3. Типовые структурно-архитектурные решения портов микроконтроллеров общего назначения.
Порт в МК -
это 8 ножек или линий ввода-вывода
(выводов МК или IO или I-O или I/O) имеющие
индивидуальные номера от 0 до 7 и общую
букву A, B, C, D, ... отличающую этот порт от
других.
1) totempole – двунаправленный порт с третьим состоянием
«1» - от 2/3Uпит
«0» - от 1/3Uпит
Вторая микросхема – триггер Шмидта (логический повторитель с повышенной защищенностью)
УМКAVR значение DIR хранится в DDT( datadirection register)
Общая схема третьего состояния:
Если D=0, ключи 1 и 4 будут разомкнуты и выход будет «оторван», т.е. ток не будет идти. Это и есть высокоимпедансное третье состояние.
2) totem pole with pull-down
3) totempolewithpull-up (по аналогии с предыдущим рисунком)
4) Порт с фиксацией на входе
5) wired and with optional pull up – доминантный уровень на шине 0.
6) wired or with optional pull-down – доминантный уровень на шине 0
4. Типовые структурно-архитектурные решения системы синхронизации микроконтроллеров общего назначения. Энергосберегающие режимы работы.
Рис. 1Упрощенное устройство синхронизации МК семейства ATmega
Выбор источника сигнала осуществляется битами CLKSEL3..0.
1) Тактовый
генератор с внешним резонатором Резонатор
подключается к выводам 
XTAL1 и XTAL2 микроконтроллеров, как показано на Рис. 2. Эти выводы являются соответственно входом и выходом инвертирующего усилителя тактового генератора. Обязательно наличие конденсаторов, чтобы погасить неосновные гармоники.
2) Низкочастотный кварцевый генератор.
Режим предназначен для использования кварцевого резонатора на частоту «часового кварца» 32768 Гц. Как и все внешние резонаторы, он подключается к выводам XTAL1 и XTAL2 микроконтроллеров. В этом режиме большинство микроконтроллеров позволяют подключить между выводами резонатора и общим проводом
внутренние конденсаторы. При этом надобность во внешних конденсаторах естественно отпадает.
3) Внешний сигнал синхронизации.
Сигнал от
внешнего источника подается на вывод
XTAL1, вывод XTAL2 остается не подключенным,
вывод GNDзаземлен.
Разумеется, этот сигнал должен
удовлетворять требованиям микроконтроллера
по частоте, скважности и уровням
напряжения.
4) Внешняя RС-цепочка.
При реализации приложений, не требующих высокой временной точности, можно использовать простейшийRС-генератор. При этом внешняяRС-цепочка подключается к выводу XTAL1, как показано на Рис.3.
Внешний конденсатор в этих моделях можно исключить, задействовав внутренний емкостью 36 пФ. Как и в случае кварцевого генератора, при использовании внешнейRС-цепочки тактовый генератор может работать в четырех различных режимах, каждый из которых предназначен для определенного диапазона частот.
5) Встроенный генератор с внутреннейRС-цепочкой.
У ATmegal61x такого нет. Использование внутреннего RС-генератора является наиболее экономичным решением, т. к. при этом не требуются никакие внешние компоненты (обычно у внутреннегоRCгенератора частота около 1МГц).
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ
Различные модели микроконтроллеров семейства поддерживают 3...6 режимов пониженного энергопотребления. Режимы отличаются числом периферийных устройств микроконтроллера, функционирующих в «спящем» режиме и степенью уменьшения энергопотребления.
1) Idle(ждущий режим). В режиме Idle прекращается формирование тактовых сигналов clkСPUи clkFLASH. При этом ЦПУ микроконтроллера останавливается, а все остальные периферийные устройства (интерфейсные модули, таймеры/счетчики, аналоговый компаратор, АЦП, сторожевой таймер), а также подсистема прерываний продолжают функционировать. Поэтому выход из режима Idle возможен как по внешнему, так и по внутреннему прерыванию. Если разрешена работа АЦП, то преобразование начнет выполняться сразу же после перехода в этот «спящий» режим. Основным преимуществом режима Idle является быстрая реакция на события, приводящие к «пробуждению» микроконтроллера.
2) ADCNoiseReduction (режим снижения шумов АЦП). Данный режим имеется только в моделях, содержащих в своем составе модуль АЦП. В этом режиме прекращает работу ЦПУ микроконтроллера и подсистема ввода/вывода, а АЦП, подсистема обработки внешних прерываний, сторожевой таймер и блок сравнения адреса модуля TWI продолжают функционировать. За счет этого уменьшаются помехи на входах АЦП, вызываемые работой системы ввода/вывода микроконтроллера, что, в свою очередь, позволяет повысить точность преобразования.
3) В режиме PowerDownотключаются все внутренние тактовые сигналы, соответственно прекращается функционирование всех систем микроконтроллера, работающих в синхронном режиме. Единственными узлами, продолжающими работать в этом режиме, являются асинхронные модули микроконтроллера: сторожевой таймер (если он включен), подсистема обработки внешних прерываний и блок сравнения адреса модуля TWI.
4) PowerSave(экономичный режим). Этот режим идентичен режиму PowerDown, за одним исключением: если таймер/счетчик микроконтроллера, поддерживающий работу в асинхронном режиме, сконфигурирован для работы в этом режиме, то он будет работать во время «сна» микроконтроллера.
5) Standby(режим ожидания). Этот режим доступен только при использовании генератора с внешним резонатором в качестве источника тактового сигнала. Режим Standby полностью идентичен режиму PowerDown, за исключением того что тактовый генератор продолжает функционировать.
6) ExtendedStandby(расширенный режим ожидания). Как и режим Standby, этот режим доступен только при использовании генератора с внешним резонатором. Режим Standby полностью идентичен режиму PowerSave, за исключением того что тактовый генератор продолжает функционировать.