Spis treści:
- 1 Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – charakterystyka ogólna i zakres zastosowań
- 2 Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – opis wyprowadzeń i ich funkcje
- 3 Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – specyfikacja techniczna
- 4 Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – podsumowanie
- 5 Mikrokontrolery AVR – FAQ
W konstrukcji pewnych urządzeń elektronicznych wykorzystuje się z elementy półprzewodnikowe, które w wielu przypadkach zastąpiły awaryjne elementy mechaniczne. Ograniczenie liczby części ruchomych tylko do niezbędnego minimum bardzo korzystnie wpłynęło na niezawodność maszyn i urządzeń, które w całości bądź częściowo są zbudowane w oparciu o układy elektroniczne.
Przykładowo w motoryzacji elementy wchodzące w skład osprzętu silników, takie jak układ wtryskowy i aparat zapłonowy, były zbudowane z dużej ilości elementów ruchomych, przez co były awaryjne i wymagały okresowej regulacji. Wraz z rozwojem elektroniki, w tym techniki mikroprocesorowej, od lat 90. XX wieku w większości pojazdów mechanicznych produkowanych seryjnie wprowadzono zintegrowane układy wtryskowo-zapłonowe z wbudowanym komputerem sterującym pracą silnika w czasie rzeczywistym. ‘
Takie rozwiązanie jest jednym z przykładowych systemów wbudowanych na podobnej zasadzie co sterowniki ogrzewania budynków, systemy monitoringowo-alarmowe, przyrządy pomiarowe i wiele innych. W takich systemach kluczową rolę odgrywa ich budowa sprzętowa, której serce zwykle stanowi mikrokontroler – niewielki, programowalny układ scalony z wbudowaną pamięcią i systemem wejść i wyjść, za pomocą którego system odbiera i wysyła niezbędne sygnały do urządzeń peryferyjnych, z którymi współpracuje. Do jednych z najbardziej popularnych układów tego typu zaliczane są mikrokontrolery AVR.
W tym artykule przedstawiamy specyfikację techniczną mikrokontrolerów ATmega8A-PU oraz ATmega328-PU w obudowie DIP do montażu przewlekanego, a także wskazujemy różnice występujące pomiędzy tymi układami oraz możliwości ich zastosowań.
Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – charakterystyka ogólna i zakres zastosowań
Układy ATmega8A-PU oraz ATmega328-PU są 8-bitowymi mikrokontrolerami jednoukładowymi AVR zaprojektowanymi na bazie architektury RISC. W odróżnieniu od procesorów, które znamy m.in. z pełnowymiarowych komputerów klasy PC czy współcześnie produkowanych telefonów komórkowych, mikrokontrolery mają układy pamięci wbudowane w swoją strukturę, a ich zestaw instrukcji zredukowany jest do niezbędnego minimum, dzięki czemu znajdują zastosowanie w zróżnicowanych aplikacjach systemów wbudowanych mających za zadanie wykonywać ściśle ograniczony zakres zadań.
Mikrokontrolery ATmega8A-PU i ATmega328-PU odznaczają się niskim poborem energii, dzięki czemu z powodzeniem można wykorzystać ich możliwości w urządzeniach zasilanych bezprzewodowo. Są wyposażone także w praktyczny zestaw programowalnych portów wejścia/wyjścia, który umożliwia komunikację z urządzeniami współpracującymi. Ze względu na prostą konstrukcję i przystępną obsługę te układy scalone stanowią rdzeń płytek Arduino, na których wiele osób stawia pierwsze kroki w programowaniu, a ci bardziej zaawansowani – używają Arduino jako bazy do prototypowania i testowania funkcjonalności wszelakich aplikacji elektronicznych.
Aby mikrokontroler AVR ATmega mógł być uruchomiony na platformie Arduino, należy wgrać do jego pamięci FLASH plik bootloadera – programu rozruchowego. Standardowo, aby zaprogramować mikrokontroler AVR, niezbędny jest programator USB-ISP, za pomocą którego mikrokontroler komunikuje się z komputerem. Mikrokontrolery ATmega mają bardzo szeroki zakres zastosowań obejmujący m.in. automatykę przemysłową, układy sterowania i regulacji, interfejsy i panele sterowania, układy przetwarzania sygnałów cyfrowych i analogowych i wiele innych. Wykorzystując mikrokontrolery ATmega AVR, możesz zbudować takie urządzenia jak sterowniki silników elektrycznych i oświetlenia, wyświetlacze alfanumeryczne, gry elektroniczne, systemy komunikacji, a także efekty elektroakustyczne.
Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – opis wyprowadzeń i ich funkcje
Oznaczenia i funkcje wyprowadzeń mikrokontrolerów ATmega8A-PU DIP i ATmega328-PU:
1 – PC6 RESET – podanie impulsu stanu niskiego o czasie krótszym niż pojedynczy cykl zegarowy powoduje wyłączenie i ponowne uruchomienie mikrokontrolera.
2 – PD0 RX – kanał odbiorczy interfejsu USART.
3 – PD1 TX – kanał nadawczy interfejsu USART.
4 – PD2 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
5 – PD3 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
6 – PD4 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
7 – VCC Wejście napięcia zasilania.
8 – GND Masa.
9 – XTAL1 Wejście zegara taktującego.
10 – XTAL2 Wyjście zegara taktującego.
11 – PD5 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
12 – PD6 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
13 – PD7 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
14 – PB0 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
15 – PB1 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
16 – PB2 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
17 – PB3 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
18 – PB4 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
19 – PB5 Pin dwustanowy typu wejście/wyjście.
20 – AVCC Wejście napięcia zasilania dla przetwornika ADC.
21 – AREF Wejście napięcia odniesienia.
22 – GND Masa.
23 – PC0 Wejście analogowe.
24 – PC1 Wejście analogowe.
25 – PC2 Wejście analogowe.
26 – PC3 Wejście analogowe.
27 – PC4 Wejście analogowe.
28 – PC5 Wejście analogowe.
Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – specyfikacja techniczna
Specyfikacja techniczna mikrokontrolerów AVR ATmega8A-PU i ATmega328-PU
| Typ mikrokontrolera | ATmega8A-PU | ATmega328-PU |
| Architektura | 8-bitowa architektura RISC | 8-bitowa architektura RISC |
| Obudowa – Liczba wyprowadzeń | DIP-28 | DIP-28 |
| Napięcie zasilania | 1,8V – 5,5V | 2,7V – 5,5V |
| Zakres temperatury roboczej | -40°C – 85°C | -40°C – 85°C |
| Liczba rejestrów | 32 8-bitowe | 32 8-bitowe |
| Pamięć FLASH | 8192B | 32768B |
| Pamięć FLASH – liczba cykli zapisu | 10000 | 10000 |
| Pamięć RAM | 1024B | 2048kB |
| Pamięć EEPROM | 512B | 1024B |
| Pamięć EEPROM – liczba cykli zapisu | 100000 | 100000 |
| Częstotliwość zegara taktującego | 16MHz | 20MHz |
| Przetwornik ADC – rozdzielczość | 10-bitowa | 10-bitowa |
| Przetwornik ADC – liczba kanałów | 6 | 6 |
| Liczba kanałów PWM | 3 | 6 |
| Liczba timerów 8-bitowych | 2 | 2 |
| Liczba timerów 16-bitowych | 1 | 1 |
| Liczba komparatorów | 1 | 1 |
| Liczba portów wejścia/wyjścia | 23 | 23 |
| Komunikacja – interfejs SPI | Tak | Tak |
| Komunikacja – interfejs I2C | Tak | Tak |
| Komunikacja – interfejs USART | Tak | Tak |
| Zabezpieczenie BOD | Tak | Tak |
| Watchdog Timer | Tak | Tak |
| Częstotliwość zegara taktującego | 16MHz | 20MHz |
| Przetwornik ADC – rozdzielczość | 10-bitowa | 10-bitowa |
| Przetwornik ADC – liczba kanałów | 6 | 6 |
| Liczba kanałów PWM | 3 | 6 |
Mikrokontrolery
Mikrokontrolery AVR – ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP – podsumowanie
Z przedstawionych w niniejszym artykule parametrów technicznych wynika, że mikrokontrolery ATmega8A-PU DIP i ATmega328P-U DIP są do siebie bardzo zbliżone pod kątem budowy możliwości sprzętowych, choćby ze względu na taki sam układ wyprowadzeń oraz ich funkcje.
Jeśli nasza aplikacja obsługuje dużą ilość urządzeń peryferyjnych, wówczas różnice sprzętowe przeważają na korzyść układu ATmega328-PU, który choć pobiera trochę więcej energii ze źródła zasilania niż ATmega8A-PU, to oferuje większą częstotliwość zegara taktującego (co przekłada się na efektywniejsze wykonywanie złożonych zestawów instrukcji zawartych w kodzie programu), czterokrotnie większą pojemność pamięci FLASH, dwukrotnie większą pojemność pamięci EEPROM oraz RAM – dzięki temu możemy uruchamiać aplikacje o bardziej rozbudowanym kodzie programu z dużą ilością układów peryferyjnych, a jeśli chcemy sterować silnikami elektrycznymi lub diodami LED – do dyspozycji mamy sześć kanałów PWM, czyli dwa razy więcej niż w układzie ATmega8A-PU.
Niemniej, ATmega8A-PU może funkcjonować już przy napięciu zasilania wynoszącym 1,8 V, podczas gdy ATmega328-PU wymaga minimalnie napięcia o wartości 2,7 V na pinie “VCC”.
Oba mikrokontrolery są warte uwagi i oferują ogromne możliwości, a wyboru najlepiej jest dokonać w zależności od wymagań sprzętowych projektowanej przez nas aplikacji.
Mikrokontrolery AVR – FAQ
Mikrokontroler AVR należy do rodziny 8-bitowych kontrolerów, które są oparte o architekturę RISC. Wyróżniają się prostą implementacją i obsługą. Wybrane mikrokontrolery AVR wymagają do zasilania napięcia 3,3 V lub 5 V. Cześć mikrokontrolerów AVR jest wyposażonych w oscylator RC, którego głównym zadaniem jest wytwarzanie przebiegu zegarowego przeznaczonego do taktowania rdzenia. Dodatkowo mają wbudowaną pamięć operacyjną RAM oraz szeroki wybór opcjonalnych akcesoriów kompatybilnych z mikrokontrolerem AVR. Układy AVR występują w różnych obudowach.
Grupa mikrokontrolerów AVR dzieli się na dwie mniejsze podgrupy, a mianowicie ATmega i ATtiny. Podstawowe dwie różnice pomiędzy tymi kontrolerami to liczba kompatybilnych mikrokontrolerów i ilość pamięci operacyjnej RAM. Mikrokontrolery ATmega są wyposażone w jeden (lub więcej) port UART. Kolejną różnicą są dwa przerwania (lub więcej) w przypadku mikrokontrolerów ATmega.
Jedna odpowiedź
fajny artykuł, tego potrzebowałem
Dzięki