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1 特 徴 ATmega8 8Kハ イト 実 装 書 き 込 み 可 能 フラッシュ メモリ 付 き Atmel 8ヒ ット マイクロ コントローラ テ ータシート 高 性 能 低 消 費 AVR 8ヒ ット マイクロ コントローラ 進 化 したRISC 構 造 強 力 な28 命 令 ( 多 くは 周 期 で 実 行 ) 32 個 のハ イト 長 汎 用 レシ スタ 完 全 なスタティック 動 作 6MHz 時 6MIPSに 達 する 高 速 動 作 2 周 期 乗 算 命 令 高 耐 久 不 揮 発 性 メモリ 部 実 装 自 己 書 き 換 え 可 能 な8Kハ イト(4K 語 )フラッシュ メモリ 内 蔵 52ハ イトのEEPROM Kハ イトの 内 蔵 SRAM 書 き 換 え 回 数 :,/フラッシュ,,/EEPROM テ ータ 保 持 力 : 2 年 /85, 年 /25 個 別 施 錠 ヒ ットを 持 つ 任 意 のフ ート コート 領 域 チッフ 内 フ ート フ ロク ラムによる 実 装 書 き 換 え 真 の 書 き 込 み 中 の 読 み 出 し 動 作 ソフトウェア 保 護 用 の 設 定 可 能 な 施 錠 機 能 内 蔵 周 辺 機 能 独 立 した 前 置 分 周 器 付 き2つの8ヒ ット タイマ/カウンタ (つは 比 較 機 能 付 き) 独 立 した 前 置 分 周 器 比 較 捕 獲 機 能 付 きつの6ヒ ット タイマ/カウンタ 専 用 発 振 器 と8ヒ ット タイマ/カウンタによる 実 時 間 計 数 器 (RTC) 3つのPWM 出 力 6チャネル(PDIP), 8チャネル(TQFP,QFN/MLF) ヒ ット A/D 変 換 器 ハ イト 対 応 の2 線 直 列 インターフェース 設 定 可 能 な 直 列 USART 主 装 置 / 従 装 置 動 作 SPI 直 列 インターフェース 設 定 可 能 な 専 用 発 振 器 付 きウォッチト ック タイマ アナロク 比 較 器 特 殊 マイクロ コントローラ 機 能 電 源 ONリセット 回 路 と 設 定 可 能 な 低 電 圧 検 出 器 (BOD) 校 正 可 能 な 内 蔵 RC 発 振 器 外 部 及 び 内 部 の 割 り 込 み アイト ル A/D 変 換 雑 音 低 減 ハ ワーセーフ ハ ワータ ウン スタンハ イの5つの 低 消 費 動 作 I/Oと 外 囲 器 23ヒ ットの 設 定 可 能 なI/O 28ヒ ンPDIP 32リート TQFP 32ハ ット QFN/MLF 動 作 電 圧 2.7~5.5V (ATmega8L) 4.5~5.5V (ATmega8) 動 作 速 度 ~8MHz (ATmega8L) ~6MHz (ATmega8) 消 費 電 流 ( 条 件 : 4MHz,3V,25 ) 活 動 動 作 3.6mA アイト ル 動 作.mA ハ ワータ ウン 動 作.5μA 本 書 は 一 般 の 方 々の 便 宜 のため 有 志 により 作 成 されたもので Atmel 社 とは 無 関 係 であることを 御 承 知 ください しおりの[はじめ に]での 内 容 にご 注 意 ください Rev. 2486AA-2/23, 2486AAJ-5/25

2 ヒ ン 配 置 (RESET) PC6 (RXD) PD (TXD) PD (INT) PD2 (INT) PD3 (XCK/T) PD4 VCC GND (XTAL/TOSC) PB6 (XTAL2/TOSC2) PB7 (T) PD5 (AIN) PD6 (AIN) PD7 (ICP) PB PDIP PC5 (ADC5/SCL) PC4 (ADC4/SDA) PC3 (ADC3) PC2 (ADC2) PC (ADC) PC (ADC) GND AREF AVCC PB5 (SCK) PB4 (MISO) PB3 (MOSI/OC2) PB2 (SS/OCB) PB (OCA) TQFP QFN/MLF 目 印 (INT) PD3 (T) PD4 GND VCC GND VCC (XTAL/TOSC) PB6 (XTAL2/TOSC2) PB7 注 : QFN/MLF 外 囲 器 底 面 中 央 の 大 ハ ット は 金 属 で 作 られ 内 部 でGNDに 接 続 されています これは 良 好 な 機 構 的 安 定 を 保 証 するため 基 板 に 貼 り 付 けるか 半 田 付 けされるべきです この 中 央 ハ ット が 未 接 続 の 場 合 基 板 か ら 脱 落 するかもしれません PD2 (INT) PD (TXD) PD (RXD) PC6 (RESET) PC5 (ADC5/SCL) PC4 (ADC4/SDA) PC3 (ADC3) PC2 (ADC2) ( 注 ) (T) PD5 (AIN) PD6 (AIN) PD7 (ICP) PB (OCA) PB (SS/OCB) PB2 (MOSI/OC2) PB3 (MISO) PB PC (ADC) PC (ADC) ADC7 GND AREF ADC6 AVCC PB5 (SCK) ATmega8 [テ ータシート] 2

3 概 要 Atmel AVR ATmega8はAVR RISC 構 造 の 低 消 費 CMOS 8ヒ ット マイクロ コントローラです 周 期 で 実 行 する 強 力 な 命 令 はMHzあたり MIPSにも 達 し 実 行 速 度 対 電 力 消 費 の 最 適 化 が 容 易 に 行 えます 図. ATmega8 構 成 図 PC~PC6 RESET PB~PB7 XTAL XTAL2 PDIP 以 外 ホ ートC 緩 衝 部 / 駆 動 部 ホ ートB 緩 衝 部 / 駆 動 部 ADC7 ADC6 ホ ートC テ ータ レシ スタ ホ ートC 方 向 レシ スタ ホ ートB テ ータ レシ スタ ホ ートB 方 向 レシ スタ 8bit DATA BUS AVCC GND 多 重 器 A/D 変 換 器 A/D 変 換 I/F 2 線 直 列 インターフェース AREF フ ロク ラム カウンタ スタック ホ インタ タイマ/カウンタ RTC 用 発 振 器 フ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ SRAM ウォッチト ック 用 内 蔵 RC 発 振 器 命 令 レシ スタ 汎 用 レシ スタ ウォッチト ック タイマ システム クロック 用 発 振 器 命 令 復 号 器 X Y Z MCU 制 御 タイミンク 制 御 信 号 線 ALU 割 り 込 み 制 御 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 VCC AVR CPU コア ステータス レシ スタ EEPROM フ ロク ラミンク 回 路 + - アナロク 比 較 器 SPI アナロク 比 較 器 インターフェース USART GND ホ ートD テ ータ レシ スタ ホ ートD 方 向 レシ スタ ホ ートD 緩 衝 部 / 駆 動 部 PD~PD7 ATmega8 [テ ータシート] 3

4 Atmel AVR は32 個 の 汎 用 レシ スタと 豊 富 な 命 令 群 を 兼 ね 備 えています 32 個 の 全 レシ スタはALU(Arithmetic Logic Unit)に 直 結 さ れ レシ スタ 間 命 令 はクロック 周 期 で 実 行 されます AVR 構 造 は 現 状 のCISC 型 マイクロ コントローラに 対 し 最 大 倍 の 単 位 処 理 量 向 上 効 果 があります ATmega8は 書 き 込 み 中 読 み 出 し 可 能 な 能 力 を 持 つ8Kハ イトの 実 装 書 き 換 え 可 能 なフラッシュ メモリと52ハ イトのEEPROM Kハ イトの SRAM 23 本 の 汎 用 入 出 力 線 32 個 の 汎 用 レシ スタ 比 較 動 作 も 含 む 柔 軟 性 のある3つのタイマ/カウンタ 内 部 及 び 外 部 割 り 込 み 設 定 可 能 な 直 列 USART ハ イト 対 応 の2 線 直 列 インターフェース 6(PDIP),8(TQFP,QFN/MLF)チャネルのヒ ットA/D 変 換 器 設 定 可 能 な 内 部 発 振 器 付 きウォッチト ック タイマ SPI 直 列 ホ ート ソフトウェアで 選 択 できる5つの 低 消 費 動 作 機 能 を 提 供 します アイト ル 動 作 では 動 作 を 停 止 しま すが SRAM タイマ/カウンタ SPIホ ート 割 り 込 み 機 能 は 有 効 で 動 作 を 継 続 します ハ ワータ ウン 動 作 ではレシ スタの 内 容 は 保 護 されます が 発 振 器 が 停 止 するため 以 降 のハート ウェア リセットか 外 部 割 り 込 みまで 他 の 全 機 能 を 禁 止 ( 無 効 に)します ハ ワーセーフ 動 作 では 非 同 期 タイマ 用 発 振 器 が 動 作 を 継 続 し テ ハ イスのその 他 が 停 止 中 であっても 基 準 タイマの 継 続 が 許 されます A/D 変 換 雑 音 低 減 動 作 では A/D 変 換 中 の 切 り 替 え 雑 音 を 最 小 とするために 非 同 期 タイマとA/D 変 換 器 を 除 く 周 辺 機 能 とCPUが 停 止 します スタンハ イ 動 作 ではクリス タル 発 振 子 /セラミック 振 動 子 用 発 振 器 が 動 作 し 一 方 テ ハ イスのその 他 は 休 止 します これは 低 消 費 電 力 と 非 常 に 速 い 起 動 の 組 み 合 わ せを 許 します 本 テ ハ イスはAtmelの 高 密 度 不 揮 発 性 メモリ 技 術 を 使 用 して 製 造 されています 内 蔵 の 実 装 書 き 換 え(ISP) 可 能 なフ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ は 規 定 の 不 揮 発 性 メモリ 書 き 込 み 器 SPI 直 列 インターフェース 経 由 AVRコア 上 のフ ート フ ロク ラムの 実 行 によって 再 書 き 込 みができます フ ート フ ロク ラムは 応 用 領 域 フラッシュ メモリ 内 の 応 用 フ ロク ラムの 読 み 込 みに どのインターフェースでも 使 用 できます フ ート 領 域 フラッシュ メモリ 内 のソフトウェアは 真 の 書 き 込 み 中 の 読 み 出 し 可 動 作 によって 応 用 領 域 フラッシュ メモリ 更 新 中 も 実 行 を 継 続 します モノリシック チッフ 上 の 自 己 実 装 書 き 換 え 可 能 なフラッシュ メモリと8ヒ ットRISC 型 CPUの 組 み 合 わせによるAtmel ATmega8は 多 くの 組 み 込 み 制 御 の 応 用 に 対 して 高 度 な 柔 軟 性 と 対 費 用 効 果 をもたらす 強 力 なマイクロ コントローラです ATmega8はCコンハ イラ マクロ アセンフ ラ シミュレータ 評 価 キットを 含 む 専 用 のフ ロク ラム 及 びシステム 開 発 ツールで 支 援 されます ヒ ン 概 要 VCC GND PB7~PB (ホ ートB) XTAL/XTAL2 TOSC/TOSC2 PC5~PC (ホ ートC) PC6/RESET PD7~PD (ホ ートD) AVCC AREF ADC7,6 (TQFP,QFN/MLFのみ) テ シ タル 電 源 ヒ ン ク ラント ヒ ン ホ ートBは(ヒ ット 毎 に 選 択 される) 内 蔵 フ ルアッフ 抵 抗 付 きの8ヒ ットの 双 方 向 入 出 力 ホ ートです ホ ートB 出 力 緩 衝 部 は 共 に 高 い 吐 き 出 し/ 吸 い 込 み 能 力 の 対 称 駆 動 特 性 です 入 力 のとき フ ルアッフ 抵 抗 が 有 効 の 場 合 外 部 的 に Lowへ 引 き 込 まれたホ ートBヒ ンにはソース 電 流 が 流 れます リセット 条 件 が 有 効 になるとき クロックが 動 作 していなく ても ホ ートBヒ ンはHi-Zになります クロック 選 択 ヒュース 設 定 に 依 存 し PB6は 発 振 器 反 転 増 幅 器 への 入 力 や 内 部 クロック 操 作 回 路 の 入 力 として 使 用 さ れます クロック 選 択 ヒュース 設 定 に 依 存 し PB7は 発 振 器 反 転 増 幅 器 からの 出 力 として 使 用 されます 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 がチッフ (システム) クロック 元 として 使 用 される 場 合 非 同 期 状 態 レシ スタ(ASSR)の 非 同 期 動 作 (AS2)ヒ ットが 設 定 ()されると PB7,6は 非 同 期 タイマ/カウンタ2 用 のTOSC2,ヒ ンとして 使 用 されます ホ ートBの 各 特 殊 機 能 は36 頁 で 詳 しく 述 べられます ホ ートCは(ヒ ット 毎 に 選 択 される) 内 蔵 フ ルアッフ 抵 抗 付 きの7ヒ ットの 双 方 向 入 出 力 ホ ートです ホ ートC 出 力 緩 衝 部 は 共 に 高 い 吐 き 出 し/ 吸 い 込 み 能 力 の 対 称 駆 動 特 性 です 入 力 のとき フ ルアッフ 抵 抗 が 有 効 の 場 合 外 部 的 に Lowへ 引 き 込 まれたホ ートCヒ ンにはソース 電 流 が 流 れます リセット 条 件 が 有 効 になるとき クロックが 動 作 していなく ても ホ ートCヒ ンはHi-Zになります ホ ートCの 各 特 殊 機 能 は38 頁 で 詳 しく 述 べられます RSTDISBLヒュース がフ ロク ラム()されると PC6はI/Oヒ ンとして 使 用 されます PC6の 電 気 的 特 性 がホ ートCの 他 の ヒ ンのそれらと 異 なることに 注 意 してください RSTDISBLヒュース が 非 フ ロク ラム()の 場 合 PC6はリセット 入 力 として 使 用 されます クロックが 動 作 していなくても 最 小 ハ ルス 幅 より 長 いこのヒ ンのLowレヘ ルはリセットを 生 成 します 最 小 ハ ルス 幅 は23 頁 の 表 5.で 与 えられます よ り 短 いハ ルスはリセットの 生 成 が 保 証 されません ホ ートDは(ヒ ット 毎 に 選 択 される) 内 蔵 フ ルアッフ 抵 抗 付 きの8ヒ ットの 双 方 向 入 出 力 ホ ートです ホ ートD 出 力 緩 衝 部 は 共 に 高 い 吐 き 出 し/ 吸 い 込 み 能 力 の 対 称 駆 動 特 性 です 入 力 のとき フ ルアッフ 抵 抗 が 有 効 の 場 合 外 部 的 に Lowへ 引 き 込 まれたホ ートDヒ ンにはソース 電 流 が 流 れます リセット 条 件 が 有 効 になるとき クロックが 動 作 していなく ても ホ ートDヒ ンはHi-Zになります ホ ートDは4 頁 で 示 されるATmega8の 各 特 殊 機 能 としても 扱 います AVCCはADC7,6 ホ ートC(3~)とA/D 変 換 器 用 供 給 電 圧 ( 電 源 )ヒ ンです 例 えA/D 変 換 が 使 用 されなくても 外 部 的 にVCCへ 接 続 されるべきです A/D 変 換 が 使 用 される 場 合 VCCから 低 域 通 過 濾 波 器 を 通 して 接 続 さ れるべきです ホ ートC(5,4)がテ シ タル 供 給 電 圧 ( 電 源 :VCC)を 使 用 することに 注 意 してください AREFはA/D 変 換 器 用 アナロク 基 準 ( 電 圧 )ヒ ンです TQFPとQFN/MLF 外 囲 器 でのADC7,ADC6はA/D 変 換 器 のアナロク 入 力 として 取 り 扱 います これらのヒ ンはアナ ロク 供 給 電 源 から 電 力 供 給 され ヒ ットA/Dチャネルとして 扱 われます ( 訳 注 ) 原 書 に 存 在 するRESET 記 述 はPC6/RESET 項 目 と 重 複 するため 省 略 しました ATmega8 [テ ータシート] 4

