Mikrokontrolery z rodziny AVR DB oraz DD do pracy w obwodach o różnym poziomie napięć

Jeszcze do niedawna bardzo typowym problemem, z którym borykali się projektanci obwodów elektronicznych, były różne standardy napięć zasilających mikrokontroler (np. 3,3 V) i układy peryferyjne (np. 5 V). Aby działanie było możliwe, konieczne było stosowanie translatorów poziomów, co komplikowało konstrukcję. Ale to już przeszłość.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Firma Microchip, znana z szerokiego portfolio 8-bitowych mikrokontrolerów z rodzin PIC i AVR, nieustannie rozwija ich ofertę. Nowo opracowane układy łączą w sobie najlepsze cechy obydwu grup produktowych, oferując projektantom urządzeń elektronicznych szerokie możliwości i ułatwiając budowę jeszcze bardziej zintegrowanych obwodów. Tak właśnie jest w przypadku energooszczędnych, 8-bitowych mikrokontrolerów z rodzin AVR DD/DB. Zawierają wyjątkowy zestaw peryferiów pracujących niezależnie od rdzenia (CIP, Core Independent Peripherals), służących przede wszystkim wydajnemu przetwarzaniu sygnałów analogowych. Zapewniają też bezpieczne funkcjonowanie aplikacji zgodnie z normami IEC61508 oraz ISO26262. Dzięki nim mikrokontrolery AVR DD/DB idealnie odpowiadają potrzebom mniej skomplikowanych aplikacji. Mogą też służyć jako układy pomocnicze towarzyszące w bardziej złożonych projektach.

Prezentowane mikrokontrolery zaprojektowano, aby przyspieszyć etap projektowania. W tym celu producent zintegrował szereg peryferiów, które dawniej musiały być obsługiwane przez układy zewnętrzne i rozszerzył znacząco zakres dostępnych obudów od DIP, aż po VQFN 5×5 mm z maksymalnie 64 pinami, co ułatwia aplikację.

Jednostki te są taktowane zegarem 24 MHz i mają do 128 kB pamięci Flash na kod programu, 16 kB SRAM i 512 bajtów EEPROM. Na zewnątrz wyprowadzono linie GPIO, interfejsy SPI, I²C, UART. Do dyspozycji jest zegar czasu rzeczywistego, liczniki/timery służące m.in. do generowania PWM, komparator analogowy, źródło napięcia odniesienia o kilku wartościach. W układzie znalazł się także przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC) oraz zaawansowany watchdog. Inne peryferia działające niezależnie od rdzenia (CIP) omówiono bardziej szczegółowo w dalszej części tekstu.

MVIO

MVIO (Multi-Voltage Input/Output) to konfigurowalny zintegrowany translator napięcia poziomów logicznych (level shifter). Dzięki niemu część wyprowadzeń mikrokontrolera może być zasilana ze źródła o innej wartości napięcia niż to, z którego zasilany jest rdzeń jednostki. Takie rozwiązanie ogromnie ułatwia aplikację mikrokontrolera i pozwala mu na bezpieczną komunikację z układami wykorzystując inne poziomy logiczne (np. 5 V przy zasilaniu 3,3 V). Nie ma potrzeby sięgania po zewnętrzne translatory.

System MVIO działa z pojedynczymi liniami cyfrowymi i magistralami komunikacyjnymi (np. SPI, I²C) czy wbudowanym PWM. Jeżeli wartość napięcia zasilającego MVIO (VDDIO2) obniży się poniżej zadanego progu, możliwe jest wygenerowanie przerwania, co pozwala na monitorowanie stanu urządzenia. MVIO akceptuje napięcia z zakresu od 1,6 V do 5,5 V DC. W przypadku całkowitego braku zasilania na linii VDDIO2, piny MVIO pracują jako wejścia/wyjścia trójstanowe. Działanie MVIO konfiguruje się w środowisku programistycznym MPLAB X oraz Atmel Studio 7.

Zestawy uruchomieniowe

Dla wygody projektantów przygotowano zestawy uruchomieniowe w formacie niewielkich płytek PCB z montażem bocznym lub kołkowym. W TME są dwie takie płytki: EV72Y42 z mikrokontrolerem AVR64DD32 oraz EV35L43A z AVR128DB48. Obydwie należą do rodziny Curiosity Nano i mają zbliżoną konstrukcję. Do komunikacji z komputerem PC oraz jako główne źródło służy port Micro USB. Są kontrolki LED, kwarc zegara taktującego rdzeń oraz RTC i przycisk. Do testowania MVIO na płytkach umieszczono osobne wyprowadzenia dla linii napięcia zasilania.

 
Fot. 1. Mikrokontrolery AVR DB i DD

CFD

 
Fot. 2. Zestaw uruchomieniowy EV72Y42A

CFD (Clock Failure Detect) to blok ważny z punktu zapewnienia bezpieczeństwa funkcjonowania aplikacji. Jest to obwód nadzorujący obecność sygnału taktującego pochodzącego z zewnętrznego oscylatora (generatora kwarcowego). W przypadku, gdy sygnał zaniknie, mikrokontroler automatycznie przełączy się na źródło wewnętrzne. Jednocześnie zostanie wywołane przerwanie, które może zostać użyte w celu przejścia do trybu awaryjnego, zapewniającego bezpieczne, nieprzerwane działanie obwodu.

EVSYS

EVSYS (Event System) to system pozwalający zintegrowanym urządzeniom peryferyjnym na bezpośrednie przesyłanie sygnałów z obwodu do obwodu peryferyjnego z pominięciem udziału rdzenia. Poprawia to czas reakcji i zmniejsza zużycie energii, umożliwiając jednocześnie realizację bardziej złożonych zadań, gdyż rdzeń CPU nie jest obciążany nieustanną obsługą prostych, cyklicznych operacji (np. warunkowych, dokonywanych w celu monitorowania portów I/O).

CCL

Blok CCL (Custom Logic) występuje jedynie w AVR DD. Jest to zestaw programowalnych bramek logicznych i przerzutników. Dzięki możliwości konfiguracji połączeń ich wejścia i wyjścia mogą być dołączone do fizycznych wyprowadzeń (pinów) mikrokontrolera. Alternatywnie, konstrukcja pozwala na bezpośrednie połączenie CCL ze zintegrowanymi w układzie peryferiami, jak również odczytywanie przez program mikrokontrolera stanów wyjściowych CCL (chociaż samo działanie pozostaje niezależne od rdzenia). W wielu przypadkach pozwoli to wyeliminować zewnętrzne układy logiczne, a co za tym idzie, zminimalizować koszt i zajętość PCB.

Zintegrowany wzmacniacz operacyjny

Trzy wzmacniacze operacyjne są dostępne w układach AVRDB. Pozwalają zrealizować kondycjonowanie sygnału analogowego i inne obwody pomocnicze.

Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC)

układy mają zintegrowany 12-bitowy przetwornik ADC o częstotliwości próbkowania 130 ksps. Dla niego przewidziano też źródło napięcia odniesienia: 1,024 V, 2,048 V, 2,500 V oraz 4,096 V. W połączeniu z wymienionymi wyżej peryferiami, takimi jak EVSYS oraz wewnętrznym komparatorem, przetwornik ADC pozwala na błyskawiczną, efektywną i precyzyjną obróbkę sygnałów analogowych.

 

Transfer Multisort Elektronik
https://www.tme.eu

Więcej na www.tme.eu
Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Mikrokontrolery i IoT
Astute Group globalnym dystrybutorem układów pamięci i mikrokontrolerów Puya Semiconductor
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Komunikacja
FactoryTalk OptixEdge – zaawansowana brama brzegowa do integracji systemów IT i OT
Zasilanie
Zaawansowane konwertery zasilające z opcją pracy równoległej
Pomiary
WAVE-TEST: od mierników pól elektromagnetycznych po analizatory RF
Zasilanie
Zasilacze AC dużej mocy GENESYS - znakomite parametry i szerokie spektrum zastosowań
Projektowanie i badania
GoldenLion - nowy komputer przemysłowy firmy Amtek
Zasilanie
Elastyczne i niezawodne zasilanie awaryjne: moduł DC-UPS serii DUSH firmy TDK-Lambda w ofercie Amtek
Zobacz więcej z tagiem: Mikrokontrolery i IoT
Gospodarka
Raspberry Pi zwiększa przychody o 90% dzięki klientom przemysłowym
Technika
Watchdog - przegląd konfiguracji
Technika
Czy każde urządzenie AI musi być połączone z chmurą?

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów