Atmel AVR

Atmel AVR ATmega8 PDIP.

AVR（AVR）は、Atmel社が1996年に開発した、RISCベースの8ビットマイクロコントローラ（制御用IC）製品群の総称である。2016年以降はMicrochip社によって製造・販売されている。

概要

何かの略称ではなく「AVR」で一語である、とAtmelでは言っている。尤も、初期はアーキテクチャ開発者であるノルウェー科学技術大学の2人の学生アルフ・エギル・ボーゲン（Alf-Egil Bogen）とヴェガード・ウォラン（Vegard Wollan）の名を取り、「アルフとヴェガードによるRISC」の意味があったという。

PIC同様に回路構成が簡単でCPU、メモリ（RAM、ROM）、I/O、データ記憶用のEEPROM、クロック発振回路、タイマーなどが1チップに収められており、書き込まれたプログラムにより制御される。

ISP (In-System Programming) に対応し、コンパレータを内蔵する等、i8051ピンコンパチ品や外部にRAMやI/Oを増設する外部バスのあるものもあり、電子工作を行う人の間で人気がある。ISPには、In Circuit Serial Programming (ICSP) やJTAGという仕組みがある。

品種によっては、USBコントローラを内蔵した上でDFU対応Bootloaderをプログラムした状態で出荷されるものがあり、それらは外付け回路無しにUSB接続でプログラミング可能である。

また、ラインが変わっても基本的なCPUコアのアーキテクチャが変わらず、RAM空間がリニアである等、C言語でのプログラミングを意識しており、さらにアセンブラを含んだ統合開発環境「AVR Studio」が無償配布され、GCCも対応しているため安価に開発環境を構築できる。

MCSエレクトロニクス社より4Kバイト(2Kワード)までのコード生成が無償試用できるBascomAVRというBASICを基調としたコンパイラーが公開されている。液晶表示コマンド等、即実用可能なコマンド満載でC言語やマシン語にアレルギーのある人でも簡単にAVRを試用できる。(ただしRAM未搭載のものは殆どのコマンド使用不可)

プログラム格納用のROMは全品種でFlashROMを採用している。ハーバード・アーキテクチャである。

AVRの種類

起源となった90Sシリーズと、それを大容量化、I/Oを拡張したMegaシリーズ、高機能化・低消費電力化・低電圧対応したTinyシリーズがあり、今後は、MegaシリーズとTinyシリーズを主力する方向であるが、90Sシリーズもまだ多く使われている。

既に品種数がかなり多く、廃品種となったものも多いため、流通量が多い主な品種や著名な品種のみを取り上げ、特定顧客・特殊用途向けは割愛する。

• 90Sシリーズ
  • 90S1200
  • 90S2313
  • 90S4433
  • 90S8515
  • 90S8535
• Megaシリーズ
  • Mega1280/2560
  • Mega8/48/88/168/328
  • Mega161/162
  • Mega163/323
  • Mega169/329/649
  • Mega8515
  • Mega8535
  • Mega16/32
  • Mega64/128
• Tinyシリーズ

Tinyシリーズ	I/Oピン数	8bitタイマ	16bitタイマ	PWM	Flash mem	EEPROM	SRAM
tiny2313	18	1	1	4	2kByte	128Byte	128Byte
tiny4313	18	1	1	4	4kByte	256Byte	256Byte
tiny4	4	0	1	2	512Byte	0Byte	32Byte
tiny5	4	0	1	2	512Byte	0Byte	32Byte
tiny9	4	0	1	2	1kByte	0Byte	32Byte
tiny10	4	0	1	2	1kByte	0Byte	32Byte
tiny13	6	1	0	2	1kByte	64Byte	64Byte
tiny20	12	1	1	3	2kByte	0Byte	128Byte
tiny24	12	1	1	4	2kByte	128Byte	128Byte
tiny26	16	2	0	4	2kByte	128Byte	128Byte
tiny40	18	1	1	2	4kByte	0Byte	256Byte
tiny44	12	1	1	4	4kByte	256Byte	256Byte
tiny45	6	2	0	6	4kByte	256Byte	256Byte
tiny85	6	2	0	6	8kByte	512Byte	512Byte

AVRのレジスタセット

呼称	説明
R0-25	汎用レジスタ R0-R15は即値演算不可
X(R26,R27)	インデックスレジスタX
Y(R28,R29)	インデックスレジスタY
Z(R30,R31)	インデックスレジスタZ
PC	プログラムカウンタ
SP	スタックポインタ
SREG	ステータスレジスタ

命令セット

• 16ビット固定長
• C言語でのプログラミングを意識した命令群
• メモリへのアクセスはロードとストアのみであり、演算はレジスタとレジスタあるいはイミディエイトのみ
• イミディエイト減算やキャリー付加減算のサポート
• Megaシリーズは乗算命令をサポート

主なアドレッシングモード

呼称	説明
イミディエイト	直接8ビットの値を指定する。
直接	直接16ビットの番地を指定する。
間接	X,Y,Zレジスタで番地を指定する。ディスプレースメント付、ポストインクリメント、プリデクリメントも可。

関連項目

• PIC - Microchip社が開発したマイクロコントローラ。元AVRの競合製品だが現在は併売されている
• Arduino - AVRを利用したオープンソースハードウェア
• 組み込みシステム
• シーケンス制御

外部リンク

• Atmel本社