Контроллер atmega8. ATmega8: мощный 8-битный микроконтроллер для встраиваемых систем

Что такое ATmega8 и каковы его основные характеристики. Какие функции делают ATmega8 популярным выбором для встраиваемых систем. Как использовать ATmega8 в проектах.

Содержание

Обзор микроконтроллера ATmega8

ATmega8 — это 8-битный микроконтроллер семейства AVR, разработанный компанией Microchip (ранее Atmel). Этот популярный микроконтроллер обладает следующими ключевыми характеристиками:

  • 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
  • Три таймера/счетчика
  • Аналоговый компаратор
  • 10-битный АЦП
  • Интерфейсы SPI, USART, I2C

Благодаря богатому набору периферийных устройств и низкому энергопотреблению, ATmega8 стал популярным выбором для встраиваемых систем и проектов любительской электроники.

Архитектура и производительность ATmega8

ATmega8 построен на RISC-архитектуре AVR, которая обеспечивает высокую производительность при низком энергопотреблении. Основные особенности архитектуры:


  • Гарвардская архитектура с раздельной памятью для программ и данных
  • Однотактное выполнение большинства инструкций
  • 32 регистра общего назначения
  • Производительность до 1 MIPS на МГц тактовой частоты
  • Двухступенчатый конвейер выполнения инструкций

Такая архитектура позволяет ATmega8 эффективно выполнять встроенное программное обеспечение и обрабатывать прерывания с минимальными задержками.

Память и управление энергопотреблением

ATmega8 имеет несколько типов памяти для различных целей:

  • 8 КБ флэш-памяти программ с возможностью самопрограммирования
  • 1 КБ статической оперативной памяти SRAM
  • 512 байт энергонезависимой памяти EEPROM

Для снижения энергопотребления в ATmega8 реализовано несколько режимов сна:

  • Idle — останавливается только CPU
  • ADC Noise Reduction — останавливается CPU и основной тактовый генератор
  • Power-down — останавливаются все узлы, кроме асинхронного таймера и внешних прерываний
  • Power-save — как Power-down, но работает асинхронный таймер
  • Standby — работает только основной генератор

Эти режимы позволяют оптимизировать энергопотребление в зависимости от требований приложения.


Периферийные устройства ATmega8

ATmega8 оснащен богатым набором встроенных периферийных устройств:

  • 23 программируемые линии ввода/вывода
  • Три таймера/счетчика (два 8-битных, один 16-битный)
  • Аналоговый компаратор
  • 10-битный АЦП на 6 каналов
  • Последовательные интерфейсы SPI, USART, I2C
  • Программируемый сторожевой таймер
  • Встроенный RC-генератор

Такой набор периферии позволяет реализовать широкий спектр функций без использования дополнительных внешних компонентов.

Программирование ATmega8

Для программирования ATmega8 доступны различные средства разработки:

  • Atmel Studio — интегрированная среда разработки от производителя
  • Arduino IDE — популярная среда для начинающих
  • AVR-GCC — набор инструментов с открытым исходным кодом
  • Компиляторы C/C++ от сторонних производителей

Программирование обычно выполняется через интерфейс SPI с использованием программатора. Также возможно самопрограммирование через загрузчик.

Применение ATmega8 в проектах

Благодаря своим возможностям, ATmega8 находит применение во многих областях:


  • Системы автоматизации и управления
  • Измерительное оборудование
  • Бытовая электроника
  • Робототехника
  • Образовательные проекты
  • Прототипирование устройств

ATmega8 хорошо подходит для проектов среднего уровня сложности, требующих надежного микроконтроллера с достаточным объемом памяти и набором периферии.

Преимущества и недостатки ATmega8

Основные преимущества ATmega8:

  • Высокая производительность при низком энергопотреблении
  • Богатый набор встроенной периферии
  • Хорошая документация и поддержка
  • Доступность и низкая стоимость
  • Совместимость с Arduino

Недостатки:

  • Ограниченный объем памяти для сложных проектов
  • Отсутствие аппаратной поддержки USB
  • Устаревающая архитектура по сравнению с новыми микроконтроллерами

Несмотря на некоторые ограничения, ATmega8 остается популярным выбором для многих проектов благодаря своей надежности и простоте использования.

