Uporabniški priročnik za mikrokrmilnik MICROCHIP TECHNOLOGY ATmega8-16PU

1. Uvod

Ta priročnik vsebuje bistvene informacije za pravilno uporabo, nastavitev in vzdrževanje mikrokrmilnika MICROCHIP TECHNOLOGY ATmega8-16PU. ATmega8-16PU je nizkoenergijski 8-bitni CMOS mikrokrmilnik, ki temelji na izboljšani RISC arhitekturi AVR. Z izvajanjem zmogljivih ukazov v enem samem taktnem ciklu ATmega8-16PU dosega prepustnost, ki se približuje 1 MIPS na MHz, kar sistemskemu načrtovalcu omogoča optimizacijo porabe energije v primerjavi s hitrostjo obdelave.

2. Izdelek je končanview

ATmega8-16PU je vsestranski 8-bitni mikrokrmilnik, zasnovan za širok spekter vgrajenih aplikacij. Ima 8 KB samoprogramirljivega flash pomnilnika v sistemu, 512 bajtov EEPROM-a, 1 KB SRAM-a, 23 splošnih V/I linij, 32 splošnih delovnih registrov, tri prilagodljive časovnike/števce s primerjalnimi načini, notranje in zunanje prekinitve, serijski programabilni USART, bajtno usmerjen dvožični serijski vmesnik, 6-kanalni ADC (8-kanalni v ohišjih TQFP in QFN/MLF), programabilni časovnik Watchdog z notranjim oscilatorjem, serijska vrata SPI in šest programsko izbranih načinov varčevanja z energijo. Naprava deluje med 4.5 in 5.5 volti in je na voljo v 28-pinskem ohišju PDIP.

Slika 1: Mikrokrmilnik ATmega8-16PU v 28-pinskem ohišju PDIP. Ta slika prikazuje črno pravokotno integrirano vezje z logotipom »MICROCHIP« in besedilom »ATmega8«, ki ima dve vrsti pinov vzdolž daljših stranic.

3. Specifikacije

• Model: ATmega8-16PU
• Arhitektura: 8-bitni AVR RISC
• Flash pomnilnik: 8KB samoprogramirljiv v sistemu
• EEPROM: 512 bajtov
• SRAM: 1 KB
• V/I pini: 23 programabilnih
• Delovna zvezatage: 4.5 V - 5.5 V
• Največja taktna frekvenca: 16 MHz
• Vrsta paketa: 28-pinski PDIP (plastični dvojni linijski paket)
• Zunanje naprave: 3 časovniki/števci, UART, SPI, I2C, 6-kanalni 10-bitni ADC, analogni primerjalnik, nadzorni časovnik
• Proizvajalec: Microchip tehnologija

4. Nastavitev

Pravilna nastavitev je ključnega pomena za zanesljivo delovanje ATmega8-16PU. Za podrobne diagrame razporeditve pinov in električne lastnosti vedno glejte uradni podatkovni list ATmega8.

4.1. Priključitev napajalnika

• Priključite VCC (pin 7) na stabilno 5V napajanje.
• Priključite GND (pin 8) na ozemljitev vezja.
• Priključite AVCC (pin 20) na VCC ali na ločeno filtrirano 5V napajanje, če uporabljate analogno-digitalni pretvornik (ADC).
• Priključite AREF (pin 21) na analogni referenčni signal.tage za ADC, običajno VCC ali zunanjo referenco.
• Ločilne kondenzatorje (npr. keramične s kapaciteto 0.1 µF) je treba namestiti blizu priključkov VCC in AVCC, da se filtrira šum.

4.2. Konfiguracija vira ure

ATmega8-16PU za delovanje potrebuje vir takta. To je lahko notranji RC oscilator ali zunanji kristal/resonator.

• Zunanji kristal/resonator: Med XTAL1 (pin 9) in XTAL2 (pin 10) priključite kristalni ali keramični resonator. Iz vsakega kristalnega pina na ozemljitev priključite dva majhna kondenzatorja (običajno 18–22 pF).
• Notranji RC oscilator: ATmega8 ima notranji kalibriran RC oscilator. To je mogoče izbrati z bitnimi fuse med programiranjem.

4.3. Programski vmesnik (ISP)

ATmega8-16PU se običajno programira z uporabo sistemskega programiranja (ISP). To zahteva programator AVR ISP in povezave z naslednjimi priključki:

• RST (pin 1): Ponastavi PIN.
• SCK (pin 19): Serijska ura.
• MISO (pin 18): Gospodar noter, suženj ven.
• MOSI (pin 17): Gospodar ven, suženj noter.
• VCC (pin 7) in GND (pin 8): Napajanje za mikrokrmilnik.

4.4. Razvojno okolje

Za razvoj vdelane programske opreme za ATmega8-16PU boste potrebovali ustrezno integrirano razvojno okolje (IDE) in prevajalnik. Med priljubljene možnosti spadajo:

• Microchip Studio (prej Atmel Studio): Uradno integrirano razvojno okolje (IDE) podjetja Microchip, ki ponuja celovita orodja za razvoj AVR-jev.
• Arduino IDE: Uporablja se lahko z ATmega8, če je nameščen zagonski nalagalnik Arduino, kar poenostavi razvoj za hobiste.
• PlatformaIO: Medplatformsko integrirano razvojno okolje (IDE) in ekosistem za razvoj vgrajenih sistemov.

5. Načela delovanja

Razumevanje osnovnih načel delovanja je bistvenega pomena za učinkovito programiranje in uporabo ATmega8-16PU.

5.1. Potek dela programiranja

1. Napiši kodo: Razvijte kodo svoje aplikacije v jeziku C/C++ z uporabo izbranega integriranega razvojnega okolja (IDE).
2. Prevedi: Prevedite izvorno kodo v HEX file, kar je strojno berljiva oblika za mikrokrmilnik.
3. Flash: Za nalaganje šestnajstiške datoteke uporabite programatorja ponudnika internetnih storitev. file v bliskovni pomnilnik ATmega8-16PU. Ta postopek vključuje tudi nastavitev fuse bitov, ki konfigurirajo temeljne nastavitve naprave, kot sta vir ure in zaznavanje izpada napetosti.
4. Test: Preverite delovanje programirane naprave.

5.2. Digitalni V/I

ATmega8-16PU ima 23 splošnih V/I pinov, organiziranih v tri vrata: vrata B (PB0-PB7), vrata C (PC0-PC6) in vrata D (PD0-PD7). Vsak pin je lahko konfiguriran kot vhod ali izhod in ima lahko omogočen notranji pull-up upor, ko je konfiguriran kot vhod.

• Register DDRx: Register smeri podatkov (npr. DDRB) nadzoruje, ali je pin vhod (0) ali izhod (1).
• Register PORTx: Ko je konfiguriran kot izhod, PORTx nadzoruje stanje izhoda (VISOKO/NIZKO). Ko je konfiguriran kot vhod, PORTx omogoči/onemogoči notranji pull-up upor.
• PINx register: Prebere trenutno stanje vhodnih pinov.

5.3. Analogno-digitalni pretvornik (ADC)

Vgrajeni 10-bitni ADC omogoča mikrokrmilniku merjenje analogne napetostitagIma 6 multipleksiranih kanalov (na ohišju PDIP) in lahko pretvori analogni vhodni signaltage na 10-bitno digitalno vrednost.

5.4. Komunikacijski vmesniki

ATmega8-16PU podpira več protokolov za serijska komuniciranja:

• USART (Univerzalni sinhroni/asinhroni sprejemnik/oddajnik): Za serijsko komunikacijo z drugimi napravami (npr. računalnikom prek pretvornika USB-serijski vhod).
• SPI (serijski periferni vmesnik): Visokohitrostna sinhrona serijska podatkovna povezava za komunikacijo na kratke razdalje.
• Dvožični serijski vmesnik (TWI/I2C): Dvožični serijski vmesnik, usmerjen na bajte, za povezovanje nizkohitrostnih perifernih naprav.

6. Vzdrževanje

ATmega8-16PU je robustna elektronska komponenta, vendar sta pravilno ravnanje in shranjevanje bistvena za zagotovitev njene dolge življenjske dobe in zanesljivega delovanja.

• Zaščita pred elektrostatično razelektritvijo (ESD): Z mikrokrmilnikom vedno ravnajte z ustreznimi varnostnimi ukrepi proti elektrostatični razelektritvi, na primer z uporabo antistatične zapestnice in delom na podlogi, varni pred elektrostatično razelektritvijo. Statična elektrika lahko trajno poškoduje napravo.
• Shranjevanje: Neuporabljene mikrokrmilnike shranjujte v originalni antistatični embalaži ali v posodah, varnih pred elektrostatično razelektritvijo, v suhem okolju z nadzorovano temperaturo. Izogibajte se ekstremnim temperaturam in vlagi.
• Čiščenje: Tekočih čistil ne uporabljajte neposredno na mikrokrmilniku. Če je čiščenje potrebno, za odstranitev prahu uporabite mehko, suho krtačo ali stisnjen zrak. Pred čiščenjem se prepričajte, da je naprava izklopljena in odklopljena iz vseh tokokrogov.
• Fizična poškodba: Izogibajte se upogibanju ali obremenjevanju nožic. Pri vstavljanju v podnožja ali testne plošče zagotovite pravilno poravnavo.

7. Odpravljanje težav

Če imate težave z ATmega8-16PU, upoštevajte naslednje korake za odpravljanje težav:

• Ni napajanja/naprava se ne odziva:
  • Preverite, ali sta povezavi VCC in GND pravilni in stabilni (5 V).
  • Preverite kratke stike na plošči.
  • Prepričajte se, da je vir ure (kristal/resonator ali notranji RC) pravilno konfiguriran in deluje.
• Napake pri programiranju:
  • Preverite, ali so povezave ponudnika internetnih storitev (RST, SCK, MISO, MOSI, VCC, GND) varne in pravilne.
  • Preverite, ali je programator pravilno izbran v vašem IDE.
  • Preverite nastavitve bitov varovalke. Napačni biti varovalke (npr. napačen vir ure) lahko preprečijo programiranje.
  • Med programiranjem se prepričajte, da mikrokrmilnik prejema zadostno napajanje.
• Nepričakovano vedenje/motnje v delovanju kode:
  • Review vašo kodo za logične napake.
  • Uporabite orodja za odpravljanje napak, če so na voljo (npr. simulator v programu Microchip Studio).
  • Preverite povezave in vrednosti zunanjih komponent (upori, kondenzatorji, senzorji).
  • Zagotovite, da je napajanje stabilno in brez prekomernega šuma.
• Pregrevanje naprave:
  • Preverite, ali je poraba toka iz vhodno/izhodnih priključkov prevelika ali da prihaja do kratkih stikov.
  • Zagotovite obratovalno glasnosttage je znotraj določenega območja (4.5 V - 5.5 V).

8. Garancija in podpora

Za podrobne informacije o garanciji in tehnično podporo glede mikrokrmilnika ATmega8-16PU se obrnite na uradno spletno stran Microchip Technology. webspletno mesto ali se obrnite neposredno na njihovo podporo strankam. Podatkovni listi izdelkov, opombe o uporabi in forumi skupnosti so dragoceni viri za nadaljnjo pomoč.

Uradnik za tehnologijo Microchip Webspletno mesto: www.microchip.com