10. Микроконтроллер Atmega и его внешние подключения.
Контроллером в технике регулирования считается управляющее устройство, осуществляющее регулирующие и контролирующие функции в системе. Как правило это вычилительная машина. С развитием технологий различные компоненты этой машины, такие как процессорное ядро, различные виды памяти, АЦП, таймеры и др. становились миниатюрнее и стало возможным включать их в одну интегральную микросхему или их малый набор. Микроконтроллер – контр., реализованный на одном кристалле.
AVR микроконтроллеры фирмы Atmel имеют улучшенную RISС архитектуру.
Микроконтроллер состоит из трех элементов: процессорного ядра, памяти и набора функциональных блоков различного назначения, связанных системными шинами.
Процессорное ядро является основой микроконтроллера. Оно выполняет все арифметические операции, управляет работой всех остальных элементов системы.
В памяти хранится программа работы микроконтроллера, исходные данные и все промежуточные результаты вычислений.
Функциональные блоки обеспечивают связь микроконтроллера с внешним миром. Для процессорного ядра любой функ. блок представляется в виде одного или нескольких регистров. Каждый регистр имеет свой оригинальный адрес.
Внешние подключения условно можно разделить на выводы питания и информационные выводы. Информационные выводы включают в себя 4 порта ввода-вывода, выводы подключения кварцевого резонатора, вывод сброса. Контакты портов ввода-вывода могут быть использованы в качестве параллельных портов либо другими функциональными блоками, контакты которых объединены с контактами портов. Все выводы портов имеют индивидуальные подтягивающие резисторы. Для подключения этих резисторов с регистре SFIOR предусмотрен бит PUD.
Для повышения стабильности используется внешний тактовый генератор. Схема подключении приведена на рисунке.
Емкость С=13,,43пФ. Для выбора синхронизации используются биты CRSEL0-3.
12. Сторожевой таймер
Сторожевой таймер синхронизирован от отдельного внутреннего генератора на кристалле, работающего с частотой 1МГц (при напряжении питания 5В). Задержка сброса устанавливается с помощью предделителя (Prescaler). Настройка предделителя осуществляется установкой или сбросом битов WDP0…WDP2 регистра управления сторожевым таймером WDTCR. По истечении установленного времени задержки сторожевой таймер подает сигнал сброса на микроконтроллер.
Интервалы задержки сторожевого таймера
WDP2 |
WDP1 |
WDP0 |
Количество циклов |
Задержка сброса |
0 |
0 |
0 |
16К |
15ms |
0 |
0 |
1 |
32К |
30ms |
0 |
1 |
0 |
64К |
60ms |
0 |
1 |
1 |
128К |
0,12s |
1 |
0 |
0 |
256К |
0,24s |
1 |
0 |
1 |
512К |
0,49s |
1 |
1 |
0 |
1,024К |
0,97s |
1 |
1 |
1 |
2,048К |
1,9s |
Сброс может быть предотвращен инструкцией wdr.
Бит WDE в регистре WDTCR позволяет подключить или отключить сторожевой таймер. При разрешении работы сторожевого таймера его состояние не определено и прежде, чем разрешать его включение, необходимо выполнить инструкцию wdr. В ином случае контроллер может быть сброшен прежде, чем будет выполнена команда wdr, прописанная после разрешения. Для предотвращения случайных ошибок запрет сторожевого таймера должен оформляться специальной процедурой выключения.