МикроконтроллерATtiny13
ATATtiny13 –низкопотребляющий 8 битный КМОП микроконтроллер с AVR RISC архитектурой. Выполняя команды за один цикл, Attiny13 достигает производительности 1 MIPS при частоте задающего генератора 1 МГц, что позволяет разработчику оптимизировать отношение потребления к производительности.
AVR ядро объединяет богатую систему команд и 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32 регистра непосредственно связаны с арифметико-логическим устройством (АЛУ), что позволяет получить доступ к двум независимым регистрам при выполнении одной команды. В результате эта архитектура позволяет обеспечить в десятки раз большую производительность, чем стандартная CISC архитектура.
Attiny13 имеет следующие характеристики: 1 КБ внутрисистемно программируемой Flash память программы, 64 байтную EEPROM память данных, 64 байтное SRAM (статическое ОЗУ), 6 линий ввода– вывода общего применения, 32 рабочих регистра общего назначения, 8 битный таймер/счетчик со схемой сравнения, внутренние и внешние источники прерывания, 4 канальный 10 битный АЦП, программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором и три программно инициализируемых режима пониженного потребления. В режиме Idle останавливается ядро, но ОЗУ, таймер/счетчик, АЦП, аналоговый компаратор и система прерываний продолжают функционировать. В режиме Power-down регистры сохраняют свое значение, но генератор останавливается, блокируя все функции прибора до следующего прерывания или аппаратного сброса. В режиме ADC NoiseReduction останавливается вычислительное ядро и все модули ввода-вывода за исключением АЦП, что позволяет минимизировать шумы при выполнении преобразования.
Прибор изготовлен по высокоплотной энергонезависимой технологии изготовления памяти компании Atmel. Встроенная ISP Flash позволяет перепрограммировать память программы в системе через последовательный SPI интерфейс программой-загрузчиком, выполняемой в AVR ядре, или обычным программатором энергонезависимой памяти.
Attiny13 поддерживается различными программными средствами и интегрированными средствами разработки, такими как компиляторы C, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисхемные эмуляторы и ознакомительные наборы. Расположение выводов Attiny13 изображены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Расположение выводов Attiny13
Блок-схема микроконтроллера Attiny13 расположена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Блок-схема Attiny13
ATTiny13 просто незаменим для обработки сигналов с датчиков, для применения в компактных устройствах и устройствах не требующих сложных вычислений и большой функциональности.
2 Описание устройства
Крайне важно следить за тем, чтобы аккумулятор был всегда в заряженном и исправном состоянии. Для этого как раз и необходим тестер уровня заряда аккумулятора.
В данной курсовой работе разрабоан тестер уровня заряда двенадцати вольтовых аккумуляторов. В качестве индикаторного устройства для визуального контроля уровня заряда используются три светодиода разных цветов: зелёный, жёлтый и красный. Так же, для дополнительной индикации разряженного аккумулятора принято исспользовать магающий красный светодиод.
В основу принципа индикации степени разряженности аккамулятора легло изменение его напряжения на разлиных уровнях заряда аккамулятора. Так например в 12 вольтовом аккамуляторе Напряжение изменяется от максимального 14,4В, до минимального 11,6 В. На основе этого принципа и работает данное устройство.
При достижении определенного значения напряжения на аккумуляторе, загорается определенный светодиод (тухнет, если напряжение уменьшается). Если напряжение упало до 11.8 вольт, загорается последний светодиод D3 (остается гореть из всех трех), а если же напряжение опустится ниже чем 11.8-11.6 то данный же светодиод (D3) начнет мигать, оповещая о критически низком напряжении на аккамуляторной батареи.
Цвет индикации светодиодов следующий: 1Три светодиода – заряд полный; 2 Жёлтый красны светодиоды – разряжен на половину; 3 Красный светодиод – разряжен не полностью; 4 Мигающий красный светодиод говорит о том, что аккумулятор
нужно срочно зарядить.
В качестве управляющего устройства используется Attiny13A, у него есть десяти битный АЦП. Так же необходимо рассчитать делитель напряжения, поскольку нам нужно контролировать напряжение от максимума 14.4В до максимума на входе микроконтроллера 5 В.
В ходе подсчётов выяснилось, что для делителя напряжения необходимо исспользовать резисторы: R1 – номиналом 10кОм; и R2 – номиналом 5кОм. Так же при такой конфигурации устройство потребляет минимальный ток.