Разработка блока отображения информации БРК
3.1 Выбор микроконтроллера
В данном измерителе будем использовать 8-разрядный AVR микроконтроллер с внутрисистемной программируемой флэш-памятью емкостью 128 кбайт - ATmega128 - маломощный 8-разрядный КМОП микроконтроллер, основанный на расширенной AVR RISC-архитектуре. За счет выполнения большинства инструкций за один машинный цикл ATmega128 достигает производительности 1 млн. операций в секунду/МГц, что позволяет оптимизировать соотношение энергопотребления и быстродействия.
Рисунок 3.2- Типовая схема включения микроконтроллера
С3, С6 - конденсатор номиналом 100 нФ, 50В; С4,С5(керамические конденсаторы)-К10-17Б, 0,22 пФ; DD1 - микроконтроллер; ZQ1 - кварцевый резонатор НС 49U, 3,6864 МГц ; L1 - катушка индуктивности SRR0603-100 ML 10мкГН.
Рисунок 3.3 - Расположение выводов у ATmega128
Назначение выводов микроконтроллера:
ѕ VCC - напряжение питания цифровых элементов;
ѕ GND - общий.
ѕ RESET вход сброса. Если на этот вход приложить низкий уровень длительностью более минимально необходимой будет генерирован сброс независимо от работы синхронизации.
ѕ XTAL1 вход инвертирующего усилителя генератора и вход внешней синхронизации.
ѕ XTAL2 выход инвертирующего усилителя генератора.
Отличительные особенности микроконтроллера ATmega128
Микроконтроллер ATmega128 имеет следующие особенности:
· Высокопроизводительный, маломощный 8-разрядный AVR-микроконтроллер.
· Развитая RISC-архитектура:
- 133 мощных инструкций, большинство из которых выполняются за один машинный цикл;
- 32 8-разр. регистров общего назначения + регистры управления встроенной периферией;
· Полностью статическая работа;
· Производительность до 16 млн. операций в секунду при тактовой частоте 16 МГц;
· Встроенное умножающее устройство выполняет умножение за 2 машинных цикла;
· Энергонезависимая память программ и данных;
· Износостойкость 128-ми кбайт внутрисистемно перепрограммируемой флэш-памяти: 1000 циклов запись/стирание;
· Опциональный загрузочный сектор с отдельной программируемой защитой;
· Внутрисистемное программирование встроенной загрузочной программой.
· Гарантированная двухоперационность: возможность чтения во время записи:
- Износостойкость 4 кбайт ЭСППЗУ: 100000 циклов запись/стирание;
- Встроенное статическое ОЗУ емкостью 4 кбайт;
- Опциональная возможность адресации внешней памяти размером до 64 кбайт;
- Программируемая защита кода программы;
- Интерфейс SPI для внутрисистемного программирования;
· Интерфейс JTAG (совместимость со стандартом IEEE 1149.1)
- Граничное сканирование в соответствии со стандартом JTAG
- Обширная поддержка функций встроенной отладки
- Программирование флэш-памяти, ЭСППЗУ, бит конфигурации и защиты через интерфейс JTAG
· Отличительные особенности периферийных устройств:
- Два 8-разр. таймера-счетчика с раздельными предделителями и режимами сравнения;
- Два расширенных 16-разр. таймера-счетчика с отдельными предделителями, режимами сравнения и режимами захвата;
- Счетчик реального времени с отдельным генератором;
- Два 8-разр. каналов ШИМ
- 6 каналов ШИМ с программируемым разрешением от 2 до 16 разрядов;
- Модулятор выходов сравнения;
- 8 мультиплексированных каналов 10-разрядного аналогово-цифрового преобразования
- 8 несимметричных каналов.
- 7 дифференциальных каналов.
- 2 дифференциальных канала с выборочным усилением из 1x, 10x и 200x.
- Двухпроводной последовательный интерфейс, ориентированный не передачу данных в байтном формате;
- Два канала программируемых последовательных УСАПП
- Последовательный интерфейс SPI с поддержкой режимов ведущий/подчиненный;
- Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором;
- Встроенный аналоговый компаратор;
· Специальные возможности микроконтроллера:
- Сброс при подаче питания и программируемая схема сброса при снижении напряжения питания;
- Встроенный калиброванный RC-генератор;
- Внешние и внутренние источники прерываний;
- Шесть режимов снижения энергопотребления: холостой ход (Idle), уменьшение шумов АЦП, экономичный (Power-save), выключение (Power-down), дежурный (Standby) и расширенный дежурный (Extended Standby)
- Программный выбор тактовой частоты;
- Конфигурационный бит для перевода в режим совместимости с ATmega103
- Общее выключение подтягивающих резисторов на всех линиях портов ввода-вывода;
· Ввод-вывод и корпуса;
- 53 -программируемые линии ввода-вывода;
- 64-выв. корпус TQFP;
· Рабочие напряжения
- 4.5 - 5.5В для ATmega128;
· Градации по быстродействию
- 0 - 16 МГц для ATmega128;
Рисунок 3.4 Внешний вид микроконтроллера ATmega128
Таблица 3.1 Размеры ножек ATmega128
Таблица 3.2 Параметры внешнего тактового сигнала
Таблица 3.3. Типичные частоты при тактировании от внешней RC-цепи
Примечание:
Сопротивление R должно находиться в пределах 3 кОм…100 кОм, а емкость не менее 20 пФ. Значения C представлены в таблице с учетом емкости вывода микроконтроллера. Емкость вывода может варьироваться в зависимости от типа корпуса.
TBD означает, что точное значение величины находится в состоянии определения.
Характеристики двухпроводного последовательного интерфейса