5 資 料 包 括 的 なテ ータシート 応 用 記 述 開 発 ツール 群 は ウンロート で 利 用 可 能 です テ ータ 保 持 力 信 頼 性 証 明 結 果 はテ ータ 保 持 誤 り 率 の 反 映 を 示 し 2 年 以 上 /85 または 年 以 上 /25 でPPMよりずっと 小 さな 値 です コート 例 について この 資 料 はテ ハ イスの 様 々な 部 分 の 使 用 法 を 手 短 に 示 す 簡 単 なコート 例 を 含 みます これらのコート 例 はアセンフ ルまたはコンハ イルに 先 立 ってテ ハ イス 定 義 ヘッタ ファイルがインクルート されると 仮 定 します 全 てのCコンハ イラ 製 造 業 者 がヘッタ ファイル 内 にヒ ット 定 義 を 含 めるとは 限 らず またCでの 割 り 込 みの 扱 いがコンハ イラに 依 存 することに 注 意 してください より 多 くの 詳 細 についてはCコンハ イラの 資 料 で 確 認 し てください ATmega8 [テ ータシート] 5

6 AVR CPU コア 序 説 ここでは 一 般 的 なAtmel AVR コア 構 造 について 説 明 します このCPUコアの 主 な 機 能 は 正 しいフ ロク ラム 実 行 を 保 証 することです 従 ってCPUはメモリ アクセス 計 算 実 行 周 辺 制 御 割 り 込 み 操 作 ができなければなりません 構 造 概 要 最 大 効 率 と 平 行 処 理 のため AVRはフ ロク ラムとテ ータに 対 してメモリ とハ スを 分 離 するハーハ ート 構 造 を 使 用 します フ ロク ラム メモリ 内 の 命 令 は 単 一 段 のハ イフ ラインで 実 行 されます 命 令 の 実 行 中 に 次 の 命 令 がフ ロク ラム メモリから 事 前 取 得 されます この 概 念 は 全 部 のク ロック 周 期 で 命 令 実 行 を 可 能 にします フ ロク ラム メモリは 実 装 書 き 換 え 可 能 なフラッシュ メモリです 高 速 レシ スタ ファイルはクロック 周 期 アクセスの32 個 の8ヒ ット 長 汎 用 レシ スタ を 含 みます これはクロック 周 期 ALU(Arithmetic Logic Unit) 操 作 を 許 します 代 表 的 なALU 操 作 では2つのオヘ ラント がレシ スタ ファイルか らの 出 力 で クロック 周 期 内 にその 操 作 が 実 行 され その 結 果 がレ シ スタ ファイルに 書 き 戻 されます 32 個 中 の6つのレシ スタは 効 率 的 なアト レス 計 算 ができるテ ータ 空 間 ア ト レス 指 定 用 に3つの6ヒ ット 長 間 接 アト レス ホ インタ 用 レシ スタとして 使 用 されます これらアト レス ホ インタのつはフ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ 内 の 定 数 用 参 照 用 アト レス ホ インタとしても 使 用 できます これらの6 ヒ ット 長 付 加 機 能 レシ スタはX,Y,Z レシ スタで 本 項 内 で 後 述 されま す ALUはレシ スタ 間 またはレシ スタと 定 数 間 の 算 術 及 び 論 理 操 作 を 支 援 します 単 一 レシ スタ 操 作 もALUで 実 行 できます 算 術 演 算 操 作 後 操 作 結 果 についての 情 報 を 反 映 するためにステータス レシ スタ(S REG)が 更 新 されます 図 2. AVR MCU 構 造 フ ロク ラム カウンタ フ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ 命 令 レシ スタ 命 令 復 号 器 制 御 信 号 線 間 接 (Indirect)ア ド 直 レ 接 ス 指 定 (Direct)ア ド レ ス 指 定 8-bit Data Bus 状 態 / 制 御 32 8 汎 用 レシ スタ 割 り 込 み 部 フ ロク ラムの 流 れは 条 件 / 無 条 件 分 岐 や 呼 び 出 し 命 令 によって 提 供 され 全 アト レス 空 間 を 直 接 アト レス 指 定 できます AVR 命 令 の 多 くは6ヒ ット 語 (ワート ) 形 式 です 全 てのフ ロク ラム メモリのアト レスは( 訳 注 : 定 数 のみを 除 き)6または32ヒ ット 長 命 令 を 含 みます フ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ 空 間 はフ ート フ ロク ラム 領 域 と 応 用 フ ロク ラム 領 域 の2つに 分 けられます どちらの 領 域 にも 書 き 込 み 禁 止 や 読 み 書 き 防 止 用 の 専 用 施 錠 ヒ ットがあります 応 用 フラッシュ メモリ 領 域 内 に 書 き 込 むSPM 命 令 はフ ート フ ロク ラム 領 域 内 に 属 さ( 存 在 し)なけれ ばなりません 割 り 込 みやサフ ルーチン 呼 び 出 し 中 戻 りアト レスを 示 すフ ロク ラム カウンタ(PC)はスタックに 保 存 されます スタックは 一 般 的 なテ ータ 用 SRAM 上 に 実 際 には 割 り 当 てられ 従 ってスタック 容 量 は 全 SRAM 容 量 とSRAM 使 用 量 でのみ 制 限 されます 全 ての 使 用 者 フ ロク ラムはリセット 処 理 ルー チンで(サフ ルーチン 呼 び 出 しや 割 り 込 みが 実 行 される 前 に) スタック ホ インタ(SP)を 初 期 化 しなければなりません SPはI/O 空 間 で 読 み 書 き アクセスが 可 能 です テ ータ 用 SRAMはAVR 構 造 で 支 援 される5つの 異 なるアト レス 指 定 動 作 を 通 して 容 易 にアクセスできます AVR 構 造 に 於 けるメモリ 空 間 は 全 て 直 線 的 な 普 通 のメモリ 配 置 です 柔 軟 な 割 り 込 み 部 にはI/O 空 間 の 各 制 御 レシ スタとステータス レシ スタ(SREG)の 特 別 な 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットがあります 全 ての 割 り 込 み は 割 り 込 みヘ クタ 表 に 個 別 の 割 り 込 みヘ クタを 持 ちます 割 り 込 みには 割 り 込 みヘ クタ 表 の 位 置 に 従 った 優 先 順 があります 下 位 側 割 り 込 みヘ クタ アト レスが 高 い 優 先 順 位 です I/Oメモリ 空 間 は 制 御 レシ スタ SPI 他 のI/O 機 能 としてCPU 周 辺 機 能 用 の64アト レスを 含 みます I/Oメモリは 直 接 またはレシ スタ ファイルの 次 のテ ータ 空 間 位 置 $2~$5Fとしてアクセスできます ALU (Arithmetic Logic Unit) 高 性 能 なAtmel AVR のALUは32 個 の 全 汎 用 レシ スタに 直 接 接 続 され 動 作 します 汎 用 レシ スタ 間 または 汎 用 レシ スタと 即 値 間 の 演 算 操 作 は 単 一 クロック 周 期 内 で 実 行 されます ALU 操 作 は 算 術 演 算 論 理 演 算 ヒ ット 操 作 の3つの 主 な 種 類 に 大 別 されます 符 号 付 きと 符 号 なし 両 方 の 乗 算 と 固 定 小 数 点 形 式 を 支 援 する 乗 算 器 ( 乗 算 命 令 )も 提 供 する 構 造 の 実 装 ( 製 品 )もあります 詳 細 記 述 について は 命 令 要 約 項 をご 覧 ください ALU テ ータ 用 SRAM EEPROM 汎 用 入 出 力 部 SPI 部 ウォッチト ック タイマ アナロク 比 較 器 周 辺 機 能 部 周 辺 機 能 部 2 ~ 周 辺 機 能 部 n ATmega8 [テ ータシート] 6

7 SREG - ステータス レシ スタ (Status Register) ステータス レシ スタは 最 も 直 前 に 実 行 した 演 算 命 令 の 結 果 についての 情 報 を 含 みます この 情 報 は 条 件 処 理 を 行 うためのフ ロク ラムの 流 れ 変 更 に 使 用 できます ステータス レシ スタは 命 令 一 式 参 考 書 で 詳 述 したように 全 てのALU 操 作 後 に 更 新 されることに 注 目 してくだ さい これは 多 くの 場 合 でそれ 用 の 比 較 命 令 使 用 の 必 要 をなくし 高 速 でより 少 ないコート に 帰 着 します ステータス レシ スタは 割 り 込 み 処 理 ルーチン 移 行 時 の 保 存 と 割 り 込 みからの 復 帰 時 の 回 復 ( 復 帰 )が 自 動 的 に 行 われません これはソフトウェア によって 扱 われなければなりません AVRのステータス レシ スタ(SREG)は 次 のように 定 義 されます ヒ ット $3F ($5F) I T H S V N Z C SREG Read/Write 初 期 値 ヒ ット7 - I : 全 割 り 込 み 許 可 (Global Interrupt Enable) 全 割 り 込 み 許 可 ヒ ットは 割 り 込 みが 許 可 されるために 設 定 ()されなければなりません その 時 に 個 別 割 り 込 み 許 可 制 御 は 独 立 した 制 御 レシ スタで 行 われます 全 割 り 込 み 許 可 ヒ ットが 解 除 ()されると 個 別 割 り 込 み 許 可 設 定 に 拘 らず どの 割 り 込 みも 許 可 されません I ヒ ットは 割 り 込 みが 起 きた 後 にハート ウェアによって 解 除 ()され 後 続 の 割 り 込 みを 許 可 するため RETI 命 令 によって 設 定 ()されます I ヒ ットは 命 令 一 式 参 考 書 で 記 述 されるようにSEIやCLI 命 令 で 応 用 (フ ロク ラム)によって 設 定 ()や 解 除 ()もできます ヒ ット6 - T : ヒ ット 変 数 (Bit Copy Storage) ヒ ット 複 写 命 令 BLD(Bit LoaD)とBST(Bit STore)は 操 作 したヒ ットの 転 送 元 または 転 送 先 として このTヒ ットを 使 用 します レシ スタ ファイル のレシ スタからのヒ ットはBST 命 令 によってTに 複 写 でき Tのヒ ットはBLD 命 令 によりレシ スタ ファイルのレシ スタ 内 のヒ ットに 複 写 できます ヒ ット5 - H : ハーフキャリー フラク (Half Carry Flag) ハーフキャリー(H)フラク はいくつかの 算 術 操 作 でのハーフキャリーを 示 します ハーフキャリーはBCD 演 算 に 有 用 です 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ヒ ット4 - S : 符 号 (Sign Bit, S= N Ex-OR V) Sフラク は 常 に 負 (N)フラク と2の 補 数 溢 れ(V)フラク の 排 他 的 論 理 和 です 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ヒ ット3 - V : 2の 補 数 溢 れフラク (2's Complement Overflow Flag) 2の 補 数 溢 れ(V)フラク は2の 補 数 算 術 演 算 を 支 援 します 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ヒ ット2 - N : 負 フラク (Negative Flag) 負 (N)フラク は 算 術 及 び 論 理 操 作 での 負 の 結 果 (MSB=)を 示 します 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ヒ ット - Z : セ ロ フラク (Zero Flag) セ ロ(Z)フラク は 算 術 及 び 論 理 操 作 でのセ ロ()の 結 果 を 示 します 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ヒ ット - C : キャリー フラク (Carry Flag) キャリー(C)フラク は 算 術 及 び 論 理 操 作 でのキャリー(またはホ ロー)を 示 します 詳 細 情 報 については 命 令 要 約 記 述 をご 覧 ください ATmega8 [テ ータシート] 7

8 汎 用 レシ スタ ファイル このレシ スタ ファイルはAVRの 増 強 したRISC 命 令 群 用 に 最 適 化 され ています 必 要 な 効 率 と 柔 軟 性 を 達 成 するために 次 の 入 出 力 機 構 がレシ スタ ファイルによって 支 援 されます つの8ヒ ット 出 力 オヘ ラント とつの8ヒ ットの 結 果 入 力 2つの8ヒ ット 出 力 オヘ ラント とつの8ヒ ットの 結 果 入 力 2つの8ヒ ット 出 力 オヘ ラント とつの6ヒ ットの 結 果 入 力 つの6ヒ ット 出 力 オヘ ラント とつの6ヒ ットの 結 果 入 力 図 3.はCPU 内 の32 個 の 汎 用 作 業 レシ スタの 構 造 を 示 します レシ スタ ファイルを 操 作 する 殆 どの 命 令 は 全 てのレシ スタに 直 接 アクセス し それらの 殆 どは 単 一 周 期 命 令 です 図 3.で 示 されるように 各 レシ スタは 使 用 者 テ ータ 空 間 の 最 初 の32 位 置 へ 直 接 的 に 配 置 することで それらはテ ータ メモリ アト レスも 割 り 当 て られます 例 え 物 理 的 にSRAM 位 置 として 実 装 されていなくても X,Y,Zレシ スタ(ホ インタ)がレシ スタ ファイル 内 のどのレシ スタの 指 示 にも 設 定 できるように このメモリ 構 成 は 非 常 に 柔 軟 なレシ スタのアクセスを 提 供 します 図 3. AVR CPU 汎 用 レシ スタ 構 成 図 7 アト レス R $ R $ R2 $2 汎 用 レシ スタ ファイル ~ R3 R4 R5 R6 R7 ~ R26 R27 R28 R29 R3 R3 $D $E $F $ $ $A $B $C $D $E $F Xレシ スタ Yレシ スタ Zレシ スタ 下 位 ハ イト 上 位 ハ イト 下 位 ハ イト 上 位 ハ イト 下 位 ハ イト 上 位 ハ イト Xレシ スタ, Yレシ スタ, Zレシ スタ R26~R3レシ スタには 通 常 用 途 の 使 用 にいくつかの 追 加 機 能 があります これらのレシ スタはテ ータ 空 間 の 間 接 アト レス 指 定 用 の 6ヒ ット アト レス ホ インタです 3つのX,Y,Z 間 接 アト レス レシ スタは 図 4.で 記 載 したように 定 義 されます 種 々のアト レス 指 定 種 別 で これらのアト レス レシ スタは 固 定 変 位 自 動 増 加 自 動 減 少 としての 機 能 を 持 ちます( 詳 細 については 命 令 一 式 参 考 書 をご 覧 ください) 図 4. X,Y,Zレシ スタ 構 成 図 5 XH ( 上 位 ) XL ( 下 位 ) X レシ スタ 7 R27 ($B) 7 R26 ($A) 5 YH ( 上 位 ) YL ( 下 位 ) Y レシ スタ 7 R29 ($D) 7 R28 ($C) 5 ZH ( 上 位 ) ZL ( 下 位 ) Z レシ スタ 7 R3 ($F) 7 R3 ($E) SPH,SPL (SP) - スタック ホ インタ (Stack Pointer) スタックは 主 に 一 時 テ ータの 保 存 局 所 変 数 の 保 存 割 り 込 みとサフ ルーチン 呼 び 出 し 後 の 戻 りアト レスの 保 存 に 使 用 されます スタック ホ インタ レシ スタは 常 にこのスタックの 先 頭 ( 訳 注 : 次 に 使 用 されるべき 位 置 )を 指 し 示 します スタックが 高 位 メモリから 低 位 メモリへ 伸 長 するように 実 行 されることに 注 意 してください これはスタックへのPUSH 命 令 はスタック ホ インタを 減 少 するという 意 味 です スタック ホ インタはサフ ルーチンや 割 り 込 みのスタックが 配 置 されるテ ータSRAMのスタック 領 域 を 指 し 示 します テ ータSRAM 内 のスタック 空 間 はサフ ルーチン 呼 び 出 しの 実 行 や 割 り 込 みの 許 可 の 何 れにも 先 立 ってフ ロク ラムによって 定 義 されなければなりません スタック ホ インタは$6 以 上 を 指 示 するように 設 定 されなければなりません スタック ホ インタはPUSH 命 令 でテ ータがスタックに 格 納 されると-され サフ ルーチン 呼 び 出 し や 割 り 込 みで 戻 りアト レスがスタックに 格 納 されると-2されます スタック ホ インタはPOP 命 令 でテ ータがスタックから 引 き 出 されると+され サフ ルーチンからの 復 帰 (RET) 命 令 や 割 り 込 みからの 復 帰 (RETI) 命 令 でアト レスがスタックから 引 き 出 されると+2されます AVRのスタック ホ インタはI/O 空 間 内 の2つの8ヒ ット レシ スタとして 実 装 されます 実 際 に 使 用 されるヒ ット 数 は(そのテ ハ イス) 実 装 に 依 存 しま す SPLだけが 必 要 とされる 程 に 小 さいAVR 構 造 の 実 装 (テ ハ イス)のテ ータ 空 間 もあることに 注 意 してください この 場 合 SPHレシ スタは 存 在 しません ヒ ット $3E ($5E) Read/Write 初 期 値 ヒ ット $3D ($5D) Read/Write 初 期 値 SP SP9 SP8 R R R R R SP7 SP6 SP5 SP4 SP3 SP2 SP SP SPH SPL ATmega8 [テ ータシート] 8

9 命 令 実 行 タイミンク 本 項 は 命 令 実 行 の 一 般 的 なアクセス タイミンク の 概 念 を 記 述 します Atmel AVR CPU はチッフ (テ ハ イス) 用 に 選 択 したクロック 元 から 直 接 的 に 生 成 したCPUクロック(clkCPU)によっ て 駆 動 されます 内 部 クロック 分 周 は 使 用 さ れません 図 5.はハーハ ート 構 造 と 高 速 アクセス レシ スタ ファ イルの 概 念 によって 可 能 とされる 並 列 の 命 令 取 得 と 命 令 実 行 を 示 します これは 機 能 対 費 用 機 能 対 クロック 機 能 対 電 源 部 に 対 する 好 結 果 と 対 応 するMHzあたりMIPSを 達 成 するための 基 本 的 なハ イフ ラインの 概 念 です 図 6.はレシ スタ ファイルに 対 する 内 部 タイミンク の 概 念 を 示 します 単 一 クロック 周 期 で2つのレ シ スタ オヘ ラント を 使 用 するALU 操 作 が 実 行 され その 結 果 が 転 送 先 レシ スタへ 書 き 戻 さ れます 図 5. 命 令 の 取 得 と 実 行 の 並 列 動 作 CPUクロック clkcpu 初 回 命 令 取 得 初 回 命 令 実 行 / 第 2 命 令 取 得 第 2 命 令 実 行 / 第 3 命 令 取 得 第 3 命 令 実 行 / 第 4 命 令 取 得 図 6. 周 期 ALU 命 令 CPUクロック clkcpu 総 合 実 行 時 間 レシ スタ オヘ ラント 取 得 ALU 演 算 実 行 結 果 書 き 戻 し T T2 T3 T4 T T2 T3 T4 リセットと 割 り 込 みの 扱 い Atmel AVR は 多 くの 異 なる 割 り 込 み 元 を 提 供 します これらの 割 り 込 みと 独 立 したリセット ヘ クタ 各 々はフ ロク ラム メモリ 空 間 内 に 独 立 し たフ ロク ラム ヘ クタを 持 ちます 全 ての 割 り 込 みは 割 り 込 みを 許 可 するために ステータス レシ スタ(SREG)の 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットと 共 に 論 理 が 書 かれなければならない 個 別 の 許 可 ヒ ットを 割 り 当 てられます BLB2またはBLB2 フ ート 施 錠 ヒ ットがフ ロク ラム()されると フ ロク ラ ム カウンタ 値 によっては 割 り 込 みが 自 動 的 に 禁 止 されるかもしれません この 特 質 はソフトウェア 保 護 を 改 善 します 詳 細 については44 頁 の メモリ フ ロク ラミンク 項 をご 覧 ください 既 定 でのフ ロク ラム メモリ 空 間 の 最 下 位 アト レスはリセットと 割 り 込 みのヘ クタとして 定 義 されます ヘ クタの 完 全 な 一 覧 は28 頁 の 割 り 込 み で 示 されます この 一 覧 は 各 種 割 り 込 みの 優 先 順 位 も 決 めます 下 位 側 アト レスがより 高 い 優 先 順 位 です リセットが 最 高 優 先 順 位 で 次 が 外 部 割 り 込 み 要 求 (INT)です 割 り 込 みヘ クタは 一 般 割 り 込 み 制 御 レシ スタ(GICR)の 割 り 込 みヘ クタ 選 択 (IVSEL)ヒ ットの 設 定 ()に よってフ ート フラッシュ 領 域 先 頭 へ 移 動 できます より 多 くの 情 報 については28 頁 の 割 り 込 み を 参 照 してください リセット ヘ クタもBOOT RSTヒュース のフ ロク ラム()によってフ ート フラッシュ 領 域 先 頭 へ 移 動 できます 35 頁 の フ ート ロータ ( 書 き 込 み 中 読 み 出 し 可 能 な 自 己 フ ロク ラ ミンク ) をご 覧 ください 割 り 込 みが 起 こると 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 解 除 ()され 全 ての 割 り 込 みは 禁 止 されます 使 用 者 ソフトウェアは 多 重 割 り 込 みを 許 可 す るために 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットへ 論 理 を 書 けます その 後 全 ての 許 可 した 割 り 込 みが 現 在 の 割 り 込 みルーチンで 割 り 込 めます 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットは 割 り 込 みからの 復 帰 (RETI) 命 令 が 実 行 されると 自 動 的 に 設 定 ()されます 根 本 的 に2つの 割 り 込 み 形 式 があります つ 目 の 形 式 は 割 り 込 み 要 求 フラク を 設 定 (I)する 事 象 によって 起 動 されます これらの 割 り 込 みでは 割 り 込 み 処 理 ルーチンを 実 行 するために フ ロク ラム カウンタは 対 応 する 現 実 の 割 り 込 みヘ クタを 指 示 し ハート ウェアが 対 応 する 割 り 込 み 要 求 フラク を 解 除 ()します 割 り 込 み 要 求 フラク は 解 除 ()されるべきフラク のヒ ット 位 置 へ 論 理 を 書 くことによっても 解 除 ()できます 対 応 する 割 り 込 み 許 可 ヒ ットが 解 除 ()されている 間 に 割 り 込 み 条 件 が 起 こると 割 り 込 み 要 求 フラク が 設 定 ()され 割 り 込 みが 許 可 さ れるか またはこのフラク がソフトウェアによって 解 除 ()されるまで 記 憶 ( 保 持 )されます 同 様 に 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 解 除 ()されてい る 間 につまたはより 多 くの 割 り 込 み 条 件 が 起 こると 対 応 する 割 り 込 み 要 求 フラク が 設 定 ()されて 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 設 定 ()さ れるまで 記 憶 され その(I=) 後 で 優 先 順 に 従 って 実 行 されます 2つ 目 の 割 り 込 み 形 式 は 割 り 込 み 条 件 が 存 在 する 限 り 起 動 し( 続 け)ます これらの 割 り 込 みは 必 ずしも 割 り 込 み 要 求 フラク を 持 っている とは 限 りません 割 り 込 みが 許 可 される 前 に 割 り 込 み 条 件 が 消 滅 すると この 割 り 込 みは 起 動 されません AVRが 割 り 込 みから 抜 け 出 すと 常 に 主 フ ロク ラムへ 戻 り 何 れかの 保 留 割 り 込 みが 扱 われる 前 につ 以 上 の 命 令 を 実 行 します ステータス レシ スタ(SREG)は 割 り 込 みルーチンへ 移 行 時 の 保 存 も 復 帰 時 の 再 設 定 も 自 動 的 に 行 われないことに 注 意 してください これはソ フトウェアによって 扱 われなければなりません ATmega8 [テ ータシート] 9

10 割 り 込 みを 禁 止 するためにCLI 命 令 を 使 用 すると 割 り 込 みは 直 ちに 禁 止 されます CLI 命 令 と 同 時 に 割 り 込 みが 起 こっても CLI 命 令 後 に 割 り 込 みは 実 行 されません 次 例 は 時 間 制 限 EEPROM 書 き 込 み 手 順 中 に 割 り 込 みを 無 効 とするために これがどう 使 用 でき るかを 示 します アセンフ リ 言 語 フ ロク ラム 例 IN R6,SREG ;ステータス レシ スタを 保 存 CLI ;EEPROM 書 き 込 み 手 順 中 割 り 込 み 禁 止 SBI EECR,EEMWE ;EEPROM 主 書 き 込 み 許 可 SBI EECR,EEWE ;EEPROM 書 き 込 み 開 始 OUT SREG,R6 ;ステータス レシ スタを 復 帰 C 言 語 フ ロク ラム 例 char csreg; /* ステータス レシ スタ 保 存 変 数 定 義 */ csreg = SREG; /* ステータス レシ スタを 保 存 */ _CLI(); /* EEPROM 書 き 込 み 手 順 中 割 り 込 み 禁 止 */ EECR = (<<EEMWE); /* EEPROM 主 書 き 込 み 許 可 */ EECR = (<<EEWE); /* EEPROM 書 き 込 み 開 始 */ SREG = csreg: /* ステータス レシ スタを 復 帰 */ 割 り 込 みを 許 可 するためにSEI 命 令 を 使 用 すると 次 例 で 示 されるようにどの 保 留 割 り 込 みにも 先 立 ってSEI 命 令 の 次 の 命 令 が 実 行 さ れます アセンフ リ 言 語 フ ロク ラム 例 SEI ; 全 割 り 込 み 許 可 SLEEP ; 休 止 形 態 移 行 ( 割 り 込 み 待 ち) C 言 語 フ ロク ラム 例 _SEI(); /* 全 割 り 込 み 許 可 */ _SLEEP(); /* 休 止 形 態 移 行 ( 割 り 込 み 待 ち) */ 注 : SLEEP 命 令 までは 割 り 込 み 禁 止 保 留 割 り 込 み 実 行 前 に 休 止 形 態 へ 移 行 します 割 り 込 み 応 答 時 間 許 可 した 全 てのAtmel AVR 割 り 込 みに 対 する 割 り 込 み 実 行 応 答 は 最 小 4クロック 周 期 です 4クロック 周 期 後 実 際 の 割 り 込 み 処 理 ルー チンに 対 するフ ロク ラム ヘ クタ アト レスが 実 行 されます この4クロック 周 期 時 間 中 に フ ロク ラム カウンタ(PC)がスタック 上 に 保 存 (フ ッシュ)されます このヘ クタは 標 準 的 に 割 り 込 み 処 理 ルーチンへの 無 条 件 分 岐 で この 分 岐 は2クロック 周 期 ( 訳 注 : 原 文 は3(JMP 命 令 =3を 想 定 実 際 は RJMP 命 令 =2)) 要 します 複 数 周 期 命 令 実 行 中 に 割 り 込 みが 起 こると その 割 り 込 みが 扱 われる 前 に この 命 令 が 完 了 されます MCUが 休 止 形 態 の 時 に 割 り 込 みが 起 こると 割 り 込 み 実 行 応 答 時 間 は4クロック 周 期 増 やされます この 増 加 は 選 択 した 休 止 形 態 から の 起 動 時 間 に 加 えてです 割 り 込 み 処 理 ルーチンからの 復 帰 は4クロック 周 期 要 します これらの4クロック 周 期 中 フ ロク ラム カウンタ(PC:2ハ イト)がスタックから 取 り 戻 され(ホ ッ フ ) スタック ホ インタは 増 加 され(+2) ステータス レシ スタ(SREG)の 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 設 定 ()されます ATmega8 [テ ータシート]

11 AVR ATmega8のメモリ 本 項 はAtmel AVR ATmega8の 各 種 メモリを 記 述 します AVR 構 造 にはフ ロク ラム メモリ 空 間 とテ ータ メモリ 空 間 の2つの 主 なメモリ 空 間 があ ります 加 えてATmega8はテ ータ 保 存 用 EEPROMメモリが 特 徴 です 3つのメモリ 空 間 全 ては 一 般 的 な 直 線 的 アト レスです 実 装 書 き 換 え 可 能 なフ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ ATmega8はフ ロク ラム 保 存 用 に 実 装 書 き 換 え 可 能 な8Kハ イトのフラッシュ メモリをチッフ 上 に 含 みま す 全 てのAVR 命 令 が6または32ヒ ット 幅 のため このフラッシュ メモリは4K 6ヒ ットとして 構 成 されます ソフトウェア 保 護 のため フラッシュ フ ロク ラム メモリ 空 間 はフ ート フ ロク ラム 領 域 と 応 用 フ ロク ラム 領 域 の2つに 分 けられます フラッシュ メモリは 最 低, 回 の 消 去 / 書 き 込 み 回 数 の 耐 久 性 があります ATmega8のフ ロク ラ ム カウンタ(PC)は2ヒ ット 幅 従 って4Kフ ロク ラム メモリ 位 置 のアト レス 指 定 です フ ート フ ロク ラム 領 域 の 操 作 と 関 係 するソフトウェア 保 護 用 フ ート 施 錠 ヒ ットは35 頁 の フ ート ロータ ( 書 き 込 み 中 読 み 出 し 可 能 な 自 己 フ ロク ラミンク ) の 詳 細 で 記 述 されます 44 頁 の メモリ フ ロク ラミンク はSPI( 直 列 )または 並 列 フ ロク ラミンク 動 作 でのフラッシュ メモリ フ ロク ラミンク の 詳 細 な 記 述 を 含 みます 定 数 表 は 全 てのフ ロク ラム メモリ アト レス 空 間 に 配 置 できます (LPM 命 令 記 述 参 照 ) 命 令 の 取 得 と 実 行 のタイミンク 図 は9 頁 の 命 令 実 行 タイミンク で 示 されます 図 7. フ ロク ラム メモリ 配 置 図 応 用 フ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ (3K~3.875K) 6 フ ート フ ロク ラム 用 フラッシュ メモリ (28~K) 6 $ $FFF テ ータ 用 SRAM メモリ 図 8.はATmega8のSRAMメモリ 構 成 方 法 を 示 します 下 位 2テ ータ メモリ 位 置 はレシ スタ ファイル I/Oメモリ テ ータ 用 内 蔵 SRAMに 充 てます 最 初 の 96 位 置 はレシ スタ ファイルとI/Oメモリに 充 て 次 の24 位 置 はテ ータ 用 内 蔵 SRAMに 充 てます 直 接 間 接 変 位 付 き 間 接 事 前 減 少 付 き 間 接 事 後 増 加 付 き 間 接 の5つの 異 なるアト レス 指 定 種 別 でテ ータ メモリ( 空 間 )を 網 羅 します レシ スタ ファイル 内 のレシ スタ R26~R3は 間 接 アト レ ス 指 定 ホ インタ 用 レシ スタが 特 徴 です 直 接 アト レス 指 定 はテ ータ 空 間 全 体 に 届 きます 変 位 付 き 間 接 動 作 はYまたはZレシ スタで 与 えられる 基 準 アト レスからの63アト レス 位 置 に 届 きま す 自 動 の 事 前 減 少 付 きと 事 後 増 加 付 きのレシ スタ 間 接 アト レス 指 定 動 作 を 使 用 するとき ( 使 用 さ れる)X,Y,Zアト レス レシ スタは 減 少 (-)または 増 加 (+)されます ATmega8の32 個 の 汎 用 レシ スタ 64 個 のI/Oレシ スタ 24ハ イトのテ ータ 用 内 蔵 SRAMは これ ら 全 てのアト レス 指 定 種 別 を 通 して 全 部 アクセスできます レシ スタ ファイルは8 頁 の 汎 用 レシ スタ ファイル で 記 述 されます 図 8. テ ータ メモリ 配 置 図 レシ スタ ファイル I/O レシ スタ (メモリ) 内 蔵 SRAM R R ~ R3 R3 $ $ ~ $3E $3F $6 $6 ~ $45E $45F 注 : 赤 字 はI/Oアト レス アト レス $ $ $E $F $2 $2 $5E $5F $6 $6 $45E $45F テ ータ メモリ アクセス タイミンク この 項 は 内 部 メモリ アクセスに 対 する 一 般 的 なアクセス タイミンク の 概 念 を 記 述 します テ ータ 用 内 蔵 SRAMアクセスは 図 9.で 記 載 されるように2clkCPU 周 期 で 実 行 されます ( 訳 注 ) 内 蔵 SRAMのアクセスを 含 む 代 表 的 な 命 令 はT,T2の 2 周 期 で 実 行 され Tで 対 象 アト レスを 取 得 /( 算 出 )/ 確 定 し T2で 実 際 のアクセスが 行 われます 後 続 する (T)は 次 の 命 令 のTです 図 9. テ ータ 用 内 蔵 SRAMアクセス 周 期 T T2 (T) CPUクロック clkcpu アト レス 直 前 のアト レス 有 効 アト レス 書 き 込 み 読 み 込 み テ ータ WR テ ータ RD ATmega8 [テ ータシート]

12 テ ータ 用 EEPROMメモリ ATmega8は52ハ イトのテ ータ 用 EEPROMを 含 みます それは 単 一 ハ イトが 読 み 書 きできる 分 離 したテ ータ 空 間 として 構 成 されます EEP ROMは 最 低, 回 の 消 去 / 書 き 込 み 回 数 の 耐 久 性 があります CPUとEEPROM 間 のアクセスは 以 降 のEEPROMアト レス レシ スタ EE PROMテ ータ レシ スタ EEPROM 制 御 レシ スタで 詳 細 に 記 述 されます 44 頁 の メモリ フ ロク ラミンク はSPI( 直 列 )または 並 列 フ ロク ラミンク 動 作 でのEEPROMフ ロク ラミンク の 詳 細 な 記 述 を 含 みます EEPROMアクセス EEPROMアクセス レシ スタはI/O 空 間 でアクセス 可 能 です EEPROMの 書 き 込 み( 訳 注 : 原 文 はアクセス) 時 間 は3 頁 の 表.で 与 えられます ( 書 き 込 みは) 自 己 タイミンク 機 能 ですが 使 用 者 ソフトウェア は 次 ハ イトが 書 ける 時 を 検 知 してください 使 用 者 コート がEEPROMに 書 く 命 令 を 含 む 場 合 いくつかの 予 防 処 置 が 取 られなければな りません 厳 重 に 濾 波 した 電 源 では 電 源 投 入 / 切 断 でVCCが 緩 やかに 上 昇 または 下 降 しそうです これはテ ハ イスが 何 周 期 かの 時 間 で 使 用 されるクロック 周 波 数 に 於 いて 最 小 として 示 されるよりも 低 い 電 圧 で 走 行 する 原 因 になります これらの 状 態 で 問 題 を 避 ける 方 法 の 詳 細 については4 頁 の EEPROMテ ータ 化 けの 防 止 をご 覧 ください 予 期 せぬEEPROM 書 き 込 みを 防 止 するため 特 別 な 書 き 込 み 手 順 に 従 わなければなりません この 詳 細 については EEPROM 制 御 レシ スタ の 記 述 を 参 照 してください EEPROMが 読 まれると CPUは 次 の 命 令 が 実 行 される 前 に4クロック 周 期 停 止 されます EEPROMが 書 かれると CPUは 次 の 命 令 が 実 行 される 前 に2クロック 周 期 停 止 されます EEARH,EEARL (EEAR) - EEPROMアト レス レシ スタ (EEPROM Address Register) ヒ ット $F ($3F) EEAR8 Read/Write R R R R R R R 初 期 値 不 定 ヒ ット $E ($3E) EEAR7 EEAR6 EEAR5 EEAR4 EEAR3 EEAR2 EEAR EEAR Read/Write 初 期 値 不 定 不 定 不 定 不 定 不 定 不 定 不 定 不 定 ヒ ット5~9 - Res : 予 約 (Reserved) これらのヒ ットは 予 約 されており 常 にとして 読 まれます EEARH EEARL ヒ ット8~ - EEAR8~ : EEPROMアト レス (EEPROM Address) EEPROMアト レス レシ スタ(EEARHとEEARL)は52ハ イトEEPROM 空 間 のEEPROMアト レスを 指 定 します EEPROMテ ータ ハ イトは~5 間 で 直 線 的 に 配 されます EEARの 初 期 値 は 不 定 です EEPROMがアクセスされるであろう 前 に 適 切 な 値 が 書 かれねばなりません EEDR - EEPROMテ ータ レシ スタ (EEPROM Data Register) ヒ ット $D ($3D) Read/Write 初 期 値 (MSB) (LSB) ヒ ット7~ - EEDR7~ : EEPROMテ ータ (EEPROM Data) EEPROM 書 き 込 み 操 作 に 対 してEEDRはEEPROMアト レス レシ スタ(EEAR)で 与 えたアト レスのEEPROMへ 書 かれるべきテ ータを 含 みます EEPROM 読 み 込 み 操 作 に 対 してEEDRはEEARで 与 えたアト レスのEEPROMから 読 み 出 したテ ータを 含 みます EECR - EEPROM 制 御 レシ スタ (EEPROM Control Register) ヒ ット $C ($3C) EERIE EEMWE EEWE EERE Read/Write R R R R 初 期 値 不 定 ヒ ット7~4 - Res : 予 約 (Reserved) これらのヒ ットは 予 約 されており 常 にとして 読 まれます ヒ ット3 - EERIE : EEPROM 操 作 可 割 り 込 み 許 可 (EEPROM Ready Interrupt Enable) EERIEの 書 き 込 みはステータス レシ スタ(SREG)の 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 設 定 ()されているなら EEPROM 操 作 可 割 り 込 みを 許 可 しま す EERIEの 書 き 込 みはこの 割 り 込 みを 禁 止 します EEPROM 操 作 可 割 り 込 みはEEWEが 解 除 ()されていると 継 続 する 割 り 込 みを 発 生 します EEDR EECR ATmega8 [テ ータシート] 2

13 ヒ ット2 - EEMWE : EEPROM 主 書 き 込 み 許 可 (EEPROM Master Write Enable) EEMWEヒ ットはEEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ットの 設 定 がEEPROM 書 き 込 みの 原 因 となるかどうかを 決 めます EEMWEが 設 定 ()されるとき EEWEの 設 定 は 選 択 されたアト レスのEEPROMにテ ータを 書 きます EEMWEがの 場 合 EEWEの 設 定 は 無 効 です EEMWEがソフトウェアによって 設 定 ()されてしまうと 4クロック 周 期 後 にハート ウェアがこのヒ ットをに 解 除 します EEPROM 書 き 込 み 手 順 に ついては 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ット の 記 述 をご 覧 ください ヒ ット - EEWE : EEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEPROM Write Enable) EEPROM 書 き 込 み 許 可 信 号 (EEWE)はEEPROMへの 書 き 込 みストローフ です アト レスとテ ータが 正 確 に 設 定 されると EEPROMへその 値 を 書 くためにEEWEヒ ットはを 書 かれなければなりません 論 理 がEEWEへ 書 かれる 前 にEEPROM 主 書 き 込 み 許 可 (EEMWE)ヒ ットは を 書 かれなければならず さもなければEEPROM 書 き 込 みは 行 われません EEPROMを 書 くとき 次 の 手 順 に 従 うべきです( 手 順 3 と4の 順 番 は 重 要 ではありません) EEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ットがになるまで 待 ちます 2 SPM 制 御 レシ スタ(SPMCR)のSPM 操 作 許 可 (SPMEN)ヒ ットがになるまで 待 ちます 3 今 回 のEEPROMアト レスをEEPROMアト レス レシ スタ(EEAR)に 書 きます ( 任 意 省 略 可 ) 4 今 回 のEEPROMテ ータをEEPROMテ ータ レシ スタ(EEDR)に 書 きます ( 任 意 省 略 可 ) 5 EEPROM 制 御 レシ スタ(EECR)のEEPROM 主 書 き 込 み 許 可 (EEMWE)ヒ ットにを EEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ットにを 同 時 に 書 きます 6 EEMWEヒ ット 設 定 後 4クロック 周 期 内 にEEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ットへ 論 理 を 書 きます CPUがフラッシュ メモリ 書 き 込 み 中 EEPROMはフ ロク ラム( 書 き 込 みが)できません ソフトウェアは 新 規 EEPROM 書 き 込 みを 始 める 前 にフラッ シュ メモリのフ ロク ラミンク が 完 了 されていることを 検 査 しなければなりません 2はソフトウェアがフラッシュ メモリをフ ロク ラム( 書 き 込 みを)すること をCPUに 許 すフ ート ロータ を 含 む 場 合 だけ 関 係 します フラッシュ メモリが 決 してCPUによって 更 新 されないなら 2は 省 略 できます フ ート フ ロク ラミンク についての 詳 細 に 関 しては35 頁 の フ ート ロータ ( 書 き 込 み 中 読 み 出 し 可 能 な 自 己 フロク ラミンク ) をご 覧 ください 警 告 : 手 順 5と6 間 の 割 り 込 みはEEPROM 主 書 き 込 み 許 可 が 時 間 超 過 するため 書 き 込 み 周 期 失 敗 になります EEPROMをアクセス する 割 り 込 みルーチンが 他 のEEPROMアクセスを 中 断 し EEARかEEDRが 変 更 されると 中 断 したEEPROMアクセスを 失 敗 させます これらの 問 題 を 避 けるため 全 ての 手 順 中 ステータス レシ スタ(SREG)の 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットは 解 除 ()されていることが 推 奨 さ れます 書 き 込 みアクセス 時 間 が 経 過 されると EEPROM 書 き 込 み 許 可 (EEWE)ヒ ットはハート ウェアによって 解 除 ()されます 使 用 者 ソフトウェアは 次 ハ イトを 書 く 前 にこのヒ ットをホ ーリンク し を 待 つことができます EEWEが 設 定 ()されてしまうと 次 の 命 令 が 実 行 される 前 にCPUは2 周 期 停 止 されます ヒ ット - EERE : EEPROM 読 み 込 み 許 可 (EEPROM Read Enable) EEPROM 読 み 込 み 許 可 信 号 (EERE)はEEPROMへの 読 み 込 みストローフ です EEARに 正 しいアト レスが 設 定 されると EEPROM 読 み 出 しを 起 動 するためにEEREヒ ットは 論 理 を 書 かれなければなりません EEPROM 読 み 出 しアクセスは(その) 命 令 で 行 われ 要 求 したテ ー タは 直 ちに 利 用 できます EEPROMが 読 まれるとき 次 の 命 令 が 実 行 される 前 にCPUは4 周 期 停 止 されます 使 用 者 は 読 み 込 み 操 作 を 始 める 前 にEEWEヒ ットをホ ーリンク すべきです 書 き 込 み 操 作 が 実 行 中 の 場 合 EEPROMアト レス レシ スタ(EE AR)の 変 更 もEEPROM 読 み 込 みもできません EEPROMアクセスの 時 間 に 校 正 済 み 内 蔵 RC 発 振 器 が 使 用 され ます 表.はCPUからのEEPROMアクセスに 対 する 代 表 的 な 書 き 込 み 時 間 を 示 します 表. EEPROM 書 き 込 み 時 間 項 目 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 周 期 数 ( 注 ) Typ EEPROM 書 き 込 み(CPU) ms 注 : CKSELヒュース 設 定 と 無 関 係 にMHzが 使 用 されます ATmega8 [テ ータシート] 3

14 次 のコート 例 はアセンフ リ 言 語 とC 言 語 でのEEPROM 書 き 込 み 関 数 を 示 します 本 例 は( 例 えば 全 割 り 込 み 禁 止 によって) 割 り 込 みが 制 御 され これらの 関 数 実 行 中 に 割 り 込 みが 起 きない 前 提 です 本 例 はソフトウェア 内 にフラッシュ フ ート ロータ が 無 い 前 提 でもあります そのよう なコート が 存 在 する 場 合 EEPROM 書 き 込 み 関 数 は 何 れかが 実 行 するSPM 命 令 の 完 了 も 待 たねばなりません アセンフ リ 言 語 フ ロク ラム 例 EEPROM_WR: SBIC EECR,EEWE ;EEPROM 書 き 込 み 完 了 ならばスキッフ RJMP EEPROM_WR ; 以 前 のEEPROM 書 き 込 み 完 了 まで 待 機 ; OUT EEARH,R8 ;EEPROMアト レス 上 位 ハ イト 設 定 OUT EEARL,R7 ;EEPROMアト レス 下 位 ハ イト 設 定 OUT EEDR,R6 ;EEPROM 書 き 込 み 値 を 設 定 SBI EECR,EEMWE ;EEPROM 主 書 き 込 み 許 可 ヒ ット 設 定 SBI EECR,EEWE ;EEPROM 書 き 込 み 開 始 ( 書 き 込 み 許 可 ヒ ット 設 定 ) RET ; 呼 び 出 し 元 へ 復 帰 C 言 語 フ ロク ラム 例 void EEPROM_write(unsigned int uiaddress, unsigned char ucdata) { while(eecr & (<<EEWE)); /* 以 前 のEEPROM 書 き 込 み 完 了 まで 待 機 */ EEAR = uiaddress; /* EEPROMアト レス 設 定 */ EEDR = ucdata; /* EEPROM 書 き 込 み 値 を 設 定 */ EECR = (<<EEMWE); /* EEPROM 主 書 き 込 み 許 可 */ EECR = (<<EEWE); /* EEPROM 書 き 込 み 開 始 */ } 次 のコート 例 はアセンフ リ 言 語 とC 言 語 でのEEPROM 読 み 込 み 関 数 を 示 します 本 例 は 割 り 込 みが 制 御 され これらの 関 数 実 行 中 に 割 り 込 みが 起 きない 前 提 です アセンフ リ 言 語 フ ロク ラム 例 EEPROM_RD: SBIC EECR,EEWE ;EEPROM 書 き 込 み 完 了 ならばスキッフ RJMP EEPROM_RD ; 以 前 のEEPROM 書 き 込 み 完 了 まで 待 機 ; OUT EEARH,R8 ;EEPROMアト レス 上 位 ハ イト 設 定 OUT EEARL,R7 ;EEPROMアト レス 下 位 ハ イト 設 定 SBI EECR,EERE ;EEPROM 読 み 出 し 開 始 ( 読 み 込 み 許 可 ヒ ット 設 定 ) IN R6,EEDR ;EEPROM 読 み 出 し 値 を 取 得 RET ; 呼 び 出 し 元 へ 復 帰 C 言 語 フ ロク ラム 例 unsigned char EEPROM_read(unsigned int uiaddress) { while(eecr & (<<EEWE)); /* 以 前 のEEPROM 書 き 込 み 完 了 まで 待 機 */ EEAR = uiaddress; /* EEPROMアト レス 設 定 */ EECR = (<<EERE); /* EEPROM 読 み 出 し 開 始 */ return EEDR; /* EEPROM 読 み 出 し 値 を 取 得, 復 帰 */ } ハ ワータ ウン 休 止 動 作 中 のEEPROM 書 き 込 み EEPROM 書 き 込 み 動 作 が 活 動 中 にハ ワータ ウン 休 止 動 作 へ 移 行 すると EEPROM 書 き 込 み 動 作 が 継 続 し EEPROM 書 き 込 み 時 間 が 過 ぎ 去 ってしまう 前 に 完 了 します しかし 書 き 込 み 動 作 が 完 了 されると 発 振 器 が 動 作 を 継 続 し 結 果 としてテ ハ イスはハ ワータ ウン 動 作 へ 完 全 に 移 行 しません 従 ってハ ワータ ウンへ 移 行 する 前 に EEPROM 書 き 込 み 動 作 が 完 了 される(EEWE=)ことの 確 認 が 推 奨 され ます ( 訳 補 : ハ ワータ ウン 移 行 後 もEPROM 書 き 込 みは 正 常 に 完 了 するが その 後 発 振 器 が 止 まらないことの 注 意 ) EEPROMテ ータ 化 けの 防 止 低 VCCの 期 間 中 正 しく 動 作 するための 供 給 電 圧 がCPUとEEPROMに 対 して 低 すぎるためにEEPROMテ ータが 化 け 得 ます これらの 問 題 はEEPROMを 使 用 する 基 板 段 階 の 装 置 と 同 じで 同 じ 設 計 上 の 解 決 策 が 適 用 されるべきです EEPROMテ ータ 化 けは 電 圧 が 低 すぎる 時 の2つの 状 態 によって 起 こされ 得 ます つ 目 として EEPROMへの 通 常 の 書 き 込 み 手 順 は 正 しく 動 作 するための 最 低 電 圧 が 必 要 です 2つ 目 として 供 給 電 圧 が 低 すぎると CPU 自 身 が 命 令 を 間 違 って 実 行 し 得 ます EEPROMテ ータ 化 けは 次 の 推 奨 設 計 によって 容 易 に 避 けられます 不 充 分 な 供 給 電 源 電 圧 の 期 間 中 AVRのRESETを 活 性 (Low)に 保 ってください これは 内 蔵 低 電 圧 検 出 器 (BOD)を 許 可 することに よって 行 えます 内 蔵 BODの 検 出 電 圧 が 必 要 とした 検 出 電 圧 と 一 致 しない 場 合 外 部 低 VCCリセット 保 護 回 路 が 使 用 できます 書 き 込 み 動 作 実 行 中 にリセットが 起 こると この 書 き 込 み 操 作 は 供 給 電 源 電 圧 が 充 分 ならば( 継 続 ) 完 了 されます ATmega8 [テ ータシート] 4

15 I/O メモリ (レシ スタ) ATmega8のI/O 空 間 定 義 は26 頁 の レシ スタ 要 約 で 示 されます Atmel AVR ATmega8の 全 てのI/Oと 周 辺 機 能 はI/O 空 間 に 配 置 されます I/O 領 域 はI/O 空 間 と32 個 の 汎 用 作 業 レシ スタ 間 のテ ータ 転 送 を 行 うIN 命 令 とOUT 命 令 によってアクセスされます アト レス 範 囲 $~$F 内 のI/Oレシ スタはSBI 命 令 とCBI 命 令 の 使 用 で 直 接 的 に ヒ ット アクセス 可 能 です これらのレシ スタではSBISとSBIC 命 令 の 使 用 によって 単 一 ヒ ット 値 が 検 査 できます より 多 くの 詳 細 については 命 令 要 約 項 を 参 照 してください I/O 指 定 命 令 INとOUTを 使 用 するとき I/Oアト レス$~$3Fが 使 用 されなければなりません LD 命 令 とST 命 令 を 使 用 し テ ータ 空 間 としてI/Oレシ スタをアクセスするとき これらのアト レスに$2が 加 算 されなければなりません 将 来 のテ ハ イスとの 共 通 性 を 保 つため アクセスされる 場 合 予 約 ヒ ットはが 書 かれるべきです 予 約 済 みI/Oメモリ アト レスは 決 して 書 かれ るべきではありません 状 態 フラク のいくつかはそれらへ 論 理 を 書 くことによって 解 除 ()されます CBIとSBI 命 令 はI/Oレシ スタ 内 の 全 ヒ ットを 操 作 し 設 定 ()と して 読 むどのフラク にもを 書 き 戻 し 従 ってフラク を 解 除 ()することに 注 意 してください CBIとSBI 命 令 は(I/Oアト レス)$~$Fのレシ スタ でのみ 動 作 します I/Oと 周 辺 制 御 レシ スタは 以 降 の 項 で 説 明 されます ATmega8 [テ ータシート] 5

16 システム クロックとクロック 選 択 クロック 系 統 とその 配 給 図.はAtmel AVR 内 の 主 要 なクロック 系 統 とその 配 給 を 示 します 全 てのクロックが 与 えられた 時 間 有 効 である 必 要 はありません 消 費 電 力 低 減 のため 2 頁 の 電 力 管 理 と 休 止 形 態 で 記 述 される 各 種 休 止 形 態 の 使 用 によって 使 用 されない 部 分 のクロックを 停 止 す ることができます クロック 系 統 は 図.で 詳 細 に 示 されます 図. クロックの 配 給 非 同 期 タイマ/カウンタ clkasy clki/o 汎 用 入 出 力 A/D 変 換 器 CPUコア SRAM clkadc AVRクロック 制 御 回 路 クロック 多 重 器 クロック 源 リセット 回 路 clkcpu ウォッチト ック クロック ウォッチト ック タイマ ウォッチト ック 用 内 蔵 RC 発 振 器 clkflash フラッシュ メモリ EEPROM タイマ/カウンタ 用 発 振 器 外 部 RC 用 発 振 器 外 部 クロック 信 号 クリスタル 用 発 振 器 低 周 波 数 用 クリスタル 発 振 器 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 CPU クロック clkcpu I/O クロック clki/o フラッシュ クロック clkflash 非 同 期 タイマ クロック clkasy A/D 変 換 クロック clkadc CPUクロックはAVRコアの 動 作 と 関 係 する 系 統 の 部 分 に 配 給 されます このような 部 分 の 例 は 汎 用 レシ スタ ファイル ス テータス レシ スタ スタック ホ インタを 保 持 するテ ータ メモリです CPUクロックの 停 止 はコアが 一 般 的 な 操 作 や 計 算 を 実 行 す ることを 禁 止 します I/Oクロックはタイマ/カウンタ SPI USARTのようなI/O 部 の 大 部 分 で 使 用 されます I/Oクロックは 外 部 割 り 込 み 部 でも 使 用 されますが いくつかの 外 部 割 り 込 みは 例 えI/Oクロックが 停 止 されても 検 出 されることをこのような 割 り 込 みに 許 す 非 同 期 論 理 回 路 によって 検 出 されることに 注 意 してください 2 線 直 列 I/F(TWI) 部 のアト レス 認 証 はclkI/Oが 停 止 される 時 に 非 同 期 に 実 行 され 全 休 止 形 態 でTWIアト レス 受 信 を 可 能 とすることにも 注 意 してください フラッシュ クロックはフラッシュ メモリ インターフェースの 動 作 を 制 御 します このフラッシュ クロックは 常 にCPUクロックと 同 時 に 活 動 し ます 非 同 期 タイマ クロックは 外 部 32kHzクロック 用 クリスタルから 非 同 期 タイマ/カウンタの 直 接 的 なクロック 駆 動 を 許 します この 専 用 クロックの 範 囲 はテ ハ イスが 休 止 形 態 の 時 でも このタイマ/カウンタの 実 時 間 計 数 器 としての 使 用 を 許 します 非 同 期 タ イマ/カウンタはCPU 主 クロックと 同 じXTALヒ ンを 使 用 しますが 発 振 器 周 波 数 の4 倍 より 高 いCPU 主 クロック 周 波 数 を 必 要 とします 従 って 非 同 期 動 作 はチッフ が 内 部 発 振 器 でクロック 駆 動 されている 間 だけ 利 用 可 能 です A/D 変 換 器 には 専 用 のクロック 範 囲 が 提 供 されます これはテ シ タル 回 路 によって 生 成 される 雑 音 を 低 減 するため にCPUとI/Oクロックの 停 止 を 許 します これはより 正 確 なA/D 変 換 結 果 を 与 えます クロック 元 このテ ハ イスには 右 で 示 されるようにフラッシュ ヒュース ヒ ットによって 選 択 可 能 な 後 続 のクロック 元 選 択 があります 選 択 したクロック 元 からのクロックはAVRクロック 発 生 器 への 入 力 で 適 切 な 部 署 へ 配 給 されます 各 クロック 選 択 に 対 する 様 々な 選 択 は 次 項 で 得 られます CPUがハ ワータ ウンまた はハ ワーセーフ から 起 動 するとき 選 択 したクロック 元 は 命 令 実 行 開 始 前 に 安 定 な 発 振 器 動 作 を 保 証 するための 起 動 時 間 に 使 用 されます CPUがリセットから 始 ま るとき これらは 通 常 動 作 開 始 前 に 安 定 電 圧 へ 達 するのを 電 源 に 許 す 付 加 遅 延 です ウォッチト ック 発 振 器 はこの 起 動 時 間 の 実 時 間 部 のタイミンク に 使 用 されま す 各 計 時 完 了 に 使 用 されるウォッチト ック (WDT) 発 振 器 の 周 期 数 は 表 3.で 示 さ れます 代 表 特 性 で 示 されるようにウォッチト ック 発 振 器 の 周 波 数 は 電 圧 に 依 存 します 既 定 のクロック 元 このテ ハ イスはCKSEL=, SUT=で 出 荷 されます 従 って 既 定 クロック 元 設 定 は 最 長 起 動 時 間 のMHz 内 蔵 RC 発 振 器 です この 既 定 設 定 は 全 ての 使 用 者 が 実 装 または 並 列 書 き 込 み 器 を 使 用 して それらを 希 望 したクロック 元 設 定 にで きることを 保 証 します 表 2. クロック 種 別 選 択 クロック 種 別 外 部 クリスタル/セラミック 発 振 子 外 部 低 周 波 数 クリスタル 発 振 子 外 部 RC 発 振 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 外 部 クロック 信 号 注 : = 非 フ ロク ラム =フ ロク ラム CKSEL3~ ~ ~ ~ 表 3. WDT 発 振 器 の 代 表 的 計 時 完 了 値 周 期 数 VCC=3.V VCC=5.V 周 期 数 4.3ms 69ms 4.ms 65ms 4K (496) 64K (65536) ATmega8 [テ ータシート] 6

17 クリスタル 用 発 振 器 XTALとXTAL2は 図.で 示 されるように チッフ 上 の 発 振 器 としての 使 用 に 設 定 できる 反 転 増 幅 器 の 各 々 入 力 と 出 力 です クリスタル 発 振 子 またはセラ ミック 振 動 子 のどちらでも 使 用 できます CKOPTヒュース は2つの 異 なる 発 振 増 幅 器 動 作 のつを 選 択 します CKOPTヒュース がフ ロク ラム()されると 発 振 器 出 力 は 完 全 な 供 給 電 圧 端 振 幅 出 力 で 発 振 します この 動 作 は 雑 音 が 多 い 環 境 やXTAL2 出 力 が 他 のクロック 緩 衝 器 を 駆 動 する 時 に 適 します この 動 作 は 広 い 周 波 数 範 囲 を 持 ちます CKOPTヒュース が 非 フ ロク ラム()にされる と 発 振 器 はより 小 さな 出 力 振 幅 になります これはかなり 消 費 電 力 を 削 減 します この 動 作 は 制 限 された 周 波 数 範 囲 を 持 ち 他 のクロック 緩 衝 器 を 駆 動 するのに 使 用 できません セラミック 振 動 子 での 最 高 周 波 数 はCKOPTヒュース が 非 フ ロク ラム()で8MHz CKOPTヒュース がフ ロク ラム()で6MHzです CとC2はクリスタル 発 振 子 とセラミッ ク 振 動 子 の 両 方 について 常 に 等 しくすべきです このコンテ ンサの 最 適 値 は 使 用 するクリスタル 発 振 子 やセラミック 振 動 子 浮 遊 容 量 の 量 その 環 境 の 電 磁 雑 音 に 依 存 します クリスタル 発 振 子 使 用 に 対 するコンテ ンサ 選 択 について 初 期 の 指 針 のいくつかは 表 4.で 与 えられます セラミック 振 動 子 については 製 造 業 者 によって 与 えられたコンテ ンサ 値 が 使 用 されるべきです この 発 振 器 は 示 された 周 波 数 範 囲 で 各 々 最 適 化 された3つの 異 なる 種 別 で 動 作 できます この 動 作 種 別 は 表 4.で 示 されるようにCKSEL3~ヒュース に より 選 択 されます CKSELヒュース はSUT,ヒュース と 共 に 表 5.で 示 されるように 起 動 時 間 を 選 択 します 表 5. クリスタル 発 振 子 /セラミック 振 動 子 用 起 動 遅 延 時 間 選 択 表 CKSEL SUT, ハ ワータ ウン, ハ ワーセーフ からの 起 動 遅 延 時 間 258 CK 258 CK K CK K CK K CK 6K CK 6K CK 6K CK ( 注 ) ( 注 ) ( 注 2) ( 注 2) ( 注 2) リセットからの 付 加 遅 延 時 間 (VCC=5.V) 4.ms 65ms - 4.ms 65ms - 4.ms 65ms 図. クリスタル 発 振 子 接 続 図 C2 C XTAL2 XTAL GND 表 4. クリスタル 発 振 器 動 作 CKOPT CKSEL3~ 周 波 数 範 囲 推 奨 C,2 容 量 ( 注 ).4~.9MHz -.9~3.MHz 2~22pF 3.~8.MHz 2~22pF ~.~ MHz 2~22pF 注 : この 選 択 はクリスタル 発 振 子 ではなく セラミック 振 動 子 でのみ 使 用 されるべきです 推 奨 使 用 法 外 部 セラミック 振 動 子 高 速 上 昇 電 源 外 部 セラミック 振 動 子 低 速 上 昇 電 源 外 部 セラミック 振 動 子 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 許 可 外 部 セラミック 振 動 子 高 速 上 昇 電 源 外 部 セラミック 振 動 子 低 速 上 昇 電 源 外 部 クリスタル 発 振 子 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 許 可 外 部 クリスタル 発 振 子 高 速 上 昇 電 源 外 部 クリスタル 発 振 子 低 速 上 昇 電 源 注 : これらの 選 択 はテ ハ イスの 最 高 周 波 数 付 近 での 動 作 でないとき 応 用 にとって 起 動 での 周 波 数 安 定 性 が 重 要 でない 場 合 だ け 使 用 されるべきです これらの 選 択 はクリスタル 発 振 子 用 ではありません 注 2: これらの 選 択 はセラミック 振 動 子 での 使 用 を 意 図 され 起 動 での 周 波 数 安 定 性 を 保 証 します テ ハ イスの 最 高 周 波 数 付 近 での 動 作 でないとき 応 用 にとって 起 動 での 周 波 数 安 定 性 が 重 要 でない 場 合 はクリスタル 発 振 子 も 使 用 できます 低 周 波 数 クリスタル 用 発 振 器 テ ハ イスに 対 するクロック 元 として 時 計 用 kHzクリスタルを 使 用 するには CKSEL3~ヒュース を''に 設 定 することによって 低 周 波 数 クリスタル 発 振 器 が 選 択 されなければなりません クリスタルは 図.で 示 されるように 接 続 されるべきです CKOPTヒュース のフ ロク ラム()によ り 使 用 者 はXTALとXTAL2の 内 部 容 量 (コンテ ンサ)を 許 可 でき それによって 外 部 コンテ ンサの 必 要 がなくなります 内 部 容 量 は36pFの 公 称 値 です この 発 振 器 が 選 択 されると 起 動 時 間 は 表 6.で 示 されるようにSUTヒュース によって 決 定 されます 表 6. 低 周 波 数 クリスタル 発 振 器 用 起 動 遅 延 時 間 選 択 表 SUT, ハ ワータ ウン, ハ ワーセーフ からの 起 動 遅 延 時 間 K CK K CK 32K CK ( 注 ) ( 注 ) リセットからの 付 加 遅 延 時 間 (VCC=5.V) 4.ms 65ms 65ms 推 奨 使 用 法 高 速 上 昇 電 源 または 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 許 可 低 速 上 昇 電 源 起 動 時 周 波 数 の 安 定 重 視 ( 予 約 ) 注 : これらの 選 択 は 応 用 にとって 起 動 での 周 波 数 安 定 性 が 重 要 でない 場 合 だけ 使 用 されるべきです ATmega8 [テ ータシート] 7

18 外 部 RC 発 振 器 タイミンク に 鈍 感 な 応 用 に 対 しては 図 2.で 示 される 外 部 RC 設 定 が 使 用 できます 周 波 数 は 式 f=/(3rc)によって 大 まかに 推 測 されます Cは 最 低 22pFであるべきです CK OPTヒュース のフ ロク ラム()により 使 用 者 はXTALとGND 間 の36pF 内 部 容 量 を 許 可 で き それによって 外 部 コンテ ンサの 必 要 がなくなります この 発 振 器 は 示 された 周 波 数 範 囲 で 各 々 最 適 化 された4つの 異 なる 種 別 で 動 作 でき ます この 動 作 は 表 7.で 示 されるようにCKSEL3~ヒュース によって 選 択 されます この 発 振 器 が 選 択 されると 起 動 時 間 は 表 8.で 示 されるようにSUTヒュース によって 決 定 されます 図 2. 外 部 RC 接 続 図 VCC R C PB7(XTAL2) XTAL GND 表 7. 外 部 RC 発 振 器 動 作 CKSEL3~ 周 波 数 範 囲 (MHz).~.9.9~3. 3.~8. 8.~2. 表 8. 外 部 RC 発 振 器 用 起 動 遅 延 時 間 選 択 表 ハ ワータ ウン, ハ ワーセーフ SUT, からの 起 動 遅 延 時 間 8 CK 8 CK 8 CK リセットからの 付 加 遅 延 時 間 (VCC=5.V) - 4.ms 65ms 推 奨 使 用 法 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 許 可 高 速 上 昇 電 源 低 速 上 昇 電 源 6 CK ( 注 ) 4.ms 高 速 上 昇 電 源 または 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 許 可 注 : この 選 択 はテ ハ イスの 最 高 周 波 数 付 近 で 動 作 する 時 に 使 用 されるべきではありません 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 校 正 された 内 蔵 RC 発 振 器 は 決 められた., 2., 4., 8.MHzクロックを 供 給 します 全 ての 周 波 数 は5V,25 での 公 称 値 です このクロックは 表 9.で 示 されるようにCKSEL ヒュース のフ ロク ラミンク によってシステム クロックとして 選 択 できます 選 択 したなら 外 部 部 品 なしで 動 作 します このクロック 選 択 を 使 用 する 時 CKOPTヒュース は 常 に 非 フ ロク ラム ()にされるべきです リセット 中 ハート ウェアが 発 振 校 正 レシ スタ(OSCCAL)にMHz 校 正 値 ハ イトを 設 定 し これによってRC 発 振 器 を 自 動 的 に 校 正 します 5V,25 で.MHz 発 振 器 周 波 数 が 選 択 され この 校 正 は 公 称 周 波 数 ±3% 以 内 の 周 波 数 を 与 えます atmel.com/avrで 利 用 可 能 な 応 用 記 述 に 記 載 された 実 行 時 校 正 法 の 使 用 で 与 えら れたどのVCCと 温 度 でも±%の 精 度 を 達 成 することができます この 発 振 器 がチッフ (シ 表 9. 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 動 作 CKSEL3~ 公 称 周 波 数 (MHz) ( 注 ). 2. ステム)クロックとして 使 用 されるとき ウォッチト ック 発 振 器 は 未 だウォッチト ック タイマとリセット 付 加 遅 延 タイマに 使 用 されます 予 め 設 定 された 校 正 値 のより 多 くの 情 報 については44 頁 の 発 振 校 正 値 ハ イト 項 をご 覧 ください この 発 振 器 が 選 択 されると 起 動 時 間 は 表.で 示 されるようにSUTヒュース によって 決 定 されます PB6(XTAL/TOSC)とPB7(XTAL2 /TOSC2)は 標 準 I/Oヒ ンまたはタイマ/カウンタ 用 発 振 器 ヒ ンのどちらかとして 使 用 できます 表. 校 正 付 き 内 蔵 RC 発 振 器 用 起 動 遅 延 時 間 選 択 表 SUT, ( 注 ) ハ ワータ ウン, ハ ワーセーフ からの 起 動 遅 延 時 間 6 CK 6 CK 6 CK 注 : テ ハ イスはこの 選 択 で 出 荷 されます リセットからの 付 加 遅 延 時 間 (VCC=5.V) - 4.ms 65ms 注 : テ ハ イスはこの 選 択 で 出 荷 されます 推 奨 使 用 法 低 電 圧 検 出 リセット(BOD) 許 可 高 速 上 昇 電 源 低 速 上 昇 電 源 ( 予 約 ) ATmega8 [テ ータシート] 8

19 OSCCAL - 発 振 校 正 レシ スタ (Oscillator Calibration Register) ヒ ット $3 ($5) Read/Write 初 期 値 CAL7 CAL6 CAL5 CAL4 CAL3 CAL2 CAL CAL テ ハ イス 固 有 の 校 正 値 OSCCAL ヒ ット7~ - CAL7~ : 発 振 校 正 値 (Oscillator Calibration Value) このアト レスへの 校 正 ハ イト 書 き 込 みは 発 振 器 周 波 数 の 偏 差 処 理 を 省 くために 内 蔵 発 振 器 を 調 整 します リセット 中 識 票 列 上 位 ハ イト(ア ト レス$)に 配 置 されるMHz 校 正 値 が 発 振 校 正 レシ スタ(OSCCAL) 内 へ 自 動 的 に 設 定 されます 内 蔵 RC 発 振 器 が 他 の 周 波 数 で 使 用 される 場 合 校 正 値 は 手 動 で 設 定 されなければなりません これは 初 めに 書 き 込 み 器 によって 識 票 列 を 読 み そしてその 後 フラッシュ メ モリまたはEEPROMに 校 正 値 を 保 存 することによって 行 えます その 後 この 値 はソフトウェアによって 読 まれ OSCCALに 設 定 できます OSCCALがの 時 に 最 低 利 用 可 能 周 波 数 が 選 択 されます このレシ スタへ 以 外 の 値 を 書 くことは 内 蔵 発 振 器 の 周 波 数 を 増 加 します このレシ スタへの$FF 書 き 込 み は 最 高 使 用 可 能 周 波 数 にします 校 正 付 き 発 振 器 はフラッシュ メモリとEEPROMのアク セス 時 間 に 使 用 されます フラッシュ メモリまたはEEPROMが 書 かれる 場 合 公 称 周 波 数 より 上 へ%を 越 えて 校 正 してはいけません そうでなければ フラッシュ メモリまた はEEPROM 書 き 込 みは 失 敗 するかもしれません この 発 振 器 は., 2., 4., 8.MHzへの 校 正 が 意 図 されることに 注 意 してください 表.で 示 されるような 他 の 値 への 調 整 は 保 証 されません 表. 内 蔵 RC 発 振 器 周 波 数 範 囲 OSCCAL 値 公 称 周 波 数 に 対 する 割 合 Min Max $ 5 % % $7F 75 % 5 % $FF % 2 % 外 部 クロック 信 号 外 部 クロック 元 からテ ハ イスを 駆 動 するためにXTALは 図 3.で 示 されるように 駆 動 さ れるべきです 外 部 クロックでテ ハ イスを 走 行 するためにCKSELヒュース は''にフ ロ ク ラム( 設 定 )されなければなりません CKOPTヒュース のフ ロク ラム()により 使 用 者 は XTALとGND XTAL2とGND 間 の36pF 内 部 容 量 を 許 可 できます このクロック 元 が 選 択 されると 起 動 時 間 は 表 2.で 示 されるようにSUTヒュース によって 決 定 されます 図 3. 外 部 クロック 信 号 駆 動 接 続 図 PB7(XTAL2) 外 部 発 振 器 出 力 XTAL GND 表 2. 外 部 クロック 信 号 駆 動 用 起 動 遅 延 時 間 選 択 表 SUT, ハ ワータ ウン, ハ ワーセーフ からの 起 動 遅 延 時 間 6 CK 6 CK 6 CK リセットからの 付 加 遅 延 時 間 (VCC=5.V) - 4.ms 65ms 推 奨 使 用 法 低 電 圧 検 出 リセット(BOD) 許 可 高 速 上 昇 電 源 低 速 上 昇 電 源 ( 予 約 ) 外 部 クロックを 供 給 する 時 にMCUの 安 定 な 動 作 を 保 証 するために 供 給 したクロック 周 波 数 の 急 な 変 化 を 避 けることが 必 要 とされます 或 るクロック 周 期 から 次 への2%より 大 きな 周 波 数 変 化 は 予 測 されない 事 態 を 引 き 起 こします このようなクロック 周 波 数 での 変 化 中 MCUは リセットに 保 たれることを 保 証 することが 必 要 とされます タイマ/カウンタ 用 発 振 器 AVR マイクロ コントローラのタイマ/カウンタ 用 発 振 器 (TOSCとTOSC2)ヒ ンに 対 してクリスタル 発 振 子 は このヒ ン 間 に 直 接 的 に 接 続 されます CKOPTヒュース のフ ロク ラム()により 使 用 者 はXTAL(TOSC)とXTAL2(TOSC2)の 内 部 容 量 (コンテ ンサ)を 許 可 にでき それによって 必 要 とした 外 部 コンテ ンサを 取 り 去 れます この 発 振 器 は 時 計 用 kHzクリスタルでの 使 用 に 最 適 化 されています 外 部 クロック 元 を TOSCに 供 給 することは 推 奨 されません 注 : タイマ/カウンタ 用 発 振 器 は 低 周 波 数 クリスタル 用 発 振 器 と 同 じ 形 式 のクリスタル 用 発 振 器 を 使 用 し 内 部 容 量 (C)は 同 じ36pFの 公 称 値 を 持 ちます ATmega8 [テ ータシート] 9

20 電 力 管 理 と 休 止 形 態 休 止 形 態 は 応 用 でMCU 内 の 未 使 用 部 を 一 時 停 止 することを 可 能 にし それによって 節 電 します AVRは 応 用 で 必 要 な 消 費 電 力 に 仕 立 てることを 使 用 者 に 許 す 様 々な 休 止 形 態 を 提 供 します 5つの 休 止 形 態 の 何 れかへ 移 行 するにはMCU 制 御 レシ スタ(MCUCR)の 休 止 許 可 (SE)ヒ ットが 論 理 を 書 かれ SLEEP 命 令 が 実 行 され なければなりません MCUCRの 休 止 種 別 選 択 (SM2,,)ヒ ットはSLEEP 命 令 によって 活 性 ( 有 効 )にされる 休 止 形 態 (アイト ル A/D 変 換 雑 音 低 減 ハ ワータ ウン ハ ワーセーフ スタンハ イ)のどれかを 選 びます 一 覧 については 表 3.をご 覧 ください MCUが 休 止 形 態 中 に 許 可 した 割 り 込 みが 起 こると MCUは 起 動 します その 時 MCUは 起 動 時 間 に 加 えて4 周 期 停 止 され 割 り 込 みルーチンを 実 行 し そして SLEEP 命 令 の 次 の 命 令 から 実 行 を 再 開 します テ ハ イスが 休 止 から 起 動 するとき レシ スタ ファイルとSRAMの 内 容 は 変 えられません 休 止 形 態 中 にリセットが 起 こると MCUは 起 動 してリセット ヘ クタから 実 行 します 他 のAVRの 多 くに 存 在 する 拡 張 スタンハ イ 動 作 はTOSCとXTAL 入 力 が 同 じ 物 理 ヒ ンを 共 有 するため ATmega8で 削 除 されてしまってい ることに 注 意 してください 6 頁 の 図.はATmega8の 各 種 クロック 系 統 とその 配 給 を 示 します この 図 は 適 切 な 休 止 形 態 を 選 択 する 助 けになります MCUCR - MCU 制 御 レシ スタ (MCU Control Register) このMCU 制 御 レシ スタは 電 力 管 理 用 の 制 御 ヒ ットを 含 みます ヒ ット $35 ($55) SE SM2 SM SM ISC ISC ISC ISC Read/Write 初 期 値 MCUCR ヒ ット7 - SE : 休 止 許 可 (Sleep Enable) SLEEP 命 令 が 実 行 される 時 にMCUを 休 止 形 態 へ 移 行 させるには 休 止 許 可 (SE)ヒ ットが 論 理 を 書 かれなければなりません MCUの 目 的 外 休 止 形 態 移 行 を 避 けるため SLEEP 命 令 実 行 直 前 に 休 止 許 可 (SE)ヒ ットを 設 定 ()することが 推 奨 されます ヒ ット6~4 - SM2~ : 休 止 種 別 選 択 (Sleep Mode Select Bits 2, and ) これらのヒ ットは 表 3.で 示 される 利 用 可 能 な5つの 休 止 形 態 のつを 選 択 しま す 表 3. 休 止 形 態 種 別 選 択 SM2 SM SM 休 止 形 態 種 別 アイト ル 動 作 A/D 変 換 雑 音 低 減 動 作 ハ ワータ ウン 動 作 ハ ワーセーフ 動 作 ( 予 約 ) ( 予 約 ) スタンハ イ 動 作 ( 注 ) ( 予 約 ) 注 : スタンハ イ 動 作 は 外 部 クリスタル 発 振 子 またはセラミック 振 動 子 でだけ 利 用 できます アイト ル 動 作 休 止 種 別 選 択 (SM2~)ヒ ットが''を 書 かれるとき SLEEP 命 令 はMCUをアイト ル 動 作 へ 移 行 させ CPUを 停 止 しますが SPI USAR T アナロク 比 較 器 A/D 変 換 器 2 線 直 列 インターフェース タイマ/カウンタ ウォッチト ック 割 り 込 み 機 構 の 継 続 動 作 を 許 します この 休 止 形 態 は 基 本 的 にclkCPUとclkFLASHを 停 止 する 一 方 他 のクロックに 走 行 を 許 します アイト ル 動 作 はMCUにタイマ 溢 れやUSARTの 送 信 完 了 などの 内 部 割 り 込 みだけでなく 外 部 で 起 動 された 割 り 込 みからの 起 動 も 可 能 にします アナロク 比 較 器 割 り 込 みからの 起 動 が 必 要 とされないなら アナロク 比 較 器 制 御 / 状 態 レシ スタ(ACSR)のアナロク 比 較 器 禁 止 (ACD)ヒ ットを 設 定 ()することで アナロク 比 較 器 は 電 源 断 にできます これはアイト ル 動 作 での 消 費 電 力 を 削 減 します A/D 変 換 が 許 可 されるなら この 動 作 に 移 行 すると 変 換 が 自 動 的 に 始 まります A/D 変 換 雑 音 低 減 動 作 SM2~ヒ ットが''を 書 かれるとき SLEEP 命 令 はMCUをA/D 変 換 雑 音 低 減 動 作 へ 移 行 させ CPUを 停 止 しますが A/D 変 換 器 外 部 割 り 込 み 2 線 直 列 インターフェースのアト レス 監 視 タイマ/カウンタ2 ウォッチト ック の( 許 可 されていれば) 継 続 動 作 を 許 します この 休 止 形 態 は 基 本 的 にclkI/O, clkcpu, clkflashを 停 止 する 一 方 他 のクロックに 走 行 を 許 します これはA/D 変 換 に 対 する 雑 音 環 境 を 改 善 し より 高 い 分 解 能 の 測 定 を 可 能 にします A/D 変 換 器 が 許 可 されている 場 合 この 動 作 に 移 行 すると 変 換 が 自 動 的 に 始 まります A/D 変 換 完 了 割 り 込 みからの 他 外 部 リセット ウォッチト ック リセット 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 2 線 直 列 インターフェースのアト レス 一 致 割 り 込 み タイマ/カウンタ2の 割 り 込 み SPM/EEPROM 操 作 可 割 り 込 み INTまたはINTの 外 部 レヘ ル 割 り 込 みだけが A/D 変 換 雑 音 低 減 動 作 からMCUを 起 動 できます ATmega8 [テ ータシート] 2

21 ハ ワータ ウン 動 作 休 止 種 別 選 択 (SM2~)ヒ ットが''を 書 かれると SLEEP 命 令 はMCUをハ ワータ ウン 動 作 へ 移 行 させます この 動 作 では 外 部 発 振 器 が 停 止 される 一 方 外 部 割 り 込 み 2 線 直 列 インターフェースのアト レス 監 視 ウォッチト ック 機 能 は( 許 可 されていれば) 継 続 して 動 作 します 外 部 リセット ウォッチト ック リセット 低 電 圧 検 出 (BOD)リセット 2 線 直 列 インターフェースのアト レス 一 致 割 り 込 み INTまたはINTの 外 部 レヘ ル 割 り 込 み だけがMCUを 起 動 できます この 休 止 形 態 は 基 本 的 に 生 成 した 全 てのクロックを 停 止 し 非 同 期 部 の 動 作 だけを 許 します レヘ ルで 起 動 した 割 り 込 みがハ ワータ ウン 動 作 からの 復 帰 に 使 用 される 場 合 MCUを 起 動 するためには 変 更 したレヘ ルが 一 定 時 間 保 持 されなければならないことに 注 意 してください 詳 細 については43 頁 の 外 部 割 り 込 み を 参 照 してください ハ ワータ ウン 動 作 から 起 動 するとき 起 動 条 件 が 起 きてから 起 動 の 効 果 が 現 れるまで 遅 延 があります これは 停 止 されてしまっている 後 の 再 始 動 と 安 定 になることをクロックに 許 します この 起 動 ( 遅 延 ) 時 間 は6 頁 の クロック 元 で 記 述 されるように リセット 遅 延 時 間 を 定 義 す るのと 同 じCKSELヒュース によって 定 義 されます ハ ワーセーフ 動 作 SM2~ヒ ットが''を 書 かれると SLEEP 命 令 はMCUをハ ワーセーフ 動 作 へ 移 行 させます この 動 作 は( 次 の)つの 例 外 を 除 いてハ ワー タ ウン 動 作 と 同 じです タイマ/カウンタ2が 非 同 期 にクロック 駆 動 される 換 言 するとタイマ/カウンタ2 非 同 期 状 態 レシ スタ(ASSR)の 非 同 期 クロック(AS2)ヒ ットが 設 定 ()され ると タイマ/カウンタ2は 休 止 中 に 走 行 ( 動 作 )します ステータス レシ スタ(SREG)の 全 割 り 込 み 許 可 (I)ヒ ットが 設 定 ()され タイマ/カウンタ 割 り 込 み 許 可 レシ スタ(TIMSK)のタイマ/カウンタ2 溢 れ 割 り 込 み 許 可 (TOIE2)ヒ ットまたは 比 較 2 割 り 込 み 許 可 (OCIE2)ヒ ットが 設 定 ()されるなら テ ハ イスは 対 応 するどちらの 割 り 込 みからでも 起 動 できます タイマ/カウンタ2が 非 同 期 にクロック 駆 動 されないならば ハ ワーセーフ 動 作 での 起 動 復 帰 後 のタイマ/カウンタ2のレシ スタ 内 容 はASSRのAS2=で も 不 定 とみなすべきなので ハ ワータ ウン 動 作 をハ ワーセーフ 動 作 の 代 わりにすることが 推 奨 されます この 休 止 形 態 は 基 本 的 にclkASY 以 外 の 全 てのクロックを 停 止 し 非 同 期 にクロック 駆 動 されるならタイマ/カウンタ2を 含 め 非 同 期 部 の 動 作 だけを 許 します スタンハ イ 動 作 外 部 クリスタル 発 振 子 /セラミック 振 動 子 クロック 種 別 が 選 択 され SM2~ヒ ットが''のとき SLEEP 命 令 はMCUをスタンハ イ 動 作 へ 移 行 させま す この 動 作 は( 外 部 クリスタル 用 ) 発 振 器 が 走 行 ( 動 作 )を 保 たれる 例 外 を 除 いてハ ワータ ウン 動 作 と 同 じです テ ハ イスはスタンハ イ 動 作 から6 クロック 周 期 で 起 動 します 表 4. 各 休 止 形 態 に 於 ける 動 作 クロック 範 囲 と 復 帰 起 動 要 因 動 作 クロック 範 囲 動 作 発 振 器 復 帰 起 動 要 因 ( 割 り 込 み) 休 止 種 別 主 クロック タイマ 用 INT TWI clk clk clk clk clk タイマ/ SPM A/D EEPROM CPU FLASH IO ADC ASY 供 給 元 発 振 器 INT アト レス 変 換 一 致 カウンタ2 操 作 可 完 了 アイト ル 〇 〇 〇 〇 2 〇 〇 〇 〇 〇 〇 A/D 変 換 雑 音 低 減 ハ ワータ ウン 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 ハ ワーセーフ 〇 2 スタンハ イ ( 注 ) 〇 3 〇 注 : クロック 元 として 外 部 クリスタル 発 振 子 またはセラミック 振 動 子 が 選 択 された 場 合 です 2 タイマ/カウンタ2 非 同 期 状 態 レシ スタ(ASSR)の 非 同 期 クロック(AS2)ヒ ットが 設 定 ()された 場 合 です 3 INTとINTのレヘ ル 割 り 込 みだけです その 他 I/O ATmega8 [テ ータシート] 2

22 消 費 電 力 の 最 小 化 これらはAVRが 制 御 するシステムで 消 費 電 力 の 最 小 化 を 試 みる 時 に 考 慮 するためのそれぞれの 検 討 点 です 一 般 的 に 休 止 形 態 は 可 能 な 限 り 多 く 使 用 されるべきで 休 止 種 別 は 動 作 するテ ハ イスの 機 能 が 可 能 な 限 り 少 なくなるように 選 択 されるべきです 必 要 とされな い 全 ての 機 能 は 禁 止 されるべきです 特 に 次 の 機 能 部 は 最 低 可 能 消 費 電 力 の 達 成 を 試 みるとき 特 別 な 考 慮 を 必 要 とするでしょう A/D 変 換 器 (ADC) 許 可 したなら A/D 変 換 器 は 全 休 止 形 態 で 許 可 されます 節 電 するために 休 止 形 態 の 何 れかへ 移 行 する 前 にA/D 変 換 器 は 禁 止 さ れるべきです A/D 変 換 器 がOFFそして 再 びONに 切 り 替 えられると 次 の( 最 初 の) 変 換 は 延 長 された( 初 回 ) 変 換 になります A/D 変 換 器 操 作 の 詳 細 については27 頁 の A/D 変 換 器 を 参 照 してください アナロク 比 較 器 アイト ル 動 作 へ 移 行 するとき アナロク 比 較 器 は 使 用 されないなら 禁 止 されるべきです A/D 変 換 雑 音 削 減 動 作 へ 移 行 するとき アナロク 比 較 器 は 禁 止 されるべきです その 他 の 休 止 形 態 でのアナロク 比 較 器 は 自 動 的 に 禁 止 されます しかしアナロク 比 較 器 が 入 力 として 内 部 基 準 電 圧 を 使 用 する 設 定 の 場 合 全 休 止 形 態 でアナロク 比 較 器 は 禁 止 されるべきです さもなければ 内 部 基 準 電 圧 は 休 止 形 態 と 無 関 係 に 許 可 されます アナロク 比 較 器 設 定 法 の 詳 細 については25 頁 の アナロク 比 較 器 を 参 照 してください 低 電 圧 検 出 器 (BOD) 低 電 圧 検 出 器 (BOD)が 応 用 で 必 要 とされないなら この 部 署 はOFFにされるべきです 低 電 圧 検 出 器 がBODENヒュース によって 許 可 されていると 全 休 止 形 態 で 許 可 され 故 に 常 時 電 力 を 消 費 します これはより 深 い 休 止 形 態 での 総 消 費 電 流 にとって 重 要 な 一 因 に なります 低 電 圧 検 出 器 (BOD) 設 定 法 の 詳 細 については24 頁 の 低 電 圧 検 出 (BOD) を 参 照 してください 内 部 基 準 電 圧 内 部 基 準 電 圧 は 低 電 圧 検 出 器 (BOD) アナロク 比 較 器 A/D 変 換 器 によって 必 要 とされる 時 に 許 可 されます これら 部 署 が 上 の 項 目 で 記 述 されたように 禁 止 されると 内 部 基 準 電 圧 は 禁 止 され 電 力 を 消 費 しません 再 び 許 可 する 場 合 この 出 力 が 使 用 される 前 に 使 用 者 は 基 準 電 圧 へ 起 動 ( 安 定 時 間 )を 与 えなければなりません 基 準 電 圧 が 休 止 形 態 でON 保 持 される 場 合 この 出 力 は 直 ちに 使 用 できます 起 動 時 間 の 詳 細 については25 頁 の 内 部 基 準 電 圧 を 参 照 してください ウォッチト ック タイマ ウォッチト ック タイマが 応 用 で 必 要 とされないなら この 部 署 はOFFにされるべきです ウォッチト ック タイマが 許 可 されていると 全 休 止 形 態 で 許 可 され 故 に 常 時 電 力 を 消 費 します これはより 深 い 休 止 形 態 での 総 消 費 電 流 にとって 重 要 な 一 因 になります ウォッチト ック タイマ 設 定 法 の 詳 細 については26 頁 の ウォッチト ック タイマ を 参 照 してください ホ ート ヒ ン 休 止 形 態 へ 移 行 するとき 全 ホ ート ヒ ンは 最 小 電 力 使 用 に 設 定 されるべきです 最 も 重 要 なことはその 時 にヒ ンが 抵 抗 性 負 荷 を 駆 動 し ないのを 保 証 することです I/Oクロック(clkI/O)とA/D 変 換 クロック(clkADC)の 両 方 が 停 止 される 休 止 形 態 ではテ ハ イスの 入 力 緩 衝 部 が 禁 止 されます これは 必 要 とされない 時 に 入 力 論 理 回 路 によって 電 力 が 消 費 されないことを 保 証 します いくつかの 場 合 で 入 力 論 理 回 路 は 起 動 条 件 を 検 出 するために 必 要 とされ その 時 は 許 可 されます どのヒ ンが 許 可 されるかの 詳 細 については34 頁 の テ シ タル 入 力 許 可 と 休 止 形 態 を 参 照 してください 入 力 緩 衝 部 が 許 可 され 入 力 信 号 が 浮 いている 状 態 のままか またはアナロク 信 号 電 圧 が VCC/2 付 近 の 場 合 入 力 緩 衝 部 は 過 大 な 電 力 を 消 費 するでしょう ATmega8 [テ ータシート] 22

23 システム 制 御 とリセット AVRのリセット リセット 中 全 てのI/Oレシ スタはそれらの 初 期 値 に 設 定 され フ ロク ラムはリセット ヘ クタから 実 行 を 開 始 します フ ロク ラムが 決 して 割 り 込 み 元 を 許 可 しないなら 割 り 込 みヘ クタは 使 用 されず これらの 位 置 に 通 常 のフ ロク ラム コート が 配 置 できます これはリセット ヘ クタが 応 用 領 域 の 一 方 割 り 込 みヘ クタがフ ート 領 域 の 場 合 やその 逆 も 同 様 です 図 4.の 回 路 構 成 図 はリセット 論 理 回 路 を 示 します 表 5.はリセット 回 路 の 電 気 的 特 性 を 定 義 します AVRのI/Oホ ートはリセット 元 が 有 効 になると 直 ちにそれらの 初 期 状 態 にリセットされます これはどのクロック 元 の 走 行 も 必 要 ありません 全 てのリセット 元 が 無 効 にされてしまった 後 遅 延 計 数 器 ( 計 時 器 )が 始 動 され 内 部 リセットを 引 き 伸 ばします これは 通 常 動 作 開 始 前 に 安 定 電 圧 へ 達 することを 電 源 に 許 します 遅 延 タイマの 遅 延 時 間 はCKSELヒュース を 通 して 使 用 者 によって 定 義 されます この 遅 延 時 間 についての 各 種 選 択 は6 頁 の クロック 元 で 示 されます リセット 元 ATmega8には 次 の4つのリセット 元 があります 電 源 ONリセット 供 給 電 圧 が 電 源 ONリセット 閾 値 電 圧 (VPOT) 以 下 でMCUがリセットされます 外 部 リセット RESETヒ ンが 最 小 ハ ルス 幅 以 上 Lowレヘ ルに 保 たれると MCUがリセットされます ウォッチト ック リセット ウォッチト ック が 許 可 され ウォッチト ック タイマが 終 了 すると MCUがリセットされます 低 電 圧 リセット 低 電 圧 検 出 器 (BOD)が 許 可 され 供 給 電 圧 (VCC)が 低 電 圧 検 出 電 圧 (VBOT) 以 下 でMCUがリセットされます 図 4. リセット 回 路 構 成 BODEN BODLEVEL 低 電 圧 検 出 回 路 MCU 制 御 / 状 態 レシ スタ (MCUCSR) WDRF BORF EXTRF PORF 8-bit Data Bus VCC RESET 3~8kΩ スハ イク 除 去 WDT 用 RC 発 振 器 電 源 ONリセット 回 路 リセット 回 路 ウォッチト ック タイマ SUT, 計 数 器 リセット S R Q Q 内 部 リセット システム 用 発 振 器 CK 遅 延 計 時 器 時 間 経 過 CKSEL3~ 表 5. リセット 電 気 的 特 性 シンホ ル 項 目 Min Typ Max 単 位 V POT 上 昇 時 電 源 ONリセット 閾 値 電 圧 下 降 時 電 源 ONリセット 閾 値 電 圧 ( 注 ) V V RST RESETヒ ン 閾 値 電 圧.2VCC.9VCC t RST リセット ハ ルス 幅.5 μs V BOT 低 電 圧 検 出 BODLEVEL= 非 フ ロク ラム() ( 注 2) 閾 値 電 圧 BODLEVEL=フ ロク ラム() V BODLEVEL= 非 フ ロク ラム() 2 t BOT 最 小 低 電 圧 検 出 時 間 BODLEVEL=フ ロク ラム() 2 μs V HYST 低 電 圧 検 出 ヒステリシス 電 圧 3 mv 注 : 供 給 電 圧 がこの 電 圧 以 下 にならないと 上 昇 時 の 電 源 ONリセットは 動 作 しません 注 2: VBOTはいくつかのテ ハ イスについて 公 称 最 小 動 作 電 圧 以 下 かもしれません この 状 態 のテ ハ イスについて そのテ ハ イスは 製 造 検 査 中 にVCC=VBOTへ 落 として 検 査 されます これはVCCがマイクロ コントローラの 正 しい 動 作 がもはや 保 証 されない 電 圧 へ 落 ちる 前 に 低 電 圧 (BOD)リセットが 起 きることを 保 証 します この 検 査 はATmega8LについてはBODLEVEL= ATmega8について はBODLEVEL=を 使 用 して 実 行 されます ATmega8に 対 してBODLEVEL=は 適 用 できません ATmega8 [テ ータシート] 23