Заключение

ATmega8 — это мощный и универсальный 8-битный микроконтроллер, который хорошо подходит для широкого спектра встраиваемых систем и любительских проектов. Благодаря оптимальному сочетанию производительности, энергоэффективности и функциональности, ATmega8 остается популярным выбором среди разработчиков, несмотря на появление более новых моделей. Этот микроконтроллер предоставляет отличную платформу для изучения встраиваемых систем и реализации различных проектов в области электроники и автоматизации.



Atmega 8 в категории «Техника и электроника»

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ ms

Доставка по Украине

263.75 грн

203.09 грн

Купить

Интернет Магазин MaxShop

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128 ms

Доставка по Украине

301.64 грн

232.27 грн

Купить

Интернет Магазин MaxShop

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ lb

Доставка по Украине

294 грн

226.38 грн

Купить

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128 lb

Доставка по Украине

332 грн

255.64 грн

Купить

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ sp

Доставка по Украине

263.75 грн

203.09 грн

Купить

Shopeshop

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128 sp

Доставка по Украине

301.64 грн

232.27 грн

Купить

Shopeshop

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ wb

Доставка по Украине

294 грн

226. 38 грн

Купить

Webbi

USB программатор USBAwb AVR ATMEGA8 ATMEGA128 wb

Доставка по Украине

332 грн

255.64 грн

Купить

Webbi

LED ВАСЯ диагност VCDS Pro 18.2 на Русском ATMEGA162 + 16V8BQL + FT232RL

Доставка по Украине

1 500 грн

Купить

aikonss

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

по 160 грн

от 15 продавцов

160 грн

Купить

Магазин «Панас»

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

160 — 322 грн

от 2 продавцов

160 грн

Купить

Магазин «Freedelivery»

Arduino pro mini (atmega328p) [3.3V, 8mHz]

На складе в г. Винница

Доставка по Украине

150 грн

Купить

Mr. Robot

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

по 135 грн

от 14 продавцов

135 грн

Купить

Магазин «Панас»

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

по 160 грн

от 3 продавцов

160 грн

Купить

KRONS интернет- магазин

Отладочная плата минимал ZIF панель AVR ATmega8 ATmega48, СОБЕРИ САМ

На складе

Доставка по Украине

135 — 173 грн

от 7 продавцов

316 грн

158 грн

Купить

GoodStore | Подарки, Товары для дома и работы

Смотрите также

Программатор ATMEGA8 ATMEGA128 AVR USBASP

На складе в г. Полтава

Доставка по Украине

159.99 грн

Купить

Интернет магазин «E-To4Ka»

LED ВАСЯ диагност 19.5 Pro VCDS VAG ATMEGA162 + 16V8BQL+ FT232RL не Китай . Гарантия .

Доставка по Украине

1 500 грн

Купить

aikonss

Программатор ATMEGA8 ATMEGA128 AVR USBASP

На складе в г. Полтава

Доставка по Украине

159.99 грн

Купить

IT Electronics

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128 2000-00514

На складе в г. Ровно

Доставка по Украине

160 грн

Купить

ПОЛЕЗНЫЕ МЕЛОЧИ

Адаптер VagCom 17.8 VCDS HEX CAN ATMEGA162+FT232RQ RUS ENG

На складе

Доставка по Украине

по 1 450 грн

от 3 продавцов

1 450 грн

Купить

Техно Плюс

Программатор AVR USBASP ATMEGA8A 3.3/5В

На складе в г. Умань

Доставка по Украине

136 грн

Купить

Интернет-магазин «FreeBuy.in.ua»

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128

На складе

Доставка по Украине

160 — 199 грн

от 6 продавцов

236 грн

165 грн

Купить

Sat-ELLITE.Net ➤ ИНТЕРНЕТ-СУПЕРМАРКЕТ

Микроконтроллер ATMEGA8A

На складе в г. Николаев

Доставка по Украине

324 грн

Купить

Интернет-магазин Co-Di

Мікроконтролер ATMEGA8A

На складе в г. Николаев

Доставка по Украине

324 грн

Купить

Интернет-магазин Co-Di

Микроконтроллер ATmega8A-AU

На складе в г. Николаев

Доставка по Украине

337 грн

Купить

Интернет-магазин Co-Di

USB программатор USBASP AVR ATMEGA8 ATMEGA128

Доставка по Украине

160 грн

Купить

freedelivery

Микросхема ATMEGA8A-AU

На складе в г. Полтава

Доставка по Украине

119.99 грн

Купить

Интернет магазин «E-To4Ka»

Микросхема ATMEGA8L-8PU

Доставка по Украине

200.80 грн

Купить

+380969252020 Viber *** IMPORTTIME.KIEV.UA***

Микросхема ATMEGA8L-16PU

Доставка по Украине

163.60 грн

Купить

+380969252020 Viber *** IMPORTTIME. KIEV.UA***

Трехканальный RGB контроллер подсветки панели приборов автомобиля на Atmega8

Микроконтроллеры и Технологии каталог схем и прошивок

  • Вход на сайт
  • Создать аккаунт

Имя пользователя

Пароль

Запомнить меня

  • Забыли пароль?
  • Забыли логин?
  • Создать аккаунт
  • Создать аккаунт
  • Вход на сайт
  1. Главная|
  2. Устройства|
  3. AVR|
  4. Трехканальный RGB контроллер подсветки панели приборов автомобиля на Atmega8
Просмотров: 22000

ATmega8 Автомобиль RGB

Контроллер имеет на борту 3 RGB канала, которые настраиваются по отдельности. 1 и 2 каналы привязаны к первому и второму логическим входам управления. Третий RGB канал для подсветки тахометра, с этим каналом связан выход тахометра. При превышении заранее установленного числа оборотов двигателя RGB канал сначала мигает красным цветом и включается зуммер, если обороты уменьшатся цвет канала возвращается к исходному состоянию, если обороты не уменьшаются канал остается гореть красным цветом, а зуммер выключается.

Устройство реализовано на микроконтроллере ATmega8, который тактируется от внешнего кварцевого резонатора частотой 8МГц. В качестве источника напряжения 5 Вольт использован линейный LowDrop стабилизатор. Единственный управляющий элемент энкодер, который отщелкивает 24 импульса на оборот. Полевые транзисторы P-канальные, можно использовать любые принимая во внимание мощность нагрузки, я использовал транзисторы с материнской платы 06N03. Широтно импульсный сигнал для RGB каналов реализован программно.

Алгоритм работы устройства

При включении все настройки читаются из памяти. Если на соответствующих входах управления лог. единицы каналы плавно включаются, сначала первый потом второй и третий. Если установлена задержка на плавное включение каналы включаются с соответствующей задержкой. Если при включении контроллера был поднят ручник все каналы 5 раз мигают красным цветом, так же будет если поднять ручник при работающем контроллере.

Если на входе 1 лог. ноль первый RGB канал плавно потухнет с соответствующей задержкой.

Если на входе 2 лог. ноль второй RGB канал плавно потухнет с соответствующей задержкой.
Если на входе 1 и 2 лог. ноль все RGB каналы по очереди плавно потухнут с соответствующей задержкой.
Если на входе 1 лог. единица первый и третий RGB каналы плавно разгорятся с соответствующей задержкой.
Если на входе 2 лог. единица второй и третий RGB каналы плавно разгорятся с соответствующей задержкой.

Если включить контроллер с нажатой кнопкой энкодера включится функция тестирования RGB светодиодов.

В обычном режиме при повороте ручки энкодера меняется общая яркость.

Программирование настроек RGB каналов и задержек.

Если в режиме настройки кнопка энкодера не нажималась более 30 сек. произойдет автоматический выход из режима настроек с сохранением их в памяти. При нажатии на кнопку энкодера:

Число нажатий

на кнопку

энкодера

RGB Канал

Число вспышек

канала

Настраиваемый параметр

(поворотом ручки энкодера)

1 1 канал 1 Цвет
2 1 канал 2 Насыщенность
3 1 канал 3 Яркость
4 1 канал 4

Задержка плавного включения/выключения

желтый цвет — 0 сек
зеленый цвет — 1 сек
фиолетовый цвет — 3 сек
синий цвет — 5 сек
розовый цвет — 10 сек

красный цвет — 15 сек 

5 2 канал  1 Цвет
6 2 канал  2 Насыщенность
7 2 канал  3 Яркость
8 2 канал  4

Задержка плавного включения/выключения

желтый цвет — 0 сек
зеленый цвет — 1 сек
фиолетовый цвет — 3 сек
синий цвет — 5 сек
розовый цвет — 10 сек
красный цвет — 15 сек 

9 2 канал  1 Цвет 
10 2 канал  2 Насыщенность 
11 2 канал  3 Яркость 
12 2 канал  4

Задержка плавного включения/выключения

желтый цвет — 0 сек
зеленый цвет — 1 сек
фиолетовый цвет — 3 сек
синий цвет — 5 сек
розовый цвет — 10 сек
красный цвет — 15 сек

 
13

1 канал

2 канал

3 канал 

 3  Сохранение настроек в памяти

Программирование отсечки по оборотам двигателя:

Запустить двигатель, включить RGB контроллер, установить максимальные обороты двигателя нажав на педаль газа и нажать на кнопку энкодера, по истечению трех секунд третий канал мигнет 3 раза, после отпустить кнопку и отпустить педаль газа. Все RGB каналы мигнут 3 раза подтверждая сохранение настройки в память контроллера.

Видео работы RGB контроллера

Обсуждение статьи на форуме

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

  • Назад
  • Вперед

Знакомство с ATmega8 — Инженерные проекты

Подразделения:

Программное обеспечение:

Привет, друзья! Надеюсь у тебя все хорошо. Я вернулся, чтобы ежедневно давать вам порцию полезной информации, чтобы вы могли преуспеть и улучшить в соответствии с вашими техническими потребностями и требованиями. Сегодня я расскажу подробности о Introduction to ATmega8 . Это 8-разрядный микроконтроллер AVR , основанный на технологии RISC CMOS и поставляемый с 28-контактный интерфейс для пакета PDIP . Память программы составляет 8 КБ Flash , а RAM и EEPROM имеют 1 КБ и 512 байт соответственно.

Компания Microchip является основным поставщиком микроконтроллеров PIC и AVR, которые в основном используются во встроенных и промышленных системах автоматизации. Эти модули могут выполнять ряд функций на крохотном чипе, избавляя вас от лишней траты и покупки внешних компонентов для выкладывания автоматики в соответствующий проект.

В этом посте я расскажу обо всем, что связано с этим крошечным чипом, включая основные функции, распиновку, описание контактов, функции, используемый компилятор и все, что вам нужно знать. Давайте перейдем к деталям этого бортового модуля:

Знакомство с ATmega8

  • ATmega8 — это 28-контактный 8-битный микроконтроллер AVR, основанный на архитектуре RISC, разработанный компанией Microchip и в основном используемый во встраиваемых системах. и проекты промышленной автоматизации.
  • Он поставляется в трех корпусах, известных как PDIP, MLF и TQFP , где первый содержит 28 контактов, а два других — по 32 контакта на каждом модуле.
  • Память программы (флэш-память) имеет размер 8 КБ. используется для хранения программного кода и постоянных настроек.
  • Atmega8 поставляется с оперативной памятью объемом 1 КБ , это энергозависимая память, которая обновляется при перезапуске.
  • Он также имеет память EEPROM объемом 512 байт , которая является полуэнергозависимой памятью.
  • Другие функции включают в себя таймер включения, сторожевой таймер, обнаружение пониженного напряжения, внутрисхемное последовательное программирование и пять спящих режимов.
  • Набор инструкций является основным критерием, который отличает этот модуль от микроконтроллера PIC, где первый выполняет большинство инструкций за один такт и имеет 32 регистра общего назначения, а более поздний требует определенного количества тактовых циклов на инструкцию и поставляется с W зарегистрироваться.
  • К устройству добавлен 10-битный модуль АЦП, который играет жизненно важную роль для взаимодействия с датчиками и содержит в общей сложности 6 каналов для пакета PDIP и 8 каналов для оставшихся двух пакетов.
  • Протоколы связи, такие как SPI, I2C и USART , добавлены к устройству, которое широко используется для установления связи с внешними устройствами.

Основные характеристики ATmega8

  • Прежде чем приступить к работе над соответствующим проектом, рекомендуется проверить функции модуля, чтобы понять, подходят ли эти функции для проекта, над которым вы собираетесь работать.
  • В следующей таблице показаны основные функции ATmega8.
Основные характеристики Atmega8
Количество контактов 28
ЦП 8-битный AVR
Рабочее напряжение от 2,7 до 5,5 В
Программная память
Тип памяти программы Вспышка
ОЗУ 1 Кбайт
ЭСППЗУ 512 байт
АЦП Количество каналов АЦП 10-битный 6 в PDIP, 8 в TQFP и QFN
Компаратор 1
ШИМ-каналы 3
Осциллятор до 16 МГц
Таймер (3) 16-битный таймер (1) 8-битный таймер (2)
Пакеты (3) PDIP (28 контактов) TQFP (32 контакта) QFN (32)
Таймер включения Да
Контакты ввода/вывода 23
Производитель Микрочип
СПИ Да
I2C Да
Сторожевой таймер Да
Обнаружение пониженного напряжения (BOD) Да
USART Да
Спящие режимы 5
Минимальная рабочая температура -55 С
Максимальная рабочая температура 125 С

ATmega8 Распиновка и описание

  • Вы получили краткое введение в модуль. В этом разделе мы рассмотрим распиновку и описание каждого контакта.

Распиновка

  • На следующем рисунке показана распиновка ATmega8.
  • ATmega8 выпускается в трех корпусах, известных как PDIP, MLF и TQFP, первый из которых используется для прототипов, а два других — для промышленных и электронных устройств.
  • В следующей таблице приведено полное описание каждого контакта, что поможет вам определить основные функции, связанные с каждым контактом.
Распиновка и описание Atmega8
1 ПК6 ПЕРЕЗАГРУЗИТЬ PCINT14 Контакт ввода/вывода СБРОС будет сгенерирован, если на этом выводе останется НИЗКИЙ уровень дольше, чем минимальная длина импульса. Прерывание
2 ПД0 RXD PCINT16 Контакт ввода/вывода Пин-код последовательного приема (USART) Прерывание
3 ПД1 Техас PCINT17 Контакт ввода/вывода Пин последовательной передачи (USART) Прерывание
4 ПД2 INT0 PCINT18 Контакт ввода/вывода Внешнее прерывание Прерывание
5 ПД3 INT1 OC2B PCINT19 Контакт ввода/вывода Внешнее прерывание Выделенный контакт для таймера (канал ШИМ) Прерывание
6 ПД4 Т0 XCK PCINT20 Контакт ввода/вывода T0 (вход внешнего счетчика Timer0) XCK (ввод/вывод внешних часов USART) Прерывание
7 ВКК Электропитание
8 Земля Контакт заземления
9 ПБ6 OSC1 XTAL1 PCINT6 Контакт ввода/вывода Входной контакт генератора Прерывание
10 ПБ7 OSC2 XTAL2 PCINT7 Контакт ввода/вывода Выходной контакт генератора Прерывание
11 ПД5 Т1 ОС0В PCINT21 Контакт ввода/вывода PinT1 (вход внешнего счетчика Timer0) Выделенный контакт для таймера (канал ШИМ) Прерывание
12 ПД6 AIN0 ОС0А PCINT22 Ввод/вывод Положительный контакт аналогового компаратора Выделенный контакт для таймера (канал ШИМ) Прерывание
13 ПД7 AIN1 PCINT23 Контакт ввода/вывода Аналоговый компаратор отрицательный Прерывать
14 ПБ0 ICP1 КЛКО PCINT0 Контакт ввода/вывода Внутрисхемное последовательное программирование Часы Прерывать
15 ПБ1 OC1A PCINT1 Контакт ввода/вывода Выделенный контакт для таймера (канал ШИМ) Прерывать
16 ПБ2 SS OC1B PCINT2 Контакт ввода/вывода SPI Slave Выберите вход. Когда контроллер действует как ведомый, этот контакт НИЗКИЙ Выделенный контакт для таймера (канал ШИМ) Прерывание
17 ПБ3 МОСИ ОС2А PCINT3 Контакт ввода/вывода MOSI (вход Master Output Slave) для связи SPI. Данные принимаются этим контактом, когда контроллер действует как подчиненный. Выделенный контакт для таймера Прерывать
18 ПБ4 МИСО PCINT4 Контакт ввода/вывода MISO (ведущий вход, ведомый выход) для связи SPI. Когда контроллер действует как ведомый, данные отправляются контроллером ведущему через этот вывод. Прерывание
19 ПБ5 СКК PCINT5 Контакт ввода/вывода SCK (последовательные часы шины SPI). Эти часы используются контроллером и другими устройствами для передачи данных. Прерывание
20 АВКК Контакт подачи напряжения для АЦП
21 АРЕФ Опорное напряжение
22 ЗЕМЛЯ Контакт заземления
23 ПК0 АЦП0 PCINT8 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 0 Прерывать
24 ПК1 АЦП1 PCINT9 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 1 Прерывание
25 ПК2 АЦП2 PCINT10 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 2 Прерывание
26 ПК3 АЦП3 PCINT11 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 3 Прерывание
27 ПК4 АЦП4 ПДД PCINT12 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 4 Последовательные данные (I2C) Прерывание
28 ПК5 АЦП5 СКЛ PCINT13 Контакт ввода/вывода Аналоговый канал 5 Серийные часы (I2C) Прерывание

Основные функции ATmega8

  • ATmega8 может выполнять ряд функций.
  • Ниже приведены основные функции, связанные с этим крошечным модулем.

Таймер

Atmega8 включает в себя три таймера, два из которых 8-битные, а один 16-битный. Эти таймеры можно использовать в обоих направлениях, т. е. как таймер, а также как счетчик, где первый используется для создания задержки в любой запущенной функции, управляет внутренними функциями контроллера и увеличивает цикл команд, а последний используется для подсчета количества циклов. интервалы путем увеличения нарастающего и спадающего фронта контакта и в основном используется для внешних функций. Помимо этих таймеров, в устройство включены два других таймера, названных 9.0005

  • Таймеры запуска генератора
  • Таймер включения питания

Таймер запуска генератора используется для стабилизации кварцевого генератора путем сброса контроллера. А таймер включения генерирует небольшую задержку после включения устройства, помогая стабилизировать мощность для генерации сигналов мощности с непрерывными интервалами.

Количество спящих режимов

Пять спящих режимов встроены в устройство, что помогает экономить энергию. Эти режимы включают в себя:

  • Энергосбережение
  • Выключение
  • Простой
  • Шумоподавление АЦП
  • Резервный

Обнаружение пониженного напряжения (BOD)

BOD, также известный как BOR (сброс пониженного напряжения), используется для сброса модуля, когда Vcc (напряжение питания) падает ниже порогового значения пониженного напряжения. Важно отметить, что таймер включения питания должен быть включен для создания задержки и помощи в возврате устройства из функции BOD. В этом режиме создается несколько диапазонов напряжения для защиты модуля при падении напряжения в линии питания.

Связь SPI

ATmega8 поставляется с последовательным периферийным интерфейсом (SPI) — коммуникационным модулем, который помогает установить связь между микроконтроллером и другими периферийными устройствами, такими как сдвиговые регистры, SD-карты и датчики. Он включает в себя отдельные линии синхронизации и данных с добавлением линии выбора для выбора соответствующего устройства для связи.

Для связи по SPI используются следующие два контакта:

  • MOSI (ведущий выход, подчиненный вход)
  • MISO (ведущий вход, ведомый выход)

Вывод MOSI получает данные, когда контроллер действует как ведомый. И MISO играет жизненно важную роль в отправке данных контроллером, а затем переводится в подчиненный режим.

Сторожевой таймер

ATmega8 включает встроенный сторожевой таймер, который сбрасывает контроллер, если работающая программа зависает во время компиляции или застревает в бесконечном цикле. Сторожевой таймер — это не что иное, как таймер обратного отсчета.

Прерывание

Прерывание указывает на экстренный вызов, который приостанавливает выполнение основной функции до тех пор, пока не будет выполнена требуемая инструкция. Контроллер переходит к основной программе после вызова и выполнения прерывания.

Связь I2C

  • Протокол I2C используется для подключения низкоскоростных устройств, таких как преобразователи АЦП и ЦАП, а также микроконтроллеры.
  • Это двухпроводная связь, которая поставляется с:
    • Последовательные часы (SCL)
    • Серийные данные (SDA)

Первый представляет собой тактовый сигнал, который синхронизирует передачу данных между устройствами и создается ведущим устройством, а второй используется для передачи необходимых данных.

Интерфейс памяти ATmega8

Пространство памяти в контроллере представляет собой линейную и обычную карту памяти. Этот модуль AVR поставляется с гарвардской архитектурой, которая содержит отдельные ячейки памяти как для данных, так и для программы.

  • Одноконвейерная обработка используется для выполнения инструкций в памяти программ — программируемой флэш-памяти, где вызывается и выполняется следующая инструкция, за которой следует следующая инструкция, помогающая выполнять инструкции в каждом такте.

Файловый регистр быстрого доступа поставляется с 32 x 8-битными рабочими регистрами общего назначения, к которым можно получить доступ за один такт, что помогает в выполнении операции АЛУ (арифметико-логического устройства), где результат сохраняется в регистровом файле.

Доступ к памяти ввода-вывода можно получить несколькими способами: напрямую или с использованием ячеек пространства данных, охватывающих регистровый файл, 0x20 – 0x5F.

Память программ (ПЗУ)

  • Память программ занимает около 8 КБ и может выполнять инструкции в каждом такте.
  • Он хранит информацию постоянно и не зависит от источника питания и широко известен как ПЗУ или энергонезависимая память.
  • Адрес памяти программы может обращаться к 16- или 32-битной инструкции.
  • Program Flash разделен на две части, включая раздел Application Program и раздел Boot Program.
  • Последний поставляется с флэш-памятью приложений, используемой для записи инструкций SPM.

Память данных (ОЗУ)

Объем памяти данных составляет около 1 КБ (1024 байта). Доступ к нему можно получить через пять различных режимов адресации в архитектуре AVR: прямой, косвенный, косвенный со смещением, косвенный с предварительным уменьшением и косвенный с постинкрементным.

  • Три адресных регистра X, Y и Z могут увеличиваться и уменьшаться с регулярными интервалами при наличии режимов косвенной адресации.

Гибкий модуль прерываний содержит регистры управления, которые дополнительно содержат глобальный бит разрешения прерывания, находящийся в регистре состояния. Все эти прерывания содержат таблицу векторов прерываний с вектором прерывания, где первый зависит от позиции вектора прерывания и обратно пропорционален друг другу.

  • Модуль ALU, который разделен на три основные функции, известные как прямые, арифметические и битовые функции, имеет прямую связь с 32 регистрами общего назначения в течение одного тактового цикла.

Компиляторы ATmega8

Если вы новичок в микроконтроллерах, вы можете немного скептически относиться к компилятору, который можно использовать для написания и компиляции кода в контроллер AVR. Я объединил некоторые базовые компиляторы, некоторые из которых лучше других с точки зрения эффективности. Хотя в бесплатных версиях могут отсутствовать некоторые функции, рекомендуется начинать с них новичкам, чтобы получить практический опыт работы с контроллером AVR.

  • Компилятор IAR оказался лучшим компилятором для AVR. Хотя это дорого и включает в себя высокопрофессиональный интерфейс.
  • Порт GCC — хороший вариант для AVR, который работает как с Linux, так и с Windows. Интерфейс немного сложный.
  • ImageCraft — еще один правильный вариант для начала, но в нем отсутствуют некоторые функции графического интерфейса, такие как редактор и управление проектами, которые могут создавать проблемы во время выполнения кода.
  • CodeVision поставляется с CodeWizard и очень экономичен.
6. Интерфейс ATmega8 с Arduino

ATmega8 может быть сопряжен с Arduino для разработки встроенного проекта. На следующем рисунке показано взаимодействие ATmega8 с Arduino.

  • Если вы не знакомы с платой Arduino, вы должны попробовать эти проекты Arduino для начинающих, они помогут понять основные функции платы Arduino.

Внутренняя блок-схема ATmega8

  • Блок-схема поможет вам понять, как основные функции и компоненты связаны и работают внутри устройства.
  • На следующем рисунке показана блок-схема ATmega8:
  • ATmega8 — это маломощный микроконтроллер CMOS AVR, в основном основанный на архитектуре RISC. Выполняя мощные инструкции за один такт, ATmega8 способна выполнять и выполнять мощные инструкции, используя 1MIPS на МГц за один такт, что значительно помогает оптимизировать энергопотребление.
8. Проекты и приложения ATmega8
  • Используется во встроенных и робототехнических системах
  • Широко используется в студенческих проектах
  • Домашняя система безопасности
  • Для проектирования квадрокоптеров
  • Промышленная автоматизация

Это все на сегодня. Я надеюсь, что вы нашли информацию об этой статье. Если вы не уверены или у вас есть какие-либо вопросы, вы можете связаться со мной в разделе комментариев ниже. Я хотел бы помочь вам наилучшим образом я могу. Не стесняйтесь присылать нам свои ценные предложения — они помогут нам предоставить вам качественную работу. Спасибо за прочтение статьи.

Бессенсорный контроллер двигателя BLDC на основе AVR

Я хотел бы представить один из моих проектов, связанных с управлением двигателями. Это трехфазный (3F) бесщеточный контроллер двигателя постоянного тока (BLDC) на базе микроконтроллера AVR ATmega8.

Характеристики
  • Положение вала двигателя оценивается по наведенному обратному электромагнитному полю (ЭМП), что позволяет отказаться от дополнительных датчиков положения вала.
  • Процедура пуска позволяет запустить двигатель, только если начальная нагрузка достаточно мала.
  • Два режима управления:
    • регулирование скорости с контуром обратной связи и ПИД-регулятором,
    • управление без обратной связи.
  • Скорость вращения рассчитывается на основе времени между переключениями.
  • Поддерживаемые трехфазные двигатели BLDC с обмотками, соединенными звездой.
  • Силовой каскад на полевых МОП-транзисторах.
  • Входное напряжение в диапазоне 8-13 В для использования с трехэлементной литий-полимерной батареей.
  • Постоянный ток до 8 А.
  • Протокол связи I2C.
  • Ограничен максимальный ток двигателя.

Визуализация контроллера двигателя

Входная цепь с фильтрами и стабилизатором

Для фильтрации некоторых помех от напряжения питания использовались два электролитических конденсатора С1, С2 и керамический конденсатор С3. Роль C3 заключается в фильтрации высокочастотных всплесков напряжения. Стабилизатор LM1117-5 имеет максимальное значение V DO (Voltage Dropout), равное 1,1 В при значении тока ниже 100 мА.

Входная цепь с фильтрами и стабилизатором

Схема микроконтроллера AVR ATmega8

Микроконтроллер ATmega8 оснащен несколькими GPIO (универсальный ввод-вывод), АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и таймерами, необходимыми для двигателя контроль. Кроме того, он имеет контроллер I2C и генератор мертвого времени, что особенно полезно при управлении полевыми МОП-транзисторами.

Схема микроконтроллера ATmega 8

Идея процедуры запуска заключается в следующем. Во время пуска контроллера двигателя питание обмоток подается в произвольно выбранном порядке для перемещения 9Вал 0713. Это связано с тем, что при низкой скорости вращения обратная ЭДС недостаточно велика для точного измерения. При достаточной частоте вращения режим управления переключается на режим, основанный на измерениях обратной ЭДС.

Тогда алгоритм основан на предположении, что на каждом шаге питаются только две обмотки (фазы), а на третьей обмотке индуцируется ЭДС. Эта индуцированная ЭДС называется обратной ЭДС и имеет трапециевидную форму из-за механической конструкции двигателя. Величина ЭДС индукции пропорциональна положению вала двигателя. Также на основе измерения ЭДС рассчитываются времена коммутации.

Три линии от двигателя (U_ADC, V_ADC, W_ADC) были подключены к АЦП микроконтроллера. Кроме того, использовался сигнал SPEED_REF, который представляет собой заданную скорость как аналоговую величину. Сигнал CURRENT используется для измерения тока, протекающего через двигатель. В качестве опорного напряжения использовалась VBAT, разделенная на делителе напряжения. Такое решение позволяет избежать измерения напряжения питания до измерения фазных напряжений. Более подробную информацию можно найти в примечаниях по применению Atheml AVR444.

Делитель напряжения с фильтрами нижних частот – часть системы отбора проб

Для правильного измерения индуктивной обратной ЭДС в неподключенной обмотке была разработана следующая система. Он состоит из четырех делителей напряжения с пассивными фильтрами нижних частот.

Система дискретизации – фильтры нижних частот с делителями напряжения

 

Значения элементов рассчитаны так, чтобы не превышать напряжения питания микроконтроллера и напряжения AVCC.

Силовой каскад

Цепь силового каскада можно разделить на две части. Первый отвечает за правильное управление второй частью с тремя полумостами.

Цепь силового каскада

 

Для управления полевыми МОП-транзисторами в полумостах устройству требуется несколько сигналов ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Однако используемый микроконтроллер смог сгенерировать только три таких сигнала. Поэтому был использован дополнительный модуль NC7WZ08 с вентилями И. В используемом биполярном методе управления один ШИМ-сигнал управляет двумя силовыми транзисторами.

Для управления верхними транзисторами полумостов необходимо также предусмотреть дополнительную схему на биполярных NPN транзисторах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *