Vestavn mikropo ta ov syst my
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 14

Vestavné mikropočítačové systémy PowerPoint PPT Presentation


  • 64 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Vestavné mikropočítačové systémy. 4 . Týden – Atmel AVR A/D převodník , analogový komparátor , reset, watch-dog a pojistky. A/D p řevodník. 10-bitov é rozlišení – 0x000 ~ 0V, 0x3FF ~ V REF Až 200kHz hodiny při plném rozlišení Doba převodu je 13 taktů  až 15ksps ( ~ 200kHz)

Download Presentation

Vestavné mikropočítačové systémy

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Vestavn mikropo ta ov syst my

Vestavné mikropočítačové systémy

4. Týden – Atmel AVRA/D převodník, analogový komparátor, reset, watch-dog a pojistky


A d p evodn k

A/D převodník

  • 10-bitové rozlišení – 0x000 ~ 0V, 0x3FF ~ VREF

  • Až 200kHz hodiny při plném rozlišení

  • Doba převodu je 13 taktů  až 15ksps (~200kHz)

  • První převod trvá 25 taktů  doporučuji odbýt si to hned z kraje programua dále neuvažovat

  • 8 multiplexovaných vstupů analogového signálu (dle typu a pouzdra nemusí být fyzicky vyvedeno všech 8)

  • Volitelné referenční napětí

    • AVCC (od VCC by mělo být odděleno filtrem typu dolní propust)

    • Interní napěťová reference 2,56V

    • Externí v rozsahu 0V ÷ VCC

  • Volnoběžný režim / jednotlivý převod

  • Výsledek může být hardwarově zarovnáván vlevo

  • Taktování převodníku se volí předděličem (poměry: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128)

  • Volitelné přerušení po dokončení převodu


A d p evodn k blokov sch ma

10-bit DAC

Bandgap reference

A/D převodník – blokové schéma

ADCSRA[7:3](ADEN,ADSC,ADFR,ADIF,ADIE)

ADMUX[7](REFS1)

ADMUX[5](ADLAR)

Prescaler

ADCSRA[2:0]

ADMUX[6](REFS0)

Conversion logic

ADC[9:0]

AVCC

Internal 2,56V reference

AREF

Input MUX

ADMUX[3:0]

ADC0ADC7


A d p evodn k o et en vstup

A/D převodník – ošetření vstupů

  • Výstupní impedance zdroje měřeného napětí by měla být < 10 k

  • Měřené signály musí vyhovovat Nyquistovu teorému(< fADC / 2)  předřazení anti-aliasingového filtru

  • Doporučení pro návrh HW

    • Analogové cesty by měli být co nejkratší, vedené nadzemní napájecí vrstvou DPS a pokud možno ne blízkodigitálních signálů

    • AVCC by mělo být odděleno od VCC LC filterm

    • Pokud se některé z multiplexovaných vstupů používajíjako digitální výstupy, měl by být software navržen tak,aby se v průběhu převodu stav těchto pinů neměnil


A d p evodn k registry

A/D převodník – registry

  • ADCSRA – Control and Status Register

    • Bit 7 (ADEN) – povolení A/D převodníku

    • Bit 6 (ADSC) – start převodu

    • Bit 5 (ADFR) – volnoběžný režim

    • Bit 4 (ADIF) – příznak dokončeného převodu, je-li povoleno přerušení, shazuje se automaticky při návratu z obslužné rutiny přerušení

    • Bit 3 (ADIE) – příznak, že má dojít k přerušení po dokončení převodu

    • Bit 2:0 – prescaler, dělící poměry: 2, 2, 4, 8, 16, 32, 64,128

  • ADMUX

    • Bit 7:6 (REFS) – volba napěťové reference

    • Bit 5 (ADLAR) – výsledek převodu má být zarovnán vlevo

    • Bit 3:0 (MUX) – volba vstupního kanálu

  • ADCL, ADCH – výsledek převodu


Analogov kompar tor

Analogový komparátor

  • Neinvertující vstup je připojen buď na pin AIN0 nebo na interní referenci (1,3V)

  • Invertující vstup může být připojen buď na pin AIN1 nebo na výstup analogového multiplexeru A/D převodníku (ADC musí být zakázán)

  • Přerušení může být generováno změnou, sestupnou nebo náběžnou hranou na výstupu komparátoru

  • Výstup komparátoru může sloužit jako zdroj zachytávací jednotky čas./čítače 1


Analogov kompar tor registry

Analogový komparátor – registry

  • SFIOR

    • Bit 3 (ACME) – jednička vyřadí A/D převodník a zapojí výstup jeho analogového multiplexeru na invertující vstup komparátoru

  • ACSR (Analog Comparator Control and Status)

    • Bit 7 (ACD) – zakázání komparátoru (snížení spotřeby), po resetu je komparátor povolen. Když se mění stav ACD, měl by být ACIE vynulován, jinak hrozí nežádoucí přerušení v důsledku změny bitu ACD.

    • Bit 6 (ACBG) – připojení bandgap reference k neinvertujícímu vstupu

    • Bit 5 (ACO) – výstup komparátoru

    • Bit 4 (ACI) – indikuje vznik události, která může generovat přerušení, shazuje se hardwarově po opuštění interrupt handleru

    • Bit 3 (ACIE) – povolení přerušení při vzniku události

    • Bit 2 (ACIC) – zavedení výstupu komparátoru do zachytávací jednotky čítače/časovače 1

    • Bit 0:1 (ACIS)


Reset

Reset

  • 4 zdroje resetovacího signálu

  • V registru MCUCSR je informace o příčině posledního resetu

    • Bit 0 (PORF) – Power-on reset

    • Bit1 (EXTRF) – externí signál RESET

    • Bit2 (BORF) – Brown-out reset

    • Bit3 (WDRF) – Watchdog reset


R eset

Reset

  • Externí signál RESET

    • VRST= 0,2÷0,9V

  • Power-on reset

    • VPOT= 1,3÷1,4V


Brown out reset

Brown-out reset

  • Detekce zhoršené kvality napájecího napětí

  • Možnost zvolit jednu ze dvou hladin citlivosti

    • BODLEVEL = 0: VBOT = 4V

    • BODLEVEL = 1: VBOT = 2,6V

  • VBOT+ = VBOT + VHYST/2

  • VBOT- = VBOT – VHYST/2

  • VHYST= 130mV


Watch dog

Watch-dog

  • Ochrana proti „zabloudění“ programu

  • Korektně pracující program vykoná „jednou za čas“ instrukci WDR

  • Není-li instrukce WDR provedena do určité doby, provede se reset

  • Nezávislý interní oscilátor 1 MHz s volitelným předděličem 16k, 32k, 64k, 128k, 256k, 512k, 1024k nebo 2048k  interval 16,3ms ÷ 2,1s

  • 2 úrovně zabezpečení

  • Safety Level 1

    • Watch-dog je po resetu zakázán a spustí ho 1 v bitu WDE v registru WDTCR

    • Vypnutí a změna předěliče se provádí speciální sekvencí

  • Safety Level 2

    • Watch-dog je stále aktivní a nelze ho vypnout

    • Změna předděliče se provádá speciální sekvencí

  • Konfigurační registr WDTCR

    • Bit 4 (WDCE) – ochrana proti nežádoucímu vypnutí watch-dogu

    • Bit 3 (WDE) – povolení funkce watch-dogu

    • Bit 2:1 (WDP) – dělící poměr hodin watch-dog timeru


Watch dog zm nov sekvence

Watch-dog – změnová sekvence

  • Na změnu dělícího poměru hodin watch-dogu nebo na vypnutí (pouze Safety Level 1) je potřeba vykonat speciální sekvenci – ochrana proti nechtěné změně

    1.Jednou instrukcí se do registru WDTCR do bitů WDCE a WDE zapíše 1

    2.Během následujících 4 strojových cyklů je možné zapsat do WDP resp.vynulovat WDE

    WDT_off:WDR; reset WDT

    in r16, WDTCR; Write onces to WDCE and WDE

    ori r16, (1<<WDCE)|(1<<WDE)

    out WDTCR, r16; Turn off WDT

    ldi r16, (0<<WDE)

    out WDTCR, r16

    ret


P ojistky fuses

Pojistky (fuses)

  • Slouží k hardwarové konfiguraci procesoru

    • Výběr oscilátoru

    • Aktivace watch-dog timeru

    • Povolení detektoru brow-out napětí a volba úrovně

    • Konfigurace bootblocku a lockbitů

    • Volba rozběhové doby

    • Nahrazení signálu externího resetu prostým I/O pinem (pozor, bez signálu RESET už nelze programovat sériovým programátorem)

    • Povolení SPI programování

  • Jsou realizovány buňkami EEPROM

  • Nastavit se dají pouze programátorem

  • Zavedená terminologie:

    • Nenaprogramovaná pojistka odpovídá hodnotě 1

    • Naprogramovaná pojistka odpovídá hodnotě 0

    • V programovacích nástrojích obvykle zaškrtnutý checkbox představuje naprogramovanou pojistku, tzn. hodnotu 0


Pojistky v b r oscil toru

Pojistky – výběr oscilátoru

  • Externí krystalový rezonátor

    • 0,4 ÷ 0,9 MHz

    • 0,9 ÷ 3,0 MHz

    • 3,0 ÷ 8,0 MHz

    • 1,0 ÷ 16 MHz

  • Externí nízkofrekvenční krystal (32768 Hz)

  • Externí RC oscilátor

    • 0,1 ÷ 0,9 MHz

    • 0,9 ÷ 3,0 MHz

    • 3,0 ÷ 8,0 MHz

    • 8,0 ÷ 12 MHz

  • Interní kalibrovatelný RC oscilátor

    • 1,0 MHz

    • 2,0 MHz

    • 4,0 MHz

    • 8,0 MHz

  • Externí hodiny


  • Login