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| Chaque bouton à une fonction, mais seulement quand il est utilisé correctement. Par exemple, le bouton d'arrêt n'a pas de fonction à moins que la cassette fonctionne - only then will it do something apparent et arrête la lecture. Les boutons avance rapide et rembobinage, d'autre part, peuvent être utilisés à tout moment, parce que la bande peut être orientée dans les deux directions, peu importe si elle fonctionne ou s'est arrêtée. L'enregistrement commence seulement quand les boutons play et enregistrement sont appuyés simultanément. Certains peuvent avoir essayé d'appuyer sur plusieurs ou tous les boutons à la fois - dans ce cas, le lecteur de cassette pourrait faire quelque chose d'inattendu ou mettre tout en pause. | Chaque bouton à une fonction, mais seulement quand il est utilisé correctement. Par exemple, le bouton d'arrêt n'a pas de fonction à moins que la cassette fonctionne - only then will it do something apparent et arrête la lecture. Les boutons avance rapide et rembobinage, d'autre part, peuvent être utilisés à tout moment, parce que la bande peut être orientée dans les deux directions, peu importe si elle fonctionne ou s'est arrêtée. L'enregistrement commence seulement quand les boutons play et enregistrement sont appuyés simultanément. Certains peuvent avoir essayé d'appuyer sur plusieurs ou tous les boutons à la fois - dans ce cas, le lecteur de cassette pourrait faire quelque chose d'inattendu ou mettre tout en pause. |
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| Microcontroller registers behave like buttons on a tape player - each button does something, when used correctly. By pressing the wrong buttons, a microcontroller usually won't break, but it won't work either. In reality, there are no buttons in the registers, instead there are a whole lot of transistors, which turn the electricity on and off. Simpler microcontrollers have 8 transistor-based switches in a single register. A register can be thought of as an 8-bit number, where every bit is marked by the state of one of those switches. For example, a bit value of 1 can mean that the switch is on and 0 that the switch is off. | Les registres du micro-contrôleur se comportent comme des boutons d'un lecteur de cassette - chaque bouton à une fonction, lorsqu'il est utilisé correctement. En appuyant les mauvais boutons, un micro-contrôleur ne se détériorera pas, mais il ne fonctionnera pas non plus. En réalité, il n'y a aucun bouton dans les registres, au lieu de cela il y a une série de transistors, qui s'allument et s'éteignent. Des micro-contrôleurs plus simples ont 8 interrupteurs basés sur des transistors dans un registre simple. Un registre peut être imaginé comme un nombre de 8 bits, où chaque bit marque l'état d'un de ces interrupteur. Par exemple, la valeur 1 signifie que l'interrupteur est branché et 0 que l'interrupteur est débranché. |
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| [{{ :images:logic:register_buttons_and_bits.png?240|Register's "buttons" and bit values}}] | [{{ :images:logic:register_buttons_and_bits.png?240|Les "boutons" du registre et la valeur des bits}}] |
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| Since the state of a register's switches can easily be displayed as a number and vice versa, a register can be compared to a memory, which can hold data in the size of one number. By this comparison, we see that registers actually are memory slots. The difference between a register and a memory slot is that a memory slot only stores the information, but in a register this information actually controls something. For example, if a binary value of 01100001 is written to a register, then three imaginary buttons are pressed down and something happens. | Puisque l'état des interrupteurs du registre peut facilement être traité comme un nombre et vice versa, un registre peut être comparé à une mémoire, qui peut contenir des données de la taille d'un nombre. Par cette comparaison, nous voyons que les registres sont en réalité des créneaux de mémoire. La différence entre un registre et un slot de mémoire est qu’un slot de mémoire stocke seulement les informations, alors que dans un registre ces informations contrôlent en réalité quelque chose. Par exemple, si une valeur binaire de 01100001 est écrite à un registre, cela signifie que trois boutons imaginaires sont appuyés et quelque chose arrive. |
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| On a tape player it is possible to press each button separately, but in a register it is more difficult to change the value of one "switch" or bit. Typically it is necessary to change the entire content of the register. Before moving on to bit changing, one should know that there are a lot of registers in a microcontroller. Some parts of the microcontroller use tens of registers to control them. The variety of registers means that there has to be a way to distinguish between different registers and that is done by naming the registers. One register, for example, is called PORTB. Actually, these names are just to make things easier for the developer and each name corresponds to a numeric address. | Avec un lecteur de cassette il est possible d'appuyer sur chaque bouton séparément, mais dans un registre il est plus difficile de changer la valeur d'un "interrupteur" ou le bit. Concrètement il est nécessaire de changer le contenu entier du registre. Avant le changement de la valeur d'un bit, il faut savoir qu'il y a beaucoup de registres dans un micro-contrôleur. Certaines parties du micro-contrôleur utilisent des dizaines de registres pour les contrôler. La variété des registres signifie qu'il y doit avoir une façon de distinguer les différents des registres ce que l'on réalise en les nommant. Un registre, par exemple, est appelé PORTB. En réalité, ces noms doivent juste rendre les choses plus faciles pour le développeur et chaque nom correspond à une adresse numérique. |
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| ===== Usage ===== | ===== Usage ===== |
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| To write to a register or read a value from it, it has to be addressed as a variable in C. The following example demonstrates writing a binary value to an imaginary register REG and then reading it to variable //reg//. Binary values are distinguished by 0b (leading zero), so that the compiler understands the numeric system. | Pour écrire sur un registre ou en lire une valeur, il doit être adressé comme une variable dans C. L'exemple suivant montre l'écriture d'une valeur binaire sur un registre imaginaire REG et ensuite sa lecture dans la variable // Reg //. Des valeurs binaires sont distinguées par 0b (zéro), pour que le compilateur comprenne le système numérique. |
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| <code c> | <code c> |
| </code> | </code> |
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| There is nothing difficult in writing and reading register values, but it gets a little tricky if only a single bit needs to be changed. To change bits, one needs to know how to do binary math and use different numeric systems. It isn't forbidden to deal only with binary numbers, but they can be a bit troublesome, because binary numbers are quite long, and this is why most people use shorter hexadecimal numbers. | Il n'y a rien de difficile à écrire et lire les valeurs d'un registre, mais il devient un peu délicat si on doit modifier seulement un bit. Pour modifier des bits, on a besoin d'avoir des connaissances en mathématiques binaires et utiliser des systèmes numériques différents. Il ne serait pas impossible de ne traiter que des nombres binaires, mais ils peuvent être un peu ennuyeux, parce que des nombres binaires sont assez longs et c'est pourquoi la plupart des personnes utilisent des nombres hexadécimaux plus courts. |
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| [{{ :images:logic:logic_hexadecimal.png?209|Hexadecimal numbers}}] | [{{ :images:logic:logic_hexadecimal.png?209|Nombres hexadécimaux}}] |
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| In hexadecimal, the numbers are not only 0 and 1 as in binary or 0 to 9 as in decimal, but instead 0 to F. A hexadecimal number consists of four bits. The table on the right shows the binary numbers and their hexadecimal counterparts. Binary numbers are converted to hexadecimal by reading bits four at a time, starting from the lowest rank. Ranks are read from right to left and their numbers start from 0. For example, the lowest ranked (rank 0) bit is 0 and the highest (rank 3) is 1. In the previous example, the register's binary value is 01100001, which is 61 in hexadecimal and is written as 0x61 (leading zero) in C. | En hexadécimal, les nombres ne sont pas seulement des 0 et des 1 comme dans le fichier binaire ou de 0 à 9 en décimale, mais au lieu de cela de 0 à F. Un nombre hexadécimal est composé de quatre bits. La table à droite montre les nombres binaires et leurs équivalents hexadécimaux. Des nombres binaires sont convertis en hexadécimal en lisant des bits quatre à la fois, en commençant par le rang le plus bas. Les rangs sont lus de droite à gauche en commençant par 0. Par exemple, le bit le plus bas classé (au rang 0) est 0 et le plus haut (au rang 3) est 1. Dans l'exemple précédent, la valeur binaire du registre est 01100001, qui correspond au 61 en hexadécimal et est écrit 0x61 (zéro) en langage C. |
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| To change single bits in a number (register, variable or anywhere else for that matter) it is necessary to use binary operations. Binary operation is an operation between two binary numbers, where each bit of the numbers is subject to its own logical operation. Typically a microcontroller supports four binary operations, each having several names. The following section describes the logical operation behind each of these four binary operations with a single bit or multpile bits. | Pour changer un bit seul dans un nombre (le registre, la variable ou n'importe où autrement à cet égard) il est nécessaire d'utiliser des opérations binaires. L'opération binaire est une opération entre deux nombres binaires, où chaque bit des nombres sont soumis à leur propre opération logique. Typiquement un micro-contrôleur supporte quatre opérations binaires, chacune ayant plusieurs noms. La section suivante décrit l'opération logique derrière chacune de ces quatre opérations binaires avec un bit seul ou des bits multiples. |
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| [{{ :images:logic:logic_all_4.png?550 |Negation, logical multiplication, logical addition and exclusive disjunction }}] | [{{ :images:logic:logic_all_4.png?550 |Négation, multiplication logique, addition logique et séparation exclusive}}] |
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| * **Negation / Inversion** \\ Negation changes the bit's value to its opposite, a 0 becomes a 1 and vice versa. In C, negation is marked with "~". | * **Négation / Inversion** \\ Le négation inverse la valeur du bit, un 0 devient 1 et vice et versa. En C, la négation correspond au symbole "~". |
| * **Logical multiplication / Conjunction** \\ When multiplying two bits, the answer is 1 if both bits are 1 and in any other case 0. In C, logical multiplication is marked with "&". | * **Multiplication logique/ Conjonction** \\ Lorsqu'on multiplie deux bits, le résultat est 1 lorsque les deux valeurs sont à 1. En C, la multiplication logique correspond au symbole "&". |
| * **Logical addition / Disjunction** \\ When adding two bits, the answer is 1 if at least one of the bits is 1 and 0 if both bits are 0. In C, logical addition is marked with "|". | * **Addition logique / Disjonction** \\ Lorsqu'on additionne deux bits, le résultat est 1 lorsqu'au moins une des deux valeurs est à 1, quelle que soit la valeur de l'autre. La valeur est 0 quand les deux bits sont à 0. En C, l'addition logique correspond au symbole "|". |
| * **Exclusive disjunction / Exclusive OR / XOR** \\ Exclusive OR operation will return 1 if the two bits differ from each other (one is 1 and the other 0), otherwise the answer is 0. In C, exclusive disjunction is marked with "^". | * **Disjonction exclusive / OU Exclusif / XOR** \\ L'opération du OU Exclusif renvoi 1 lorsque les deux bits on des valeurs différentes (le premier est à 1, le second à 0), sinon l'opération renvoi 0. En C, le OU Exclusif correspond au symbole "^". |
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| This is all one needs to know to change single bits. The theory alone is probably not enough, though, and that is why there are some typical examples with registers in the next few paragraphs. | C'est tout ce qu'il y a à savoir pour modifier les bits seuls. La théorie seule n'est probablement pas suffisante, c'est pourquoi il y a quelques exemples typiques avec des registres dans les paragraphes suivants. |
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| ==== Setting a single bit high ==== | ==== Mettre un simple bit en valeur haute ==== |
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| [{{ :images:logic:op_bit_set.png?230|Setting a single bit high}}] | [{{ :images:logic:op_bit_set.png?230|Mettre un bit en haut}}] |
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| To set one or more bits in a register high (1) a logical addition operation is needed. One of the operands of the operation must be the register and the other a binary number, where the only high bit is the one that needs to be set high in the register. This binary number is called a bitmask. Below is the C code for the operation shown on the right: | Pour mettre un ou plusieurs bits dans un registre en valeur haute (1) une opération d'addition logique est nécessaire. Un des opérandes de l'opération doit être le registre et l'autre un nombre binaire, où seul le bit haut est celui qui doit être mis haut dans le registre. Ce nombre binaire est appelé un bitmask. Ci-dessous le code de C correspondant à l'opération montrée à droite : |
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| ==== Setting a single bit low ==== | ==== Mettre un simple bit en valeur basse ==== |
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| [{{ :images:logic:op_bit_clear.png?229|Setting a single bit low}}] | [{{ :images:logic:op_bit_clear.png?229|Mettre un bit en bas}}] |
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| To set one or more bits in a register low (0) a logical multiplication operation is needed. One operand of the operation must be the register and the other a bitmask, in which the only low bit is the one that needs to be set low in the register. Below is the C code for the operation shown on the right: | Pour mettre un ou plusieurs bits dans un registre en valeur basse (0) une opération de multiplication logique est nécessaire. Un des opérandes de l'opération doit être le registre et l'autre un bitmask, où seul le bit bas est celui qui doit être mis bas dans le registre. Ci-dessous le code de C correspondant à l'opération montrée à droite : |
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| ==== Inverting a single bit ==== | ==== Inverser la valeur d'un bit ==== |
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| [{{ :images:logic:op_bit_invert.png?229|Inverting a single bit}}] | [{{ :images:logic:op_bit_invert.png?229|Inverser la valeur d'un bit}}] |
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| To invert one or more bits in a register an exclusive disjunction operation is required. One of the operands of the operation must be the register and the other a bitmask, where the only high bit is the one that needs to be inverted in the register. Below is the C code for the operation shown on the right: | Pour inverser un ou plusieurs bits dans un registre une opération de disjonction exclusive est nécessaire. Un des opérandes de l'opération doit être le registre et l'autre un bitmask, où seul le bit bas est celui qui doit être inversé dans le registre. Ci-dessous le code de C correspondant à l'opération montrée à droite : |
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| ==== Inverting the whole register ==== | ==== Inverser tout le registre ==== |
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| [{{ :images:logic:op_reg_invert.png?229|Inverting all bits}}] | [{{ :images:logic:op_reg_invert.png?229|Inverser tous les bits}}] |
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| To invert all bits in a register a negation operation is used. This operation is unary, which means it has only one operand. Below is the C code for the operation shown on the right: | Pour inverser tous les bits d'un registre on utilise l'opération de négation. Cette opération est unaire, ce qui signifie qu'elle ne nécessite qu'un seul opérande. Ci-dessous le code de C correspondant à l'opération montrée à droite : |
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| ==== Reading the value of a single bit ==== | ==== Lire la valeur d'un bit ==== |
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| [{{ :images:logic:op_bit_get.png?229|Reading the value of a bit}}] | [{{ :images:logic:op_bit_get.png?229|Lire la valeur d'un bit}}] |
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| To read one or more bits from a register the same operation is required as was used for setting a bit low - logical multiplication. One of the operands of the operation must be the register and the other a bitmask, where the only high bit is the one that needs to be read from the register. Below is the C code for the operation shown on the right: | Pour lire une ou plusieurs valeurs d'un bit d'un registre la même opération que pour mettre un bit en position basse est nécessaire - la multiplication logique. L'un des opérants doit être le registre et l'autre le bitmask, où le seul bit en position haute est celui que l'on doit lire sur le registre. Ci-dessous le code de C correspondant à l'opération montrée à droite : |
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| ==== Shifting a bit ==== | ==== Déplacer la valeur d'un bit ==== |
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| Many programming languages actually have a few additional bitwise operations, which make it easier for the programmers. These are bit shifting operations that shift bits left or right in a binary number. The main value of shift operations in dealing with registers is their ability to convert bit ranks to bitmasks and vice versa. | Beaucoup de langages de programmation ont en réalité quelques opérations bitwise supplémentaires, qui le rendent plus facile pour les programmeurs. Celles-ci sont des opérations de déplacement de bits qui les déplacent vers la gauche ou vers la droite dans un nombre binaire. La valeur principale de l'opération de déplacement traitant avec des registres est sa capacité à convertir des rangs de bits en bitmasks et vice versa. |
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| [{{ :images:logic:op_bit_shift_left.png?241|Shift left}}] | [{{ :images:logic:op_bit_shift_left.png?241|Déplacement à gauche}}] |
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| The image on the right shows a shift left operation. Although bit shifting is not a logical operation and has no corresponding symbol, in C it is marked as "<<". Shift left is used to transform a bit rank to a bitmask. For example, to get the mask for the 6th bit (NB! rank 5), number 1 has to be shifted left 5 times. The example operation looks like this in C: | L'image à droite montre une opération de déplacement à gauche. Bien que le déplacement de bit ne soit pas une opération logique et n'ait aucun symbole correspondant, en C il est marqué par "<<". Le déplacement à gauche est utilisé pour transformer le rang d'un bit en un bitmask. Par exemple, pour obtenir le masque pour le 6ème bit (NB! Au rang 5), le chiffre 1 doit être déplacé de 5 fois vers la gauche. L'opération en C ressemble à ça: |
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| [{{ :images:logic:op_bit_shift_right.png?241|Shift right}}] | [{{ :images:logic:op_bit_shift_right.png?241|Déplacement à droite}}] |
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| Shift right operation works similarly to shift left operation. It is marked as ">>" in C. Right shift is used to get the logical value of a bit from a bitmask. A leading example showed how to read the value of a single bit. Let's suppose the bit to read is not of the lowest rank, but for example of rank 5. In this case, the result would be either 0x20 or 0x00, but sometimes a result of 1 or 0 is needed and that is when the right shift comes to the rescue. The example operation on the right looks like this in C: | L'opération de déplacement à droite fonctionne de la même manière que celle à gauche. Elle est représentée par le symbole ">>" en langage C. Le déplacement à droite est utilisé pour récupérer la valeur logique d'un bit à partir d'un bitmask. Un exemple principal montre comment lire la valeur d'un bit simple. Ce qui suppose que le bit qui doit être lu n'est pas à son rang le plus bas, mais par exemple au rang 5. Dans ce cas le résultat pourrait à la fois être 0x20 ou 0x00, mais parfois il est nécessaire d'avoir ou 0 ou 1 comme résultat, c'est dans ce cas que l'on utilise le décalage à droite. L'opération en C ressemble à ça: |
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| If a bit is shifted right from the lowest rank or left from the highest rank by the bit shifting operation, it disappears. Some programming languages also have rotating bit shift operations, where the bit doesn't disappear, but moves from the lowest rank to the highest or vice versa. C doesn't have that kind of bit shift operations, but they can be written by the programmer if needed. | Si un bit est déplacé vers la droite à partir du rang le plus bas ou vers la gauche à partir du rang le plus haut, alors il disparaît. Certains langages de programmation contiennent des opérations de déplacement de bits rotatives, avec lesquelles le bit ne disparaît pas, mais se déplace du rang le plus haut vers le rang le plus bas et vice versa. Le langage C ne prévoit pas ce type d'opération, mais rien n'empêche le programmeur de l'écrire si nécessaire. |
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| All bit operations work with not only registers, but with variables and constants as well. The latter can of course only be used as operands and not the result. | Toutes les opérations sur les bits ne fonctionne pas seulement avec les registres, mais aussi avec les variables ou les constantes. Ce dernier peut bien sur être utilisé comme opérande et non comme résultat |
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| ===== AVR registers ===== | ===== Les registres AVR ===== |
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| To do anything actual with the microcontroller's registers, one needs to know how to use that particular microcontroller. Each microcontroller comes with one or several datasheets, which describe the whole structure and functionality or the microcontroller. The datasheet also describes the registers. The following will help understand the register descriptions in AVR datasheets. | Pour faire quoi que ce soit avec les registres du micro-contrôleur, il est nécessaire de connaître l'utilisation de ce micro-contrôleur en particulier. Chaque micro-contrôleur est accompagné d'une ou plusieurs fiches techniques, qui décrivent la structure entière et les fonctionnalités du micro-contrôleur. La fiche technique décrit aussi les registres. L'exemple suivant permettra de comprendre les descriptions des registres dans les fiches techniques AVR. |
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| [{{ :images:logic:avr_example_register.png?580 |One of AVRs registers from its datasheet}}] | [{{ :images:logic:avr_example_register.png?580 |L'un des registres AVR dans sa fiche technique}}] |
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| The image shows ATmega128 microcontroller's UCSRnA register, which stands for "USART Control and Status Register A". This register is used to configure AVR's USART module and read its states. All AVR register names are written in capital letters, but as the reader might notice, the register name contains also a lower case n. A lower n is used to mark some module's index. Since ATmega128 has 2 almost identical USART modules, they are not described twice, but only once and the n must be read as 0 or 1 by the user. Therefore ATmega128 has registers UCSR0A and UCSR1A. | L'image montre le registre UCSRnA du micro-contrôleur ATmega128, qui supporte "le contrôle USART et le statut du registre A". Ce registre est utilisé pour configurer le module USART de l'AVR afin d'en lire ses statuts. Tous les noms de registres de l'AVR sont écrits en lettre capitales, mais le lecteur notera que le nom du registre contient la lettre minuscule n. On utilise un n minuscule pour identifier l'index du module; Certains ATmega128 contiennent deux modules USART identiques, qui ne sont décrit qu'une seule fois, l'utilisateur remplacera alors le n par un 0 ou 1. ATmega128 contient donc les deux registres UCSR0A et UCSR1A. |
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| The content of the register is marked by an 8-slot box with a bold line around it. Each slot marks one bit. Bit ranks are marked above the box - increasing from right to left. Since AVR is an 8-bit microcontroller, most of the registers are 8-bit as well. There are some exceptions, a few registers are 16-bit, but they actually consist of two 8-bit registers. Like each register has a name, each bit in the register has also a name - just like the buttons on a tape player. Each bit is described in the datasheet. Bit names are abbreviations as well and the lower n must be substituted with the module's index, just like with register names. Some registers don't use all 8 bits, in this case the bit's slot is marked with a hyphen. | Le contenu d'un registre est représenté par une boîte à 8 slots avec une ligne en gras. Chaque slot représente un bit. Les rangs des bits sont marqués au-dessus de la boîte - en croissant de droite à gauche. Puisque AVR est un micro-contrôleur de 8 bits, la plupart des registres sont de 8 bits aussi. Il y a quelques exceptions, quelques registres sont de 16 bits, mais ils consistent en réalité en deux registres de 8 bits. Comme chaque registre a un nom, chaque bit dans le registre a aussi un nom - comme les boutons sur un lecteur de cassette. Chaque bit est décrit dans la fiche technique. Les noms de bit sont des abréviations et la lettre n minuscule peut être remplacée par l'index du module, comme avec les noms de registre. Quelques registres n'utilisent pas tous les 8 bits, dans ce cas le slot du bit est marquée avec un trait d'union. |
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| Below the register's bits are two lines, which state whether the bit is readable (R), writable (W) or both (R/W). For example, the status bits can't be overwritten and even if it's attempted in the program, the bit will remain unchanged. If the bit is marked as writable, reading it will always result in one specific value stated in the datasheet. The second line specifies the default value of the bit, which it has after the reset of the microcontroller. | Au-dessous des bits du registre on trouve deux lignes, qui définissent si le bit est en lecture (R), en écriture (W) ou les deux (R/W). Par exemple, les bits de statut ne peuvent pas être écrasés et même s'il est essayé dans le programme, le bit restera inchangé. Si le bit est marqué en écriture, la lecture aboutira toujours à une valeur spécifique définie dans la fiche technique. La deuxième ligne spécifie la valeur par défaut du bit, valeur prise après chaque remise à zéro du micro-contrôleur. |
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| While AVR register names point to an actual memory slot address, the bit names hold the rank number of the corresponding bit. Therefore it is necessary to transform the names to bitmasks using a shift operation, in order to manipulate with bits in a register. The following code contains a few example lines for using the USART 0 module's register. | Tandis que le de noms des registres de l'AVR pointent vers une adresse de slot de mémoire réelle, les noms de bits gardent le numéro du rang du bit correspondant. Donc il est nécessaire de transformer les noms en bitmasks en utilisation d'une opération de déplacement, pour manipuler les bits dans un registre. Le code suivant contient quelques lignes d'exemple pour utiliser le registre du module USART 0. |
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| <code c> | <code c> |
