Зачем нужны отдельные выводы AVCC и VCC в микроконтроллерах. Как правильно подключать питание к AVCC и VCC. Почему важно соединять AVCC и VCC между собой. Какие проблемы могут возникнуть при неправильном подключении AVCC.
Что такое AVCC и VCC в микроконтроллерах
AVCC и VCC — это выводы питания в микроконтроллерах, выполняющие разные функции:
- VCC — основное цифровое питание микроконтроллера
- AVCC — питание аналоговой части, в первую очередь АЦП (аналого-цифрового преобразователя)
Разделение питания на цифровую и аналоговую части позволяет уменьшить влияние цифровых помех на работу чувствительных аналоговых узлов. При этом производители рекомендуют соединять AVCC и VCC между собой.
Почему важно соединять AVCC и VCC
Соединение AVCC и VCC необходимо по нескольким причинам:
- Обеспечение полной функциональности микросхемы. Без подключения AVCC некоторые узлы могут не работать.
- Предотвращение проблем с «плавающими» выводами на стороне AVCC.
- Обеспечение стабильного запуска микроконтроллера.
Как правило, AVCC и VCC должны иметь одинаковое напряжение в пределах ±0.3В. Это позволяет избежать протекания больших токов через внутренние защитные диоды микросхемы.
Правильное подключение питания к AVCC и VCC
Для корректной работы микроконтроллера рекомендуется следующая схема подключения питания:
- VCC подключается напрямую к источнику питания
- AVCC подключается к VCC через LC-фильтр
- Между AVCC и общим проводом устанавливается развязывающий конденсатор
Такая схема позволяет отфильтровать цифровые помехи и обеспечить «чистое» питание для аналоговых узлов. При этом сохраняется связь между AVCC и VCC для нормальной работы микроконтроллера.
Возможные проблемы при неправильном подключении AVCC
Если не соединить AVCC и VCC или подключить их неправильно, могут возникнуть следующие проблемы:
- Нестабильная работа АЦП и других аналоговых узлов
- Повышенный уровень шумов в аналоговых цепях
- Сбои при запуске микроконтроллера
- Повышенное энергопотребление
- Выход микросхемы из строя из-за перенапряжения на внутренних диодах
Поэтому очень важно внимательно изучить рекомендации производителя по подключению питания и строго им следовать.
Особенности использования AVCC в разных микроконтроллерах
Реализация AVCC может отличаться в микроконтроллерах разных производителей:
- В микроконтроллерах AVR (Atmel) AVCC обязательно должен быть подключен, даже если АЦП не используется
- В некоторых микроконтроллерах STM32 (STMicroelectronics) AVCC может быть оставлен неподключенным при отключенном АЦП
- Микроконтроллеры PIC (Microchip) часто имеют внутреннее соединение AVCC и VCC
Поэтому при разработке устройства необходимо внимательно изучить документацию на конкретный микроконтроллер.
Фильтрация питания AVCC для улучшения работы АЦП
Качество питания AVCC напрямую влияет на точность работы АЦП. Для улучшения характеристик аналого-цифрового преобразования рекомендуется использовать следующие методы фильтрации:
- LC-фильтр между VCC и AVCC для подавления высокочастотных помех
- Развязывающие конденсаторы разной емкости (например, 100 нФ и 10 мкФ) между AVCC и общим проводом
- Ферритовые бусины для дополнительного подавления ВЧ-помех
- Отдельная «чистая земля» для аналоговых цепей
Правильная фильтрация позволяет существенно повысить точность и стабильность работы АЦП, особенно при измерении слабых сигналов.
Использование AREF для повышения точности АЦП
Многие микроконтроллеры имеют дополнительный вывод AREF (Analog Reference), который позволяет задать опорное напряжение для АЦП. Правильное использование AREF дает следующие преимущества:
- Возможность задать точное опорное напряжение, не зависящее от колебаний питания
- Повышение разрешающей способности АЦП при измерении малых напряжений
- Уменьшение влияния помех от цифровых цепей
AREF может быть подключен к внешнему источнику опорного напряжения или к внутреннему источнику микроконтроллера. В любом случае необходимо обеспечить качественную фильтрацию напряжения на выводе AREF.
Выбор источника опорного напряжения для AREF
При выборе источника опорного напряжения для AREF следует учитывать следующие факторы:
- Стабильность напряжения при изменении температуры и входного напряжения
- Уровень шумов и помех
- Точность установки напряжения
- Совместимость с диапазоном входных напряжений АЦП
В простых проектах можно использовать внутренний источник опорного напряжения микроконтроллера. Для более точных измерений рекомендуется применять внешние прецизионные источники опорного напряжения.
Рекомендации по разводке печатной платы для AVCC и VCC
Правильная разводка печатной платы играет важную роль в обеспечении качественного питания аналоговых и цифровых цепей. Основные рекомендации:
- Разделение цифровой и аналоговой земли с соединением в одной точке
- Минимизация длины проводников питания
- Использование полигонов питания и земли
- Размещение развязывающих конденсаторов максимально близко к выводам микроконтроллера
- Разделение аналоговых и цифровых цепей на плате
Соблюдение этих правил позволяет минимизировать взаимное влияние аналоговых и цифровых цепей и обеспечить стабильную работу микроконтроллера.
почему VCC и AVCC должны быть связаны?
- Арн
- Atmega
- Физика
- Основной
Питер
Я часто читаю, что это хорошая практика для соединения VCC с AVCC. Даже в паспорте ATMega8 говорится так:
AVCC — это вывод напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя, порта C (3..0) и АЦП (7..6). Он должен быть подключен к VCC извне, даже если АЦП не используется. Если используется АЦП, он должен быть подключен к VCC через фильтр нижних частот. Обратите внимание, что порт C (5..4) использует цифровое напряжение питания, VCC.
Но нигде я не могу найти объяснение того, почему они должны быть связаны. Простая схема мигания светодиода работает без подключения VCC и AVCC.
Должен ли я просто принять это, или есть веская причина?
проезжий
Главным образом это должно быть связано, потому что производитель говорит, что это должно.
Кроме того, они должны обеспечивать полную работу микросхемы (все порты / выводы), предотвращать проблемы с плавающими выводами на стороне AVCC, предотвращать шум на цифровой стороне.
Существуют проблемы, при которых отключение питания от стороны AVCC вызывает паразитное потребление энергии и может привести к дестабилизации внутренних часов или может помешать стабильному запуску.
Разработчики Atmel решили, что наличие отдельного аналогового VCC и заземления является лучшим способом создания относительно бесшумной аналоговой секции, позволяя пользователям добавлять фильтрацию и разделение цифровой и аналоговой плоскостей даже внутри ATmega. Это не просто ATMega8, это все ATMegas и даже некоторые ATTinys имеют такой дизайн.
trayres
Хорошо, что вы спросили причину!
AVCC указан как независимый вывод, потому что он подключается к ключевым аналоговым компонентам внутри и поэтому должен иметь отдельные фильтрующие конденсаторы.
Простые проекты «blinkenlights» не предъявляют требований к уровню шума и точности.
Теперь, если вы имеете в виду, должны ли они быть подключены к одному и тому же НАПРЯЖЕНИЮ, ответ будет положительным в пределах +/- 0,3 В от VCC.
Из полной спецификации ATMega8 :
«АЦП имеет отдельный аналоговый вывод напряжения питания, AVCC. AVCC не должен отличаться более чем на ± 0,3 В от VCC». и «AVCC — это вывод напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя»
Напомним, что AVCC и VCC должны быть под одинаковым напряжением (в пределах +/- 0,3 Вольт), и он идентифицирован как отдельный вывод, позволяющий разработчику размещать дополнительные фильтры на этом входе, чтобы не допустить шума в чувствительном АЦП. преобразователь части микросхемы.
Надеюсь, это поможет!
Supercat
Зачастую цифровые выводы питания и заземления приводят к небольшому количеству шума на них. Трудно устранить весь такой шум, когда цифровая схема переключает значительные величины тока, и примерно 150 мВ или около того шума источника питания вряд ли повлияют на схему, питаемую от цифровых выводов питания. Однако наличие 150 мВ шума на аналоговых контактах питания затруднит или сделает невозможным аналоговую схему с точностью до доли процента.
Тот факт, что аналоговые контакты разделены, означает, что можно получить точные показания, даже если на цифровом источнике питания имеется шум 150 мВ, при условии, что цифровой источник питания не размахивается более чем на 300 мВ, а один имеет аналоговый источник питания, который находится где-то в пределах 300 мВ от обоих пределов диапазона цифрового источника питания. Устранение 99% шума от источника питания, который питает только вывод аналогового источника питания, и обеспечение того, чтобы напряжение источника было близко к напряжению цифрового источника питания, часто намного проще, чем пытаться устранить весь шум от цифрового источника питания.
darBis
Просто чтобы добавить еще одну причину, по которой AVCC следует подключать даже в простых проектах.
При использовании схемы обнаружения Brown-Out, которая опирается на ссылках внутреннего напряжения, вы можете получить неожиданное поведение и ненадежный запуск устройства. Это может проявляться в виде странных порогов напряжения, запускающих сброс БПК, или даже в том случае, если устройство не запускается с правильным напряжением.
Я столкнулся с этой проблемой в одном из моих «быстрых и грязных» хакерских проектов с использованием ATmega88P.
После подключения AVCC напрямую к VCC проблема с BOD, не освобождающим сброс, была решена. Поскольку я не использую никакие другие аналоговые периферийные устройства в своем проекте, я не стал беспокоиться о правильной развязке. Это решение найдено в одной из веток форума avrfreaks после долгих поисков. Смотрите: http://www.avrfreaks.net/comment/349747#comment-349747
Густаво Литовский
Причина связана с внутренним процессом устройства и как он построен. Поскольку они указывают, что AVCC и VCC должны быть в пределах 0,3 В, это аналогично защитному напряжению внутренних диодов, используемых в микросхемах. Если диоды смещены выше 0,3 В (например, если AVCC не подключен), эти диоды могут работать, вызывая проблемы и, возможно, повреждая устройство.
AVdd, AVcc, AVss, AVee, GND, AREF, AVcc, AVdd
содержание видео
Рейтинг: 4.
Рассмотрено назначение выводом микросхем и их обозначение, к которым относятся: GND, Vcc, Vss, Vdd, Vee, AREF, AVcc, AVdd. Эдуард: Спасибо, всё доходчиво, и понятно. В своей сфере работы (двигатели внутреннего сгорания — cummins) в цепях управления встречается обозначение + return — что значит минус. Пишется в схемах подключения плат управления двигателем.
Дата: 2021-09-19
← Что такое КМОП микросхемы. CMOS. На реальных примерах
Тахометр своими руками. Подробное пояснение, сборка, настройка, проверка. →
Похожие видео
Сельский туризм по-башкирски Русское географическое общество
• Русское географическое общество
Бурзянский район: Капова пещера, бортевый мёд и не только Русское географическое общество
• Русское географическое общество
Тысячелетние города Руси в Махабхарате
• Разгадки истории
• Загадки истории
Хотите сохранить сосуды и сердце? Тогда ешьте ЭТИ продукты (Это нужно знать каждому)
• Здоровый Образ
Шпицберген: суровый и ценный Русское географическое общество
• Русское географическое общество
Комментарии и отзывы: 9
Алексей
Недавно имел неплохой квест с китайским устройством для подвешивания магнита (конструктор для самостоятельной сборки.
Думал, что всё будет тупо — припаял, включил, полетели — ан нет. Китайцы, наверное, специально для меня, позаботились и о развлекухе, ведь тупая сборка гарантирует полную неработоспособность из-за некоторого количества ошибок. Устройство чисто аналоговое, привычного уже микрокронтроллера там нет. У меня всё в конце концов всё получилось, а от магии зависшего прямо в воздухе магнита крыша определённо пытается съехать. НО:
Начинающему радиолюбителю, который не готов докапываться до сути, пройденный мной квест про то, как заставить ЭТО работать, окажется точно не по силам! Стоит ли делать ролик, как скажете?
Геннадий
А еще лучше заглянуть в даташит, чтобы понять какой из питающих выводов относится к логике, а который к силовой части. Да и вообще, для построения качественного питания к контроллерам в первую очередь нужно читать даташит, там все подробно расписано.
Садам
Как увижу лицо этого замечательного и благородного человека у меня возникает такое чувство что он какой то родной и близкий. На душе становится теплее.
Желаю здоровья тепла и добра
Andrey
Спасибо огромное! С этими обозначениями всегда возникали трудности, а оказывается все просто и понятно! Главное правильно объяснить
Bi
Замечательно! Но почему же нижние индексы удваивают? Всего лишь дань традиции? — как то не убедительно, должно быть что то еще.
Денис
Спасибо большое. Благодаря вам становятся понятными те вещи, которые мне казались недостижиммыми для понимания
12strel
Что то тут не то.
С какой целью они придумали вместо простого +- применять кучу таких вот странных обозначений?
Александр
Fanis
Во блин как просто
Без пузыря даже не разберёшься после объяснения. Видимо я ещё далёк от этого
avr — AVcc и конденсатор, используя ADC
Сначала я расскажу о развязывающих конденсаторах, а затем, в частности, о возможностях Atmel 328P для выводов AVCC и AREF.
Развязывающие конденсаторы используются для обеспечения коротких всплесков энергии во время цифровых коммутационных цепей (они переходят от нуля к полному напряжению за очень короткий промежуток времени, для этого им нужна энергия и доступный поблизости источник тока) и как общая ценность для всех просто помещает конденсаторы 100 нФ (0,1 мкФ) на выводы питания каждой микросхемы, используемой в их платах. Это безопасная и хорошая стратегия. Однако это не является строго необходимым, если только ваша система не является большой и сложной.
Ваш регулятор в порядке с конденсатором 10 мкФ на входе и выходе, вам не нужно их менять. Однако в будущем вам следует ВСЕГДА сверяться со спецификацией вашего регулятора. Некоторые стабилизаторы не могут использовать конденсаторы с высоким ESR, так как они могут вызвать нестабильную работу, а также некоторые регуляторы не могут работать с конденсаторами со сверхнизким ESR, такими как керамические конденсаторы, потому что они будут «звенеть» и неконтролируемо пульсировать (постоянно перерегулированы) среди других веселых проблем системы управления мощностью. .
AVCC — это источник аналогового напряжения, используемый внутри АЦП и чаще всего внутренне подключаемый к выводу AREF, который используется непосредственно в качестве эталона для показаний АЦП. Вы можете фильтровать и развязывать AREF или VCC, но то, что имеет наибольшее значение, зависит от того, что вы на самом деле хотите для своего АЦП.
Atmel328P имеет внутреннее Vref (2,56 В или другое), которое вы можете выбрать, например. Вы также можете обеспечить собственное опорное напряжение на выводе AREF, и, кроме пульсаций источника питания, ваш AVCC становится менее важным с точки зрения фильтрации. Возможно, вы купили прецизионную эталонную 3-вольтовую микросхему и следовали ее рекомендациям по техническому описанию для предлагаемой схемы, а затем подключили Vout к выводу AREF AVR. В этом случае для AVCC можно оставить:
- прямое подключение к VCC
- или простой развязывающий конденсатор 0,1 мкФ для фильтрации локальных шумов
- с катушкой индуктивности или ферритовой бусиной последовательно от VCC к AVCC для пульсаций переменного тока, и если вы также подключите конденсатор к земле (ПОСЛЕ катушки индуктивности), он станет фильтром пульсаций тока И напряжения — красиво и чисто!
AREF можно не подключать и просто фильтровать VCC. Часто, если контакт AREF не используется, а AVCC и AREF соединены внутри, вы можете подключить конденсатор 0,1 мкФ к контакту AREF, что будет иметь тот же эффект, что и подключение конденсатора к AVCC из-за внутреннего соединения.
Может быть, это может помочь с компоновкой схемы?
Если у вас есть медленная, устойчивая ошибка на вашем датчике температуры, держу пари, что это вообще не связано с АЦП или фильтрацией источника питания — я держу пари, что ошибка находится в пределах допусков, указанных в техническом описании (обычно +-15%, что это очень много!). Вам почти всегда нужно (обычно только один раз) «откалибровать» показания АЦП, получив поблизости известный (работающий) термометр при температуре окружающей среды, и отрегулировать смещение показаний, чтобы оно соответствовало ожиданиям. Скорость изменения датчика (мВ/градусы Цельсия) по-прежнему должна быть в порядке, это всего лишь «установившаяся ошибка», присущая производству с низким допуском.
микроконтроллер — Должен ли я предоставлять VCC для каждого контакта VCC на микроконтроллере Atmega32u4?
спросил
Изменено 5 лет, 1 месяц назад
Просмотрено 2к раз
\$\начало группы\$
Atmega32u4 имеет 7 контактов VCC.
Могу ли я подключить 1 из 7 контактов VCC к источнику питания для питания MCU, а остальные контакты VCC (6 из них) на MCU использовать для питания других периферийных устройств, таких как светодиоды?
- микроконтроллер
- atmega32u4
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Не уверен, где вы видите 7. В техническом описании указаны 2 AVCC, 2 VCC, 1 UVCC и 1 VUSB.
2 AVCC используются для питания аналоговой схемы, и если их не подключить и не отфильтровать, это будет означать дерьмовое аналого-цифровое или цифро-аналоговое преобразование. Если вам не нужны функции АЦП или ЦАП, это не обязательно.
VCC питает цифровую схему. Вы должны подключить оба. YMMV, если вы этого не сделаете. В этом случае слишком большая мощность кабины может вызвать проблемы.
UVCC предназначен для питания схемы USB.
Опять же, если вы его не используете…
VBUS на самом деле является входом, который подключается к питанию USB, для обнаружения подключения USB-кабеля.
И есть контакты GND. Все должно быть подключено. Технически один имеет тенденцию быть AGND, но все же подключите его.
\$\конечная группа\$
5
\$\начало группы\$
Да, вам необходимо подавать питание на каждый вывод Vcc, и НЕТ, вы не можете подавать питание через микросхему на другие устройства, светодиоды и т. д.
Несколько выводов VCC обеспечивают правильное распределение питания по пластине. Если вы используете только один, а) он может не работать, и б) один контакт может не выдержать максимальный ток, и соединительный провод может сгореть.
Если вы пытаетесь использовать другие выводы Vcc для подачи питания, вы пропускаете ВСЮ мощность через микросхему.
