Ревич, Ю.В. Программирование микроконтроллеров AVR: от Arduino к ассемблеру

16 Часть I. Общие принципы устройства и функционирования Atmel AVR ле 1960-х годов программы для компьютеров хранились в основном на картонных листочках (перфокартах), конструкторы ломали голову над дорогущими модулями ОЗУ на ртутных линиях задержки, осциллографических трубках и ферритовых колечках в полмиллиметра диаметром, где каждый бит «прошивался» вручную. Самое компактное в те годы электронное устройство для хранения данных на маг- нитных дисках под названием RAMAC 305 емкостью 5 Мбайт было размером с промышленный холодильник и сдавалось в аренду за 5 тыс. долларов в месяц. Компактная полупроводниковая память была нужна абсолютно всем — от военных и NASA до изготовителей бытовых приборов. Почуяв, откуда дует ветер, в 1968 году Мур с Нойсом оставили Fairchild и основали Intel, как специализиро- ванную компанию по разработке и производству памяти. Они еще не ведали, что самым популярным детищем Intel станет вовсе не память, а микропроцессор, раз- работка которого первоначально затевалась, как вспомогательный этап в проекти- ровании обычного калькулятора. С набора из четырех небольших микросхем Intel под названием «семейство 4000» началось победное шествие микропроцессоров по всему миру. Они весьма быстро разделились на несколько разновидностей, в основном относящихся к двум глав- ным группам: собственно микропроцессорам (МП) и микроконтроллерам (МК). Первые предназначены для использования в составе вычислительных систем, са- мые распространенные из которых — персональные компьютеры (ПК), поэтому их еще часто называют «процессорами для ПК» (к этой же группе обычно относят также и производительные МП для серверов и некоторые другие). МК отличаются от МП тем, что они в первую очередь предназначены для управления различными системами, поэтому при относительно более слабом вычислительном ядре они включают в себя много дополнительных узлов. То, что для обычного МП предпо- лагается размещать во внешних «чипсетах» или дополнительных модулях (память, порты ввода/вывода, таймеры, контроллеры прерываний, узлы для обработки ана- логовых сигналов и пр.), в МК располагается прямо на кристалле, отчего их часто называют «computer-on-chip» («однокристальный компьютер»). И действительно, в простейшем случае для построения полностью функциони- рующего компьютера достаточно единственной микросхемы МК с подсоединен- ными к ней устройствами ввода/вывода. Современные модели рядовых однокри- стальных МК превышают вычислительные возможности IBM PC AT на 286-м про- цессоре образца второй половины 1980-х. Есть быстроразвивающиеся области, где границу между МП и МК провести трудно — таковы, например, процессоры для мобильных устройств, от обычных телефонов до смартфонов и планшетов, в кото- рых процессорный узел должен обладать развитыми вычислительными функциями и управлять многочисленными внешними компонентами. AVR и другие Собственно история AVR-контроллеров началась с того, что 1962 году в Калифор- нии появилась семья Перлегос, греческих эмигрантов, уроженцев города Триполис. Родители занялись, как и на родине, виноградарством, а сыновья Джордж и Гюст