ATmega32 - 8 bit μικροελεγκτής AVR

Οι μικροελεγκτές AVR βασίζονται στην προηγμένη αρχιτεκτονική RISC. Το ATmega32 είναι ένας μικροελεγκτής CMOS χαμηλής ισχύος 8-bit που βασίζεται στην αρχιτεκτονική RISC ενισχυμένη με AVR. Το AVR μπορεί να εκτελέσει 1 εκατομμύριο οδηγίες ανά δευτερόλεπτο εάν η συχνότητα κύκλου είναι 1MHz.

40 ακίδων DIP Φωτογραφία του ATmega32

Βασικά χαρακτηριστικά:

32 x 8 μητρώα γενικού σκοπού εργασίας.
32K byte στη μνήμη προγράμματος flash που μπορεί να προγραμματιστεί από το σύστημα
2K byte εσωτερικού SRAM
1024 bytes EEPROM
Διατίθεται σε DIP 40 ακίδων, 44 QTFP μολύβδου, QFN / MLF 44-pad
32 προγραμματιζόμενες γραμμές εισόδου / εξόδου
8 κανάλι, 10 bit ADC
Δύο χρονοδιακόπτες / μετρητές 8-bit με ξεχωριστές συσκευές προεπιλογής και σύγκριση τρόπων
Ένα χρονόμετρο / μετρητής 16-bit με ξεχωριστό prescaler, λειτουργία σύγκρισης και λειτουργία λήψης.
4 κανάλια PWM
Στον προγραμματισμό συστήματος μέσω προγράμματος εκκίνησης on-chip
Χρονοδιακόπτης προγραμματιζόμενου ρολογιού με ξεχωριστό ταλαντωτή on-chip.
Προγραμματιζόμενο σειριακό USART
Σειριακή διασύνδεση Master / slave SPI

Ειδικά χαρακτηριστικά μικροελεγκτή:

Έξι λειτουργίες αδράνειας: Αδράνεια, μείωση θορύβου ADC, εξοικονόμηση ενέργειας, απενεργοποίηση, αναμονή και εκτεταμένη αναμονή.
Εσωτερικός βαθμονομημένος ταλαντωτής RC
Εξωτερικές και εσωτερικές πηγές διακοπής
Ενεργοποίηση επαναφοράς και προγραμματιζόμενη ανίχνευση καφέ-out.

40-Pin DIP του ATmega32

Και οι 32 καταχωρητές είναι απευθείας συνδεδεμένοι με την Αριθματική Λογική Μονάδα (ALU), επιτρέποντας την πρόσβαση σε δύο ανεξάρτητους καταχωρητές σε μία μόνο εντολή που εκτελείται σε έναν κύκλο ρολογιού.

Το power-down σώζει τα περιεχόμενα του καταχωρητή αλλά παγώνει τον ταλαντωτή. Όλες οι άλλες λειτουργίες chip θα απενεργοποιηθούν έως ότου προκύψει η επόμενη εξωτερική διακοπή. Ο ασύγχρονος χρονοδιακόπτης επιτρέπει στο χρήστη να διατηρεί ένα χρονόμετρο που βασίζεται σε λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας ενώ η υπόλοιπη συσκευή βρίσκεται σε κατάσταση αναστολής.

Η λειτουργία μείωσης θορύβου ADC σταματά τη CPU και όλες τις μονάδες I / O εκτός από το ADC και το ασύγχρονο χρονόμετρο. Σε κατάσταση αναμονής, εκτός από τον κρυστάλλινο ταλαντωτή, η υπόλοιπη συσκευή κοιμάται. Τόσο ο κύριος ταλαντωτής όσο και ο ασύγχρονος χρονοδιακόπτης συνεχίζουν να λειτουργούν σε εκτεταμένη κατάσταση αναμονής.

Το ATmega32 είναι ένας ισχυρός μικροελεγκτής λόγω του αυτόματου προγραμματιζόμενου φλας σε ένα μονολιθικό τσιπ, παρέχει μια υψηλή ευέλικτη και οικονομική λύση σε πολλές ενσωματωμένες εφαρμογές ελέγχου.

44-pad TQFP / MLF

Περιγραφές καρφιτσών:

VCC: Παροχή ψηφιακής τάσης

GND: Εδαφος

Θύρα A (PA7-PA0): Αυτή η θύρα χρησιμεύει ως αναλογική είσοδος στον μετατροπέα A / D. Χρησιμεύει επίσης ως θύρα I / O διπλής κατεύθυνσης 8-bit εάν δεν χρησιμοποιείται ο μετατροπέας A / D.

Θύρα B (PB7-PB0) & Port D (PD7-PD0): Είναι μια αμφίδρομη θύρα εισόδου / εξόδου 8-bit. Τα buffer εξόδου του έχουν συμμετρικά χαρακτηριστικά κίνησης με υψηλή ικανότητα νεροχύτη και πηγή. Ως είσοδοι, αυτές είναι εξαιρετικά χαμηλές αν είναι ενεργοποιημένες οι αντιστάσεις έλξης. Εξυπηρετεί επίσης διάφορες ειδικές λειτουργίες του ATmega32.

Θύρα C (PC7-PC0): Είναι μια αμφίδρομη θύρα εισόδου / εξόδου 8-bit. Εάν είναι ενεργοποιημένη η διασύνδεση JTAG, θα ενεργοποιηθούν οι αντιστάσεις pull-up στους ακροδέκτες PC5 (TDI), PC3 (TMS) και PC2 (TCK).

Διασύνδεση του JTAG χρησιμοποιώντας τη θύρα C του ATmega32

Επαναφορά: Είναι μια είσοδος.

XTAL1: Πρόκειται για είσοδο στον ενισχυτή αντιστροφής ταλάντωσης και είσοδο στο εσωτερικό κύκλωμα λειτουργίας ρολογιού.

XTAL2: Είναι έξοδος από τον ενισχυτή ανεστραμμένου ταλαντωτή.

AVCC: Είναι ο πείρος τάσης τροφοδοσίας για το μετατροπέα Port A και A / D. Θα πρέπει να συνδεθεί στο VCC.

ΠΕΡΙΟΧΗ: Το AREF είναι ο αναλογικός πείρος αναφοράς για τον μετατροπέα A / D.

Μνήμες ATmega32:

“τι κανει το mosfet ”

Έχει δύο βασικούς χώρους μνήμης μνήμης δεδομένων και τον χώρο μνήμης προγράμματος. Επιπλέον διαθέτει μνήμη EEPROM για αποθήκευση δεδομένων.

Στη μνήμη προγράμματος προγραμματιζόμενων προγραμμάτων Flash:

Το ATmega32 περιέχει 32Kbytes on-chip σε επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη flash συστήματος για αποθήκευση προγραμμάτων. Το Flash οργανώνεται ως 16k X 16 και η μνήμη του χωρίζεται σε δύο ενότητες Ενότητα προγράμματος εκκίνησης και ενότητα προγράμματος εφαρμογής.

Διάγραμμα κυκλώματος προγραμματιστή ISP

Μνήμη δεδομένων SRAM:

Το αρχείο Register, η μνήμη εισόδου / εξόδου και τα εσωτερικά δεδομένα SRAM αντιμετωπίζονται από τις χαμηλότερες 2144 θέσεις μνήμης δεδομένων. Οι πρώτες 96 τοποθεσίες απευθύνονται στο αρχείο Register και στη μνήμη I / O και τα εσωτερικά δεδομένα SRAM αντιμετωπίζονται από τις επόμενες 2048 τοποθεσίες. Άμεση, έμμεση με μετατόπιση, έμμεση, έμμεση με προ-μείωση, και άμεση με μετά τη μείωση είναι οι 5 διαφορετικοί τρόποι αντιμετώπισης για την κάλυψη της μνήμης δεδομένων. Οι 32 καταχωρητές γενικού σκοπού, 64 καταχωρητές εισόδου / εξόδου και 2048 byte εσωτερικών δεδομένων SRAM είναι προσβάσιμοι χρησιμοποιώντας αυτούς τους τρόπους διευθυνσιοδότησης.

Μπλοκ διάγραμμα του ATmega32

Μνήμη δεδομένων EEPROM:

Περιέχει 1024 byte δεδομένων μνήμης EEPROM. Είναι προσβάσιμο ως ξεχωριστός χώρος δεδομένων στον οποίο μπορούν να διαβαστούν και να γραφτούν μεμονωμένα byte.

Μνήμη I / O:

Όλα τα I / Os και τα περιφερειακά τοποθετούνται στο χώρο I / O. Οι τοποθεσίες I / O είναι προσβάσιμες με τις οδηγίες IN και OUT, μεταφέροντας τα δεδομένα μεταξύ των 32 καταχωρητών γενικού σκοπού και του χώρου I / O. Οι καταχωρητές I / O με τη διεύθυνση 00-1F είναι άμεσα προσβάσιμοι χρησιμοποιώντας τις οδηγίες SBI και CBI.

ATmega8

Εισαγωγή

Πρόκειται για έναν μικροελεγκτή 8 CM που έχει κατασκευαστεί από την οικογένεια AVR (αναπτύχθηκε από την Atmel Corporation το 1996) και βασίζεται στην αρχιτεκτονική RSIC (Reduced Instruction Set Computer). Το βασικό του πλεονέκτημα είναι ότι δεν περιέχει συσσωρευτή και το αποτέλεσμα οποιασδήποτε λειτουργίας μπορεί να αποθηκευτεί σε οποιοδήποτε μητρώο, που ορίζεται από την οδηγία.

Αρχιτεκτονική

Αρχιτεκτονική

Μνήμη

Αποτελείται από μνήμη flash 8KB, 1KB SRAM και 512 Bytes EEPROM. Το φλας 8K χωρίζεται σε 2 μέρη - το κάτω μέρος χρησιμοποιείται ως τμήμα φλας εκκίνησης και το πάνω μέρος χρησιμοποιείται ως τμήμα φλας εφαρμογής. Το SRAM περιέχει 1K byte μαζί με 1120 byte καταχωρητές γενικού σκοπού και καταχωρητές I / O. Οι χαμηλότερες 32 τοποθεσίες διευθύνσεων χρησιμοποιούνται για 32 γενικούς σκοπούς 8 bit καταχωρητές. Οι επόμενες 64 διευθύνσεις χρησιμοποιούνται για καταχωρητές εισόδου / εξόδου. Όλοι οι καταχωρητές συνδέονται απευθείας στο ALU. Το EEPROM χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων καθορισμένων από τον χρήστη.

Θύρες εισόδου / εξόδου

Αποτελείται από 23 γραμμές I / O με 3 θύρες I / O, με όνομα B, C και D. Η θύρα B αποτελείται από 8 γραμμές I / O, η θύρα C αποτελείται από 7 γραμμές I / O και η θύρα D αποτελείται από 8 I / O γραμμές.

Οι καταχωρητές που αντιστοιχούν σε οποιαδήποτε portX (B, C ή D) είναι:

DDRX : Μητρώο κατεύθυνσης δεδομένων θύρας X

PORTX : Μητρώο δεδομένων Port X

PINX : Μητρώο εισόδου θύρας X

Χρονοδιακόπτες και μετρητές

Αποτελείται από 3 χρονοδιακόπτες με συγκρίσιμες λειτουργίες. Δύο από αυτά είναι 8 bit ενώ το τρίτο είναι 16 bit.

Ταλαντωτές

Ενσωματώνει εσωτερική επαναφορά και ταλαντωτή που καθιστά δυνατή την εξάλειψη της ανάγκης για οποιαδήποτε εξωτερική είσοδο. Ο εσωτερικός ταλαντωτής RC είναι ικανός να παράγει εσωτερικό ρολόι το οποίο μπορεί να λειτουργεί σε οποιαδήποτε συχνότητα 1MHz, 2MHz, 4MHz ή 8MHz όπως έχει προγραμματιστεί. Υποστηρίζει επίσης εξωτερικό ταλαντωτή με μέγιστη συχνότητα 16MHz.

Επικοινωνία

Παρέχει συγχρονικά και ασύγχρονα σχήματα μεταφοράς δεδομένων μέσω του USART (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver Transmitter), δηλαδή επικοινωνία με μόντεμ και άλλες σειριακές συσκευές. Υποστηρίζει επίσης SPI (Serial Peripheral Interface) που χρησιμοποιείται για επικοινωνία μεταξύ συσκευών με βάση τη μέθοδο master-slave. Ένας άλλος τύπος επικοινωνίας που υποστηρίζεται είναι το TWI (Two wire Interface). Επιτρέπει την εναλλαγή μεταξύ οποιωνδήποτε δύο συσκευών χρησιμοποιώντας 2 καλώδια μαζί με μια κοινή σύνδεση γείωσης.

Διαθέτει επίσης μια συγκριτική μονάδα ενσωματωμένη στο τσιπ για να παρέχει σύγκριση μεταξύ δύο τάσεων συνδεδεμένων με τις δύο εισόδους του αναλογικού συγκριτή μέσω των εξωτερικών μαρκών.

Περιέχει επίσης ADC 6 καναλιών, εκ των οποίων 4 έχουν ακρίβεια 10 bit και 2 ακρίβεια 8 bit.

Μητρώο κατάστασης : Περιέχει πληροφορίες σχετικά με το τρέχον σύνολο αριθμητικών οδηγιών.

“τύπου p και ημιαγωγών τύπου n ”

Διάγραμμα καρφιτσών ATmega :

Διάγραμμα καρφιτσών ATmega

Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά του ATmega8 είναι ότι εκτός από 5 ακίδες, όλες οι άλλες ακίδες υποστηρίζουν δύο σήματα.

Οι ακίδες 23,24,25,26,27,28 και 1 χρησιμοποιούνται για τη θύρα C, ενώ οι ακίδες 9,10,14,15,16,17,18,19 χρησιμοποιούνται για τη θύρα Β και οι ακίδες 2,3,4, 5,6,11,12 χρησιμοποιούνται για τη θύρα D.
Ο πείρος 1 είναι επίσης ο πείρος επαναφοράς και ένα σήμα χαμηλού επιπέδου για ένα χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από το ελάχιστο μήκος παλμού θα δημιουργήσει επαναφορά.
Οι ακίδες 2 και 3 χρησιμοποιούνται επίσης για σειριακή επικοινωνία για το USART.
Οι ακίδες 4 και 5 χρησιμοποιούνται ως εξωτερικές διακοπές. Ένα από αυτά θα ενεργοποιηθεί όταν έχει οριστεί το bit σημαίας διακοπής του καταχωρητή κατάστασης και το άλλο θα ενεργοποιηθεί όσο επικρατεί η συνθήκη διακοπής.
Οι ακίδες 9 και 10 χρησιμοποιούνται ως εξωτερικοί ταλαντωτές, καθώς και ταλαντωτές μετρητών χρονομέτρων όπου ο κρύσταλλος συνδέεται απευθείας μεταξύ των ακίδων. Το Pin 10 χρησιμοποιείται για ταλαντωτή κρυστάλλου ή κρυσταλλικό ταλαντωτή χαμηλής συχνότητας. Εάν ο εσωτερικός βαθμονομημένος ταλαντωτής RC χρησιμοποιείται ως πηγή ρολογιού και είναι ενεργοποιημένος ο ασύγχρονος χρονοδιακόπτης, αυτές οι ακίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ακροδέκτες ταλαντωτή χρονοδιακόπτη.
Το Pin 19 χρησιμοποιείται ως έξοδος Master Clock, είσοδος ρολογιού για το κανάλι SPI.
Το Pin 18 χρησιμοποιείται ως είσοδος κύριου ρολογιού, έξοδος ρολογιού.
Η καρφίτσα 17 χρησιμοποιείται ως έξοδος κύριων δεδομένων, είσοδος δευτερευόντων δεδομένων για κανάλι SPI. Χρησιμοποιείται ως είσοδος όταν είναι ενεργοποιημένο από έναν υποτελή και είναι αμφίδρομο όταν ενεργοποιείται από τον κύριο. Αυτός ο ακροδέκτης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως έξοδος σύγκρισης εξόδου αντιστοίχισης, το οποίο χρησιμεύει ως εξωτερική έξοδος για το χρονόμετρο / μετρητή σύγκρισης αγώνα.
Το Pin16 χρησιμοποιείται ως είσοδος επιλογής σκλάβων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως χρονομετρητής / μετρητής σύγκρισης 1 διαμορφώνοντας τον ακροδέκτη PB2 ως έξοδο.
Το Pin15 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξωτερική έξοδος για το χρονόμετρο / μετρητή σύγκρισης αγώνα Α.
Οι ακίδες 23 έως 28 χρησιμοποιούνται για κανάλια ADC. Ο ακροδέκτης 27 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ρολόι σειριακής διασύνδεσης και ο ακροδέκτης 28 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δεδομένα σειριακής διεπαφής
Οι ακίδες 13 και 12 χρησιμοποιούνται ως είσοδοι αναλογικού συγκριτή.
Οι ακίδες 11 και 6 χρησιμοποιούνται ως πηγές χρονοδιακόπτη / μετρητή.

Λειτουργίες ύπνου μικροελεγκτή

Ο μικροελεγκτής λειτουργεί σε 6 καταστάσεις αναστολής λειτουργίας.

Λειτουργία αδράνειας: Σταματά τη λειτουργία της CPU, αλλά επιτρέπει τη λειτουργία των SPI, USART, ADC, TWI, Timer / Counter και Watchdog και διακόπτει το σύστημα. Επιτυγχάνεται με τη ρύθμιση μηδέν στο σήμα SM0 σε SM2 bits της MCU.
Λειτουργία μείωσης θορύβου ADC : Σταματά τη CPU αλλά επιτρέπει τη λειτουργία ADC, εξωτερικών διακοπών, χρονοδιακόπτη / μετρητή2 και φύλακα.
Λειτουργία απενεργοποίησης : Επιτρέπει εξωτερικές διακοπές, τη σειριακή διεπαφή 2 καλωδίων, την παρακολούθηση ενώ απενεργοποιεί τον εξωτερικό ταλαντωτή. Σταματά όλα τα παραγόμενα ρολόγια.
Λειτουργία εξοικονόμησης ενέργειας : Χρησιμοποιείται όταν ο Χρονοδιακόπτης / Μετρητής χρονίζεται ασύγχρονα. Σταματά όλα τα ρολόγια εκτός από το clk_ASY.

Λειτουργία αναμονής : Σε αυτήν τη λειτουργία, ο ταλαντωτής επιτρέπεται να λειτουργεί, διακόπτοντας όλες τις άλλες λειτουργίες.

Εφαρμογές που περιλαμβάνουν Atmega8

LED που αναβοσβήνει

Σχηματική αναβοσβήνει LEd

Το πρόγραμμα γράφεται χρησιμοποιώντας γλώσσα Γ και καταρτίζεται αρχικά ως αρχείο .c. Το εργαλείο λογισμικού ATMEL θα μετατρέψει αυτό το αρχείο σε δυαδικό αρχείο αντικειμένου ELF. Στη συνέχεια μετατρέπεται ξανά σε αρχείο hex. Το αρχείο hex στη συνέχεια μεταφέρεται στον μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα AVR dude.

Δικαιώματα φωτογραφίας: