Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vestavné mikropočítačové systémy 4. Týden – Atmel AVR A/D převodník, analogový komparátor, reset, watch-dog a pojistky.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vestavné mikropočítačové systémy 4. Týden – Atmel AVR A/D převodník, analogový komparátor, reset, watch-dog a pojistky."— Transkript prezentace:

1 Vestavné mikropočítačové systémy 4. Týden – Atmel AVR A/D převodník, analogový komparátor, reset, watch-dog a pojistky

2 A/D převodník 10-bitové rozlišení – 0x000 ~ 0V, 0x3FF ~ V REF 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 programu a dále neuvažovat 8 multiplexovaných vstupů analogového signálu (dle typu a pouzdra nemusí být fyzicky vyvedeno všech 8) Volitelné referenční napětí –AV CC (od V CC by mělo být odděleno filtrem typu dolní propust) –Interní napěťová reference 2,56V –Externí v rozsahu 0V ÷ V CC 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

3 A/D převodník – blokové schéma 10-bit DAC Bandgap reference ADC0  ADC7 Internal 2,56V reference AVCC AREF Conversion logic Prescaler Input MUX ADC[9:0] ADMUX[3:0] ADMUX[6] (REFS0) ADMUX[7] (REFS1) ADCSRA[2:0] ADMUX[5] (ADLAR) ADCSRA[7:3] (ADEN,ADSC, ADFR,ADIF, ADIE)

4 A/D převodník – ošetření vstupů Výstupní impedance zdroje měřeného napětí by měla být < 10 k  Měřené signály musí vyhovovat Nyquistovu teorému (< f ADC / 2)  předřazení anti-aliasingového filtru Doporučení pro návrh HW –Analogové cesty by měli být co nejkratší, vedené nad zemní napájecí vrstvou DPS a pokud možno ne blízko digitálních signálů –AV CC by mělo být odděleno od V CC LC filterm –Pokud se některé z multiplexovaných vstupů používají jako digitální výstupy, měl by být software navržen tak, aby se v průběhu převodu stav těchto pinů neměnil

5 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 REFSZvolená napěťová reference 00AREF – externí zdroj referenčního napětí 01AVCC s externím kapacitorem na pinu AREF 10Nepoužitá kombinace 11Interní reference 2,56V s externím kapacitorem na pinu AREF MUXVstup 0000ADC0 0001ADC1 0010ADC2 0011ADC3 0100ADC4 0101ADC5 0110ADC6 0111ADC  1101 Nepoužito 11101,23V (bandgap) 11110V (GND)

6 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

7 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) ACISRežim generování událostí 00Přerušení při změně hodnoty výstupu 01Nepoužitá kombinace 10Přerušení při sestupné hraně na výstupu 11Přerušení při vzestupné hraně na výstupu

8 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

9 Reset Power-on reset –V POT = 1,3÷1,4V Externí signál RESET –V RST = 0,2÷0,9V

10 Brown-out reset Detekce zhoršené kvality napájecího napětí Možnost zvolit jednu ze dvou hladin citlivosti –BODLEVEL = 0: V BOT = 4V –BODLEVEL = 1: V BOT = 2,6V V BOT+ = V BOT + V HYST /2 V BOT- = V BOT – V HYST /2 V HYST = 130mV

11 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

12 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<

13 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

14 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


Stáhnout ppt "Vestavné mikropočítačové systémy 4. Týden – Atmel AVR A/D převodník, analogový komparátor, reset, watch-dog a pojistky."

Podobné prezentace


Reklamy Google