16位或32位,故而Flash组织为1024/2048/4096×16.

Flash存储器至少10,000写/擦除周期的耐力.该ATtiny25/45/85

程序计数器(PC)为10/11/12位,因此可以寻址1024/2048/4096程序存储器位置.

134页上的“存储器编程”包含有关Flash的详细说明

使用SPI引脚上的数据串行下载.

常数可以保存于整个程序存储器地址空间分配(见LPM - 加载程序存储器指令的说明).时序图请取指令和执行都在呈现第11页ing“.

“指令执行蒂姆 -

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图5-1.程序存储器映射程序存储器0x00000x03FF/0x07FF5.2SRAM数据存储器图5-2显示了ATtiny25/45/85 SRAM空间的组织.较低224/352/607数据存储器包括了寄存器文件,I / O存储器和内部数据SRAM.起始的32个地址为寄存器文件,然后是64 LOCA-系统蒸发散的标准I / O内存,最后128/256/512字节的内部数据SRAM.对于数据存储器的五个不同的寻址方式:直接寻址,带偏移换货,间接寻址,带预减和间接带后增量.在登记册文件中的寄存器R26到R31为间接寻址的指针寄存器.直接寻址范围可达整个数据空间.与位移的间接模式,达到从由Y或Z寄存器给出的基地址的63个地址.当使用寄存器自动预减和后递增ment,地址寄存器X,Y和Z间接寻址模式自动增加或减少.32个通用工作寄存器,64个I / O寄存器,以及128/256/512字节的ATtiny25/45/85内部数据SRAM可以访问全部通过所有上述的寻址模式.该寄存器文件的描述第9页的“通用寄存器文件”.图5-2.数据存储器映射数据存储器32寄存器0x0000 - 0x001F64个I / O寄存器0x0020 - 0x005F0x0060内部SRAM(128/256/512 x 8)0x0DF/0x015F/0x025F14ATtiny25/45/857598H–AVR–07/09ATtiny25/45/85

5.2.1

数据存储器访问时间

本节说明访问时序内部存储器的访问.该内部数据SRAM访问时间为两个CLK进行图5-3.

片上数据SRAM访问周期

T1

T2

T3

CPU

如上述周期图5-3.

clkCPU地址

DataWRDataRD

Read

计算地址

地址有效

Write

存储器访问指令下一条指令

5.3EEPROM数据存储器

该ATtiny25/45/85包含128/256/512字节的EEPROM数据存储器.它是作为一个独立的数据空间,其中可以按字节读写. EEPROM有一个耐力至少100,000写/擦除周期. EEPROM和之间的访问的CPU是在下面描述的,指定EEPROM地址寄存器,EEPROM数据寄存器和EEPROM控制寄存器.为串行数据的详细说明下载到EEPROM中,看第138页.

5.3.1EEPROM的读/写访问

EEPROM的访问寄存器都可以访问的I / O空间.

是为EEPROM的写访问时间在给定的表5-1.自定时功能,然而,可以让用户软件检测到下一个字节可以被写入.如果用户代码包含指令系统蒸发散写入EEPROM,一些必须采取预防措施.在电源滤波电源,VCC很可能会上升或下降的power-up/down缓慢.这将导致装置的一些一段时间,以在电压大于指定的最低使用的时钟频率下运行.See第20页上的“防止EEPROM的腐败”关于如何避免这些问题的详细信息情况.

为了防止无意识的EEPROM写操作,一个特定的写程序必须遵守.请参阅第18页的“原子字节编程”and第18页的“分割字节编程”这个细节.

for

当执行EEPROM读操作时,CPU会停止工作4个时钟周期执行下一条指令之前.当执行EEPROM写入,CPU要停止两个时钟周期执行下一条指令之前.

15

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/2zf3.html

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