Асинхронный последовательный порт в МК

UART — универсальный асинхронный последовательный приемо-передатчик совместим с UART в персональном компьютере и имеет стандартный формат передачи данных (рассмотренный нами в первой главе). На основе UART реализуются все популярные протоколы в мире встраиваемых микропроцессорных систем: Bitbus (последовательная магистраль управления), CAN и Modbus (межконтроллерные сетевые интерфейсы) и многие другие. Реализация UART на микроконтроллере ATMEGA8535 представлена на рисунке 37.12.

Рисунок 37.12 Блок-схема UART в режиме передачи

Основные характеристики UART:

-

скорость передачи до 155 200 бод;

-формат данных;

-обнаружение ошибок формирования кадра и переполнения;

-фильтрация шума;

-буфер приемника и передатчика;

-три отдельных прерывания: по завершении передачи, по завершении приема и по пустому буферу передатчика.

Режимы пониженного энергопотребления МК AVR

Современные микроконтроллеры имеют несколько режимов пониженного энергопотребления, в которые могут быть переведены программным путем. Для разных семейств и разных микроконтроллеров в пределах каждого семейства изменяются количество и сочетание доступных режимов пониженного энергопотребления.

Шесть наиболее распространенных режимов пониженного энергопотребления.

1) Режим холостого хода (IDLE), в котором прекращает работу только процессор и фиксируется содержимое памяти данных, а внