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Der Speicherbereich der AVR-Mikrocontroller wird in 2 Bereiche aufgeteilt. Einmal der Programmspeicher und zum Anderen der Datenspeicher. Sie unterscheiden sich auch im physikalischen Aufbau. Die Größe aller Speicher ist von dem einzelnen Typ des AVR-Mikrocontrollers abhängig.
1.1.3.1 Programmspeicher
Im Programmspeicher (Befehlsspeicher) wird das eigentliche Programm gespeichert. Dies geschieht durch die elektrisch lösch- und programmierbare Flash-Technologie. Diese platzsparende Art der Speicherung des Programms ist direkt in dem Baustein eines AVR´s mit untergebracht. Der Controller kann direkt in dem System programmiert werden, das heißt, dass
der Controller in seiner Schaltung bleibt und über den seriellen Programmiermodus programmiert werden kann. Der Controller kann auch im parallelen Modus programmiert werden, jedoch muss er dazu aus der Schaltung ausgebaut werden, und zusätzlich mit einer Spannung von +12V während des Programmiervorganges versorgt werden. Der Flash-Speicher ist bei den vier Grundtypen (AT90S1200, AT90S2313, AT90S4414, AT90S8515) der AVR-Serie immer zu n Worten organisiert. Die Anzahl der Worte ist abhängig von dem Typ der Controllers.
Bei Flash-EPROM-Technologie kann der gesamte Chip oder einzelne Blöcke in wenigen Millisekunden blitzartig (FLASH) elektrisch gelöscht werden. Für das Löschen ist also kein UV-Licht wie bei der EPROM-Zelle notwendig.
1.1.3.2 Flüchtiger Datenspeicher (SRAM)
Das Speichern von Variablen und Daten, die nach dem Ausschalten des Controllers nicht mehr vorhanden sein müssen, übernimmt das statische RAM (SRAM). Die Art der Speicherung der Daten erfolgt bitweise. Dieses Speichern wird durch eine Verschaltung mehrerer RS-Flip-Flops ermöglicht. Der SRAM kann bei den größeren AVR-Controllern durch externe Beschaltungen erweitert werden, jedoch gehen dabei wichtige E-/A-Pins verloren.
Der SRAM wird in drei Teile unterteilt, den Arbeitsregisterbereich, den Ein- / Ausgabebereich und den eigentlichen SRAM.
Der Arbeitsregisterbereich liegt im untersten Block des SRAMs und ist wie schon gesagt direkt mit der ALU verbunden. Ihm wurden die Adressen von $00 bis $1F zugewiesen.
Der Ein- / Ausgabebereich (I/O-Bereich) eines AVR-Mikrocontrollers bildet den mittleren Block des SRAMs und dient zur Steuerung von Hardware- und Peripheriekomponenten des Mikrocontrollers (z. B. Ports, Timer, EEPROM-Programmierung). Weiterhin ermöglicht dieser Teil des SRAMs die Anzeige von Ergebnissen aus logischen und arithmetischen Funktionen. Bei den kleinern AVR-Mikrocontrollern sind nicht alle Funktionen des E-/A-Bereichs vorhanden. Für den Zugriff auf den I/O-Bereich gibt es, neben den normalen Befehlen, zusätzliche Befehle. Der Zugriff auf ein I/O-Register kann mit in und out erfolgen, wobei in ein Byte aus dem I/O-Bereich in ein Arbeitsregister liest und out ein Byte aus dem Arbeitsregister in den I/O-Bereich speichert. Der I/O-Bereich hat eigene Adressen (von $00 bis $3F), die man mit den zusätzlichen Befehlen in, out, sbi, cbi, sbis und sbic erreichen kann. Einige dieser I/O-Bereiche werden noch genauer beschrieben. Ein I/O-Register kann auch über seine SRAM-Adresse angesprochen werden, jedoch muss man dann $20 zu seiner I/O-Adresse addieren. Die SRAM-Adresse wird immer mit in Klammern angegeben. Der Zugriff über die SRAM-Adresse erfolgt mit den normalen Befehlen. In dem internen SRAM werden die Daten und
Variablen, die während des Programms genutzt werden, gespeichert. Die Größe des internen SRAMs ist wieder von dem jeweiligen Typ des AVR- Mikrocontrollers abhängig.
1.1.3.3 Der nichtflüchtige Speicher
Wie schon der Name verrät, ist dieser Teil des Speicherbereichs für die Speicherung der Daten, die nach einem Ausfall der Spannung vorhanden bleiben sollen, zuständig. Dies könnten zum Beispiel die Kalibrierungsdaten eines Messgerätes sein. Die Größe des Speichers ist abhängig von dem jeweiligen Controller. Die Daten kann man aus den einzelnen Datenblättern entnehmen.
Die Zeit zum Speichern/Löschen von Daten auf den EEPROM ist von der angelegten Spannung abhängig. Der Vorgang dauert zwischen 2,5 und 4 ms. Jedoch darf man trotz dieser geringen Zeit den EEPROM nicht als RAM verwenden, denn es können nur 100000 Schreibzyklen ausgeführt werden.
Im Gegensatz zu dem Befehlsspeicher, bei dem man nur abschnittsweise den Flash-EPROM löschen kann, lässt sich bei dem EEPROM jedes einzelne Bit auf 0 und 1 setzten. Dies lässt sich nur durch das Anwenderprogramm selbst realisieren.
Zum Speichern/Löschen von Daten im EEPROM ist immer ein sich wiederholender Vorgang nötig. Es werden die I/O-Register EEPROM-Adressregister (EEAR), das EEPROM-Data Register (EEDR) und das EEPROM-Control-Register (EECR) benötigt.
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