Выбор и описание микроконтроллера
Контроллер – электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима длительной работы контроллера, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, выступает его автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека и являются устройствами реального времени.
В системах управления технологическими объектами логические команды преобладают над числовыми операциями, что позволяет при сравнительной простоте микроконтроллера (шины шириной 8 или 16 разрядов), получить мощные системы, действующие в режиме реального времени. В современных контроллер числовые операции реализуются наравне с логическими. В то же время, в отличие от большинства процессоров компьютеров, в контроллер обеспечивается доступ к отдельным битам памяти [8].
Из-за простоты схемы в качестве контроллера будет использоваться микроконтроллер Atmega8.
8-разрядные микроконтроллеры с 8 Кбайтамивнутрисистемно программируемой Flash памяти.
Отличительные особенности:
8-разрядный высокопроизводительный AVR микроконтроллер с малым потреблением.
Прогрессивная RISC архитектура 130 высокопроизводительных команд, большинство команд выполняется за один тактовый цикл.
32 8-разрядных рабочих регистра общего назначения.
Встроенный 2-цикловый перемножитель.
Энергонезависимая память программ и данных8 Кбайт внутрисистемно программируемой Flash памяти (In-SystemSelf-ProgrammableFlash). Обеспечивает 1000 циклов стирания/записи.
Дополнительный сектор загрузочных кодов с независимыми битами блокировки обеспечивает режим одновременного чтения/записи (Read-While-Write) 512 байт EEPROM обеспечивает 100000 циклов стирания/записи.
1 Кбайт встроенной SRAM программируемая блокировка, обеспечивающая защиту программных средств пользователя.
Встроенная периферия:
Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предварительным делителем, один с режимом сравнения.
Один 16-разрядный таймер/счетчик с отдельным предварительным делителем и режимами захвата и сравнения.
Счетчик реального времени с отдельным генератором Три канала PWM.
8-канальный аналого-цифровой преобразователь (в корпусах TQFP и MLF).
Байт-ориентированный 2-проводный последовательный интерфейс.
Программируемый последовательный USART Последовательный интерфейс SPI (ведущий/ведомый).
Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором.
Встроенный аналоговый компаратор.
Выводы I/O и корпуса 23 программируемые линии ввода/вывода 28-выводной корпус PDIP, 32-выводной корпус TQFP и 32-выводной корпус MLF.
Рабочие напряжения 2,7 - 5,5 В (ATmega8L) 4,5 - 5,5 В (ATmega8).
Рабочая частота 0 - 8 МГц (ATmega8L) 0 - 16 МГц (ATmega8).
Рисунок 2.6 – Схематичное представление
микросхемы Atmega8
Порты ввода-вывода также могут выполнять специальные функции для различных устройств ввода-вывода:
Port A (PA7 – PA0) может использоваться как восьми разрядный аналоговый вход для АЦП. В этом случае AVCC - является контактом питания АЦП. Если АЦП не используется, то этот вывод должен быть соединен с источником питания напрямую, а в случае использования АЦП, подключение к источнику питания осуществляется через НЧ фильтр. AREF – опорное напряжение АЦП;
Port B может использовать:
PB0(T0) и PB1(T1) - два входа таймеров.
PB2(AIN0) и PB3(AIN1) - два входа аналоговых компараторов.
PB4(SS), PB5(MOSI), PB6(MISO), PB7(SCK) – выводы для подключения интерфейса SPI.
Port C может использовать:
PC0(SCL), PC1(SDA) – выводы интерфейса I2C.
PC5(TDI), PC4(TDO), PC3(TMS), PC2(TCK) – выводы для подключения интерфейса JTAG.
Port D может использовать:
PD0(RXD), PD1(TXD) - выводы интерфейса UART (RS232).
PD2(INT0), PD3(INT1) - два входа внешних прерываний.
Специальные выводы микроконтроллера Atmega16:
RESET – вывод сброса c активным низким уровнем напряжения.
XTAL1 – вход для подключения кварцевого резонатора.
XTAL2 – выход для подключения кварцевого резонатора.
VCC и GND – подключение источника питания и общего провода