Spis treści:
ATtiny2313 to zaawansowany mikrokontroler 8-bitowy, należący do rodziny AVR. Urządzenie jest produkowane przez firmę Microchip, która przejął Atmel. Projekt mikrokontrolera jest oparty na technologii CMOS, dzięki czemu wyróżnia się niskim poborem mocy. Oznacza to, że idealnie nadaje się do rozwiązań mobilnych i bateryjnych aplikacji, gdzie efektywność energetyczna jest kluczowa. Zintegrowana architektura RISC (z ang. Reduced Instruction Set Computer) pozwala na szybkie przetwarzanie danych, ponieważ większość operacji jest wykonywana w jednym cyklu zegara. Co jeszcze warto wiedzieć o ATtiny2313? W jaki sposób jest zbudowany i jakie ma parametry elektryczne?
Podstawowe informacje o mikrokontrolerze ATtiny2313
ATtiny2313 oferuje szereg wbudowanych funkcji peryferyjnych, takich jak timery, interfejsy komunikacyjne (USART, USI), które umożliwiają łatwe połączenie z innymi układami w systemie. Zintegrowane funkcje oszczędzania energii, w tym różne tryby uśpienia, pozwalają na redukcję zużycia energii do minimum. Dzięki temu ATtiny2313 jest nie tylko wydajny, ale również ekonomiczny w zakresie długotrwałego działania na ograniczonych źródłach zasilania.
Budowa mikrokontrolera ATtiny2313
Jednostka centralna w ATtiny2313 to wydajny mikroprocesor oparty na architekturze AVR, która charakteryzuje się prostotą i wysoką efektywnością dzięki wykorzystaniu architektury RISC. CPU zawiera 32 ogólnodostępne rejestry robocze, co umożliwia równoczesne przetwarzanie wielu operacji i instrukcji w jednym cyklu zegara.
- ATtiny2313 jest wyposażony w 2 KB pamięci Flash, która służy jako główna pamięć do przechowywania programu urządzenia. Pamięć Flash można programować wielokrotnie, a programowanie odbywa się w systemie ISP (z ang. In-System Programming). Oznacza to łatwe aktualizacje firmware’u bez potrzeby demontażu mikrokontrolera z aplikacji.
- 128 bajtów pamięci EEPROM w ATtiny2313 pozwala na trwałe przechowywanie danych, które nie zostaną utracone po wyłączeniu zasilania. Jest to szczególnie przydatne do przechowywania konfiguracji urządzenia, parametrów użytkownika lub innych danych, które muszą być zachowane między cyklami zasilania.
- ATtiny2313 dysponuje 128 bajtami pamięci SRAM, która jest wykorzystywana do przechowywania zmiennych i stosu programowego w trakcie działania mikrokontrolera. Pamięć SRAM zapewnia bardzo szybki dostęp do danych. Jest to niezbędne dla realizacji zadań realizowanych w czasie rzeczywistym.
- Mikrokontroler ma dwa timery 16-bitowy i 8-bitowy. Timery mogą być wykorzystywane do pomiaru czasu, generowania sygnałów PWM i realizacji zadań wymagających odmierzania czasu, takich jak czasowe opóźnienia oraz częstotliwość próbkowania.
Pozostałe elementy budowy
- Wewnętrzny kalibrowany oscylator dostarcza stabilne taktowanie dla mikrokontrolera. Możliwość wyboru różnych częstotliwości pozwala na dostosowanie wydajności i zużycia energii do konkretnych potrzeb aplikacji.
- 18 linii wejścia/wyjścia z opcjonalnymi wewnętrznymi rezystorami podciągającymi zapewnia elastyczność w połączeniach z innymi układami i modułami. Te porty I/O mogą być konfigurowane do obsługi różnych funkcji, takich jak wejścia cyfrowe, wyjścia cyfrowe, interfejsy dla czujników, sterowanie urządzeniami wykonawczymi itp.
- Uniwersalny synchroniczny i asynchroniczny nadajnik-odbiornik szeregowy (USART) umożliwia komunikację szeregową ATtiny2313 z innymi mikrokontrolerami, komputerami lub urządzeniami peryferyjnymi.
- Uniwersalny interfejs szeregowy (USI) ułatwia implementację prostych interfejsów komunikacji dwukierunkowej, takich jak SPI, I2C.
Parametry elektryczne mikrokontrolera ATtiny2313
ATtiny2313 działa w zakresie od 2,7 V do 5,5 V, co sprawia, że jest odpowiedni dla szerokiego zakresu zastosowań komercyjnych i przemysłowych.
- Mikrokontroler obsługuje taktowanie od 0 do 4 MHz przy niskim napięciu (1,8 V) oraz do 10 MHz w wyższym zakresie napięć (od 2,7 V do 5,5 V).
- ATtiny2313 może być taktowany z częstotliwością do 10 MHz przy napięciu 2,7 V i aż do 20 MHz przy napięciu od 4,5 V do 5,5 V. Te wartości zapewniają elastyczność w zarządzaniu wydajnością i zużyciem energii.
- Mikrokontroler w trybie aktywnym pobiera 230 µA przy 1 MHz i 1,8 V oraz tylko 20 µA przy 32 kHz.
- W trybie Power-down zużycie spada do mniej niż 0,1 µA przy 1,8 V.
- Ponadto tryb Power-down minimalizuje zużycie energii, zatrzymując oscylator i większość funkcji układu, zachowując jednocześnie zawartość pamięci.
- W trybie Standby oscylator pozostaje aktywny, podczas gdy reszta układu jest uśpiona. Oznacza to możliwość szybkiego wznowienia pracy.
- W trybie oszczędzania energii Idle mikrokontroler zatrzymuje procesor i jednocześnie umożliwia działanie pamięci SRAM, timerów oraz systemu przerwań.
- Programowalna detekcja spadku napięcia (z ang. Brown-out Detection) chroni układ przed nieprawidłową pracą spowodowaną przez zbyt niskie napięcie zasilania.
Zastosowania mikrokontrolera ATtiny2313
Mikrokontroler ATtiny2313 jest wszechstronnym układem o zróżnicowanym zastosowaniu.
- ATtiny2313 jest stosowany w prostych systemach wbudowanych dzięki zdolności do pracy w niskonapięciowych i niskoenergetycznych aplikacjach. Idealnie nadaje się do kontroli urządzeń, takich jak sensory, wyświetlacze LED i inne elementy elektroniczne w urządzeniach codziennego użytku.
- Ze względu na niski koszt i stosunkowo proste programowanie, ATtiny2313 jest popularnym wyborem dla producentów zabawek elektronicznych. Może sterować mechanizmami, efektami świetlnymi i dźwiękowymi w urządzeniach przeznaczonych do zabawy.
- Ponadto mikrokontroler znajduje zastosowanie w inteligentnych urządzeniach domowych, takich jak systemy zarządzania oświetleniem, termostaty i inne sprzęty wspomagające automatykę oraz systemy kontroli.
- ATtiny2313 jest wykorzystywany w systemach alarmowych i monitoringu, gdzie odpowiada za przetwarzanie sygnałów z czujników, zarządzanie alarmami oraz komunikację z centralą alarmową.
Pozostałe zastosowanie mikrokontrolera
Dzięki możliwościom konfiguracji wielu linii wejścia/wyjścia mikrokontroler jest używany do tworzenia interfejsów użytkownika, takich jak klawiatury, panele dotykowe i inne urządzenia wejściowe w sprzęcie elektronicznym. Z kolei w przemyśle ATtiny2313 steruje prostymi maszynai lub może być częścią większych systemów modułowych.
