Что такое ATmega8 и для чего он используется. Какие особенности делают его популярным среди разработчиков. Как начать работу с ATmega8 в своих проектах.
Основные характеристики микроконтроллера ATmega8
ATmega8 — это 8-битный микроконтроллер семейства AVR, разработанный компанией Atmel (ныне Microchip). Вот его ключевые характеристики:
- 8 КБ флэш-памяти программ
- 1 КБ оперативной памяти SRAM
- 512 байт энергонезависимой памяти EEPROM
- Тактовая частота до 16 МГц
- 23 программируемых линии ввода/вывода
- Два 8-битных и один 16-битный таймер/счетчик
- Три канала ШИМ
- 6-канальный 10-битный АЦП
- Программируемый сторожевой таймер
- Интерфейсы USART, SPI, I2C
- Напряжение питания 2.7-5.5В
Благодаря оптимальному сочетанию производительности, функциональности и цены, ATmega8 стал очень популярным микроконтроллером для различных встраиваемых систем и любительских проектов.
Архитектура и особенности ATmega8
ATmega8 построен на модифицированной гарвардской архитектуре с раздельными шинами для программ и данных. Это позволяет выполнять инструкции за один машинный цикл, обеспечивая высокую производительность.
Ядро микроконтроллера включает:
- 32 регистра общего назначения
- Арифметико-логическое устройство (АЛУ)
- Указатель стека
- Счетчик команд
- Устройство управления прерываниями
Важной особенностью является наличие встроенного тактового генератора, позволяющего обойтись без внешнего кварцевого резонатора. Это упрощает разработку устройств на базе ATmega8.
Память и программирование ATmega8
Память ATmega8 организована следующим образом:
- 8 КБ флэш-памяти программ с возможностью самопрограммирования
- 1 КБ оперативной памяти SRAM для хранения данных
- 512 байт энергонезависимой памяти EEPROM для долговременного хранения настроек
Программирование микроконтроллера может осуществляться через интерфейсы:
- Последовательный интерфейс SPI
- Параллельный программатор
- Встроенный загрузчик, работающий по UART
Поддержка внутрисистемного программирования (ISP) позволяет обновлять прошивку непосредственно в готовом устройстве.
Периферийные устройства ATmega8
ATmega8 обладает богатым набором встроенной периферии:
- 23 программируемые линии ввода/вывода, организованные в 3 порта
- Два 8-битных и один 16-битный таймер/счетчик
- Три канала ШИМ для управления двигателями и другими устройствами
- 6-канальный 10-битный АЦП для измерения аналоговых сигналов
- Аналоговый компаратор
- Сторожевой таймер
- Интерфейсы USART, SPI, I2C для связи с другими устройствами
Такой набор периферии позволяет реализовать широкий спектр функций без использования дополнительных микросхем.
Энергопотребление и режимы сна ATmega8
ATmega8 отличается низким энергопотреблением, что делает его подходящим для автономных устройств. Микроконтроллер имеет несколько режимов сна для экономии энергии:
- Режим ожидания (Idle) — останавливается только CPU
- Режим экономии энергии (Power-save) — работает только асинхронный таймер
- Режим отключения питания (Power-down) — сохраняется только содержимое регистров
- Режим снижения шумов АЦП (ADC Noise Reduction) — останавливается CPU, но работает АЦП
- Режим ожидания (Standby) — работает только генератор
Использование этих режимов позволяет существенно снизить энергопотребление в периоды простоя устройства.
Области применения ATmega8
Благодаря своей универсальности, ATmega8 находит применение во множестве областей:- Бытовая электроника (пульты ДУ, игрушки, бытовые приборы)
- Автомобильная электроника (иммобилайзеры, системы мониторинга)
- Промышленная автоматика (датчики, контроллеры)
- Измерительное оборудование
- Системы «умный дом»
- Робототехника и образовательные проекты
- Портативные медицинские устройства
Микроконтроллер отлично подходит как для серийных изделий, так и для прототипирования и любительских разработок.
Инструменты разработки для ATmega8
Для работы с ATmega8 доступен широкий выбор программных и аппаратных средств:
- Интегрированные среды разработки (Atmel Studio, Arduino IDE)
- Компиляторы (avr-gcc, IAR)
- Программаторы и отладчики (AVRISP mkII, AVR Dragon)
- Платы для прототипирования (Arduino, STK500)
- Симуляторы (Proteus, SimulIDE)
Многие инструменты доступны бесплатно, что делает разработку на ATmega8 доступной даже для начинающих.
Преимущества и недостатки ATmega8
Рассмотрим основные плюсы и минусы использования ATmega8:
Преимущества:
- Оптимальное соотношение цена/функциональность
- Низкое энергопотребление
- Богатый набор периферийных устройств
- Простота освоения и использования
- Большое сообщество и обилие документации
Недостатки:
- Ограниченные вычислительные возможности по современным меркам
- Отсутствие встроенных интерфейсов USB, CAN, Ethernet
- Малый объем памяти для сложных приложений
Несмотря на появление более мощных микроконтроллеров, ATmega8 остается популярным выбором для многих проектов благодаря своей надежности и простоте использования.
Универсальные платы для умного дома на базе микроконтроллера ATmega128 (ATmega2561) / Хабр
Недавно я написал первый пост о том, как начал переделывать обычные светодиодные светильники в диммируемые. Многим не понравилось что свой диммер я делаю на базе микроконтроллера ATmega128. Поэтому хочу объяснить, почему используется именно этот микроконтроллер, и почему в наше время разрабатывая что-то ДЛЯ СЕБЯ, не стоит стремиться всё делать на самом слабеньком микроконтроллере, способном протянуть только лишь функционал разрабатываемого вами устройства.
Чтобы под каждое устройство умного дома не разрабатывать плату с нуля, я решил сделать универсальную плату на базе микроконтроллера ATmega128, к которой уже будут подключаться более специализированные платы для конкретных устройств.
Почему был выбран именно этот микроконтроллер? Да всё просто, потому что по цене ATmega128 всего на 20 центов дороже чем чем ATtiny2313. А ATtiny2313 стоит столько же, сколько и ATmega8. То есть уже про ATtiny2313 можно забыть как страшный сон.
Привожу пару картинок с ценами на AliExpress (а именно там я покупаю детальки) и идём дальше.
ATtiny2313:
Стоимость ATtiny2313ATmega8:
Стоимость ATmega8ATmega128:
Стоимость ATmega128ATmega2561:
Стоимость ATmega2561Думаю комментарии излишни, сейчас даже для мигалки обычным светодиодиком куда выгоднее и рациональнее брать сразу ATmega128 чем 8 мегу, про тиньку и вообще молчу, забудьте про её существование как страшный сон. Да даже штук 5 транзисторов и резисторов для мигалки, уже будут стоить больше чем ATmega128. Так что забудьте про все микроконтроллеры слабее 128 меги, их использование в домашних проектах просто невыгодно и нерационально со всех сторон как ни посмотри. Да-да друзья мои, хочется вам или нет, но таковы реалии современного мира.
Следующий аргумент можно заметить если сравнить внимательно распиновку ножек ATmega128 и ATmega2561.
Сравнение между собой ATmega128 и ATmega2561Видим что распиновка ножек очень похожа, выводы SPI для программирования МК совпадают, так же совпадают и выводы питания, в общем почти всё совпадает, там буквально пару ножек различается которые ни на что не влияют, к чему я это веду, да к тому, что разработав плату для ATmega128, вы спокойно можете при необходимости купить и впаять в неё более производительный ATmega2561, а тут и памяти под программу больше в 2 раза и «оперативки». Например, мой главный модуль умного дома будет построен именно на ATmega2561, а остальные на ATmega128. Как итог, мне не нужно будет самому изготавливать плату для ATmega2561. Не знаю как кому, а лично мне, изготавливать в домашних условиях платы для smd микросхем тот ещё геморрой. Ну не люблю я разводить такую мелюзгу, особенно ЛУТ-том (другой технологии я пока не освоил).
Заказывать в Китае 10 плат ради одного модуля тоже не выгодно. А так мы разводим универсальную плату на базе ATmega128, и в одну из плат впаиваем ATmega2561 для главного модуля умного дома. Как итог, все наши платы для микроконтроллеров изготовлены на заводе в Китае, а в заводские платы даже впаивать smd микроконтроллеры проще, чем в платы собственного изготовления, во всяком случае для меня.
Ну и собственно к самой теме поста.
Схема моих универсальных плат для умного дома:
Вот такие платы пришли из Китая:
Лицевая сторона платЗадняя сторона платПосле разрезания и впаивания компонентов платы выглядят так:
Лицевая сторона плат после впаивания компонентовЗадняя сторона плат после впаивания компонентовПлата с модулем ADM488 для связывания всех модулей умного дома в единую сеть:
Плата с модулем ADM488Плата с модулем ADM488Плата с модулем беспроводной связи nRF24L01+:
Плата с модулем nRF24L01+Плата с модулем nRF24L01+Как видите, на универсальной плате есть 2 специализированных разъёма, для модуля ADM488 и для модуля nRF24L01+, вся остальная периферия подключаемая к таким универсальным платам будет подключаться шлейфами к выведенным штырькам.
Вот собственно и всё. Может кто-то подчерпнёт какие-нибудь полезные идеи и для себя.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Знакомство с ATmega8 — Инженерные знания
Привет, студенты! Надеюсь, у вас все хорошо.
В сегодняшней статье мы подробно рассмотрим Introduction to ATmega8.
в сборке небольшого размера, он выполняет множество функций, предоставляя нам возможность тратить сумму на покупку внешних компонентов, которые уже собраны на нем. В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим его работу, функции, приложения и некоторые другие связанные параметры. Итак, давайте начнем с Введение в ATmega8.
Знакомство с ATmega8
- ATmega8 создается с помощью Atmel. Он состоит из гарвардской структуры, которая работает с RISC.
- Упаковка, в которой он выходит, имеет три номера и является PDIP, MLF, TQFP. Конфигурация PDIP имеет двадцать восемь выводов, а MLF и TQFP имеют тридцать две конфигурации выводов.
- Он использует флэш-память объемом восемь килобайт для хранения, при этом он состоит из одного килобайта RAM и пяти двенадцатибайтных EEPROM.
- Некоторые другие функции этого модуля: сторожевой таймер, определение пониженного напряжения и спящий режим 5.
- На данном устройстве собран десятиразрядный аналого-цифровой преобразователь, который используется для подключения детектирования, имеет шесть каналов при использовании в корпусе PDIP и восемь каналов для корпусов MLF и TQFP.
- В этом модуле используются протоколы связи SPI, I2C и UART.
Характеристики ATmega8
- состоит из восьмибитного центрального процессора AVR.
- В этом модуле двадцать восемь выходов распиновки.
- Диапазон напряжения, в котором он работает, составляет от +4,5 В до +5,5 Вольт.
- Из двадцати восьми выводов он имеет двадцать три входа и выхода.
- Он использует SPI USART и протокол 2-проводного последовательного интерфейса для связи.
- Он не имеет интерфейса JATG, как другие контроллеры.
- имеет аналого-цифровой преобразователь шестиканальности и обеспечивает десятибитное разрешение.
- Имеет 2 восьмибитных таймера и один шестнадцатибитный счетчик.
- В его составе собран один аналоговый компаратор.
- Цифро-аналоговый преобразователь отсутствует.
- Имеет три канала широтно-импульсной модуляции.
- В нем используется внешний генератор в соответствии с частотным диапазоном, для частот от нуля до восьми мегагерц используется ATMEGA8L, а для частот от нуля до шестнадцати мегагерц используется генератор ATMEGA8.
- Имеет внутренний генератор с частотой от нуля до восьми мегагерц.
- Имеет флэш-память объемом восемь байт.
- Оперативная память в один килобайт имеет,.
- Диапазон рабочих температур от -55°С до +125°С.
Распиновка ATmega8
- есть двадцать восемь распиновок этого модуля, которые упомянуты здесь с деталями.
PC6 (СБРОС)
- Это шесть выводов порта C, которые используются для сброса выводов, а также для ввода и вывода.
PD0 (RXD)
- Это нулевая распиновка порта D, используемая в качестве интерфейса последовательной связи USART.
PD1 (TXD)
- Это первая распиновка порта D, используемая в качестве приемника и прерывания.
PD2 (INT0)
- Это второй вывод порта D, который работает как внешнее прерывание.
PD3 (INT1)
- Это третья распиновка порта D, также работает как внешнее прерывание.
PD4 (XCK/T0)
- Это четвертый вывод порта D, который работает как вход внешнего счетчика таймера и внешних часов.
GND
- Распиновка заземления.
PB6 (XTAL1/TOSC1)
- Это шестая распиновка порта B на этой распиновке внешних часов, поскольку подается ввод.
PB7 (XTAL2/TOSC2)
- Это распиновка седьмого порта B, здесь приведены часы генератора.
PD5 (T1)
- Это пятая распиновка порта D. Здесь предусмотрен внешний счетчик часов.
PD6 (AIN0)
- Это шесть выводов порта D, здесь аналоговый компаратор положительный.
PD7 (AIN1)
- это седьмая распиновка порта D, который является отрицательным аналоговым компаратором.
PB0 (ICP1)
- Это порт B с нулевой распиновкой, который является распиновкой таймера.
PB1 (OC1A)
- Это первая распиновка порта B, это выходной счетчик.
PB2 (SS/OC1B)
- Это вторая распиновка порта B, работающего как SPI.
PB3 (MOSI/OC2)
- Это третья распиновка порта B, который функционирует как MOSI,
PB4 (MISO)
- Это четвертая распиновка порта B и работает как MISO.
PB5 (SCK)
- Это пятая распиновка порта B, и здесь приведены серийные часы,
AVCC
- Здесь подключается внутренний аналого-цифровой преобразователь.
AREF
- Эта распиновка используется для аналогового эталонного распиновки для преобразования АЦП.
PC0 (ADC0)
- Нулевая распиновка порта C. Здесь подключен нулевой канал аналого-цифрового преобразователя.
PC1 (ADC1)
- Это первая распиновка порта c. Здесь подключен первый канал аналого-цифрового преобразователя.
PC2 (ADC2)
- Это вторая распиновка порта C. Здесь подключен второй канал АЦП,
PC3 (ADC3)
- Это третья распиновка порта c здесь подключен третий канал АЦП,
ПК4 (ADC4/SDA)
- Это четвертая распиновка порта С, подключен четвертый канал АЦП.
PC5 (ADC5/SCL)
- Это пятая распиновка порта C. Сюда подключается пятый канал АЦП,
Блок микроконтроллера Atmega8.
Итак, друзья, которые подробно пишут об ATmega8, если у вас есть дополнительные вопросы, спрашивайте в комментариях. Спасибо за прочтение. Хорошего дня.
Новое поступление алюминиевых плит всего за 2 доллара
Купоны на 54 доллара также можно применять к заказам на 3D-печать. Специальное предложение для 3D-печати начинается с 1 долларов
Автор: Генри
http://www.
theengineeringknowledge.com
Я профессиональный инженер, выпускник известного инженерного университета, также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также являюсь автором технического контента, мое хобби — исследовать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.
Знакомство с микроконтроллером ATmega8 AVR Информация о встроенных технологиях EmbedIC
ATmega8 — это 8-разрядный микроконтроллер CMOS серии AVR (разработанный корпорацией Atmel в 1996 г.), основанный на архитектуре RSIC (компьютер с сокращенным набором команд) и его основных преимуществах. заключается в том, что он не содержит никаких аккумуляторов, и результат любой операции может быть сохранен в любом регистре, определяемом инструкцией.
Применение микроконтроллера ATmega8 AVR также очень обширно, и он до сих пор используется в качестве основы для изучения и исследования современных микропроцессоров.
Блок-схема ATmega8 показана на рисунке ниже:
Память:
Состоит из 8 КБ флэш-памяти, 1 КБ SRAM и 512 байт EEPROM. 8K Flash разделен на две части: нижняя часть используется как часть загрузочной флэш-памяти, а верхняя часть используется как часть флэш-памяти приложений. SRAM содержит 1 Кбайт и 1120 байтов общих регистров и регистров ввода/вывода.
Нижние 32 адреса используются для 32 8-битных регистров общего назначения, а следующие 64 адреса используются для регистров ввода/вывода. Кроме того, все регистры напрямую подключены к ALU, а EEPROM используется для хранения пользовательских данных.
Порт ввода/вывода
ATmega8 состоит из 23 линий ввода/вывода и 3 портов ввода/вывода, обозначенных B, C и D соответственно.
- Порт B имеет 8 линий ввода/вывода,
- Порт C имеет 7 линий ввода-вывода,
- Порт D имеет 8 линий ввода-вывода.
Регистры, соответствующие любому порту X (B, C или D):
- DDRX : регистр направления данных порта X.
- PORTX : Регистр данных порта X.
- PINX : Входной регистр порта X.
Таймеры и счетчики
ATmega8 состоит из 3 таймеров с сопоставимыми режимами, два из которых 8-битные, а третий 16-битный.
Генератор
ATmega8 включает в себя внутренний сброс и генератор, что устраняет необходимость во внешних входах. Внутренний RC-генератор генерирует внутренние часы, которые можно запрограммировать для работы на любой частоте 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц или 8 МГц. Кроме того, он поддерживает внешний генератор с максимальной частотой 16 МГц.
Связь
ATmega8 обеспечивает синхронную и асинхронную схемы передачи данных через USART (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver Transmitter), то есть для связи с модемами и другими последовательными устройствами.
Он также поддерживает SPI (последовательный периферийный интерфейс) для связи между устройствами в режиме ведущий-ведомый, другим поддерживаемым типом связи является TWI (двухпроводной интерфейс) и позволяет любую коммутацию между двумя устройствами.
ATmega8 также имеет встроенный в микросхему модуль компаратора для сравнения двух напряжений, подаваемых на два входа аналогового компаратора через внешнюю микросхему.
Он также содержит 6-канальный АЦП, 4 из которых имеют 10-разрядную точность, а 2 — 8-разрядную точность.
Регистр состояния:
ATmega8 содержит информацию о выполняемом в данный момент наборе арифметических инструкций.
ATmega8 Схема конфигурации контактов
Одной из отличительных особенностей двух контактов ATmega8 является то, что они поддерживают все сигналы, кроме пяти.
Контакты 23, 24, 25, 26, 27, 28 и 1 предназначены для порта C, а контакты 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19 — для порта B, контакты 2, 3 , 4 , 5, 6, 11, 12 для порта D.
Контакт 1 также является контактом сброса, если сигнал низкого уровня подается дольше минимальной длины импульса, будет сгенерирован сброс.
Контакты 2 и 3 также используются для последовательной связи USART.
Выводы 4 и 5 используются как внешние прерывания, одно из которых срабатывает при установке бита флага прерывания в регистре состояния, а другое срабатывает при выполнении условия прерывания.
Выводы 9 и 10 используются в качестве внешнего генератора, а также в качестве генератора счетчика таймера с кристаллом, подключенным непосредственно между выводами. Вывод 10 используется для кварцевого генератора или низкочастотного кварцевого генератора. Если в качестве источника тактового сигнала используется RC-генератор с внутренней калибровкой и включен асинхронный таймер, эти выводы можно использовать в качестве выводов генератора таймера.
Контакт 19 используется в качестве выхода главного тактового сигнала и входа ведомого тактового сигнала для канала SPI.
Контакт 18 используется как вход ведущего тактового сигнала и выход ведомого тактового сигнала.
Контакт 17 используется в качестве основного вывода данных и вспомогательного ввода данных для канала SPI. Он используется как вход, когда разрешен ведомым устройством, и является двунаправленным, если разрешен мастером. Этот вывод также можно использовать в качестве выхода совпадения сравнения выхода для внешнего выхода совпадения сравнения таймера/счетчика.
Контакт 16 используется в качестве входа выбора ведомого устройства, а также может использоваться для сравнения таймера/счетчика 1 путем настройки контакта PB2 в качестве выхода.
Контакт 15 можно использовать в качестве внешнего выхода для совпадения таймера/счетчика A.
Контакты с 23 по 28 всегда используются для каналов АЦП. Вывод 27 также можно использовать в качестве часов последовательного интерфейса, а вывод 28 — в качестве данных последовательного интерфейса.
Контакты 13 и 12 используются как входы аналогового компаратора.
Контакты 11 и 6 используются для источников таймера/счетчика.
Спящий режим
Микроконтроллер ATmega8 работает в 5 спящих режимах, а именно:
Режим ожидания. и Watchdog для запуска и прерывания работы системы. Это реализуется установкой битов SM0-SM2 флагов регистра MCU в ноль.
Режим шумоподавления АЦП: останавливает ЦП, но позволяет работать АЦП, внешнему прерыванию, таймеру/счетчику 2 и сторожевому таймеру.
Режим отключения питания: включает внешние прерывания, 2-проводной последовательный интерфейс, сторожевой таймер, отключая внешний генератор и останавливая все генерируемые часы.
Режим энергосбережения: используется, когда таймер/счетчик работает асинхронно, он останавливает все часы, кроме clkASY.
Режим ожидания: в этом режиме генератор может работать, а все другие операции останавливаются.
Основное приложение
На изображении ниже показан мигающий светодиод, использующий микроконтроллер ATmega8. Программа написана на языке C и сначала скомпилирована в файл .c. Программный инструмент ATMEL преобразует этот файл в двоичный объектный файл ELF, затем снова преобразует его в шестнадцатеричный файл и, наконец, использует программу AVR dude для передачи шестнадцатеричного файла микроконтроллеру для обработки.
Дополнительная литература: Проектирование и анализ схемы инфракрасного дистанционного управления на базе микроконтроллера Atmega8
Сводка
Микроконтроллер ATmega8 изготовлен с использованием технологии энергонезависимой памяти высокой плотности Atmes, а флэш-память программ может быть перепрограммирована внутри системы через последовательный интерфейс SPI, традиционную энергонезависимую память. программатор или встроенный загрузчик, работающий на ядре VR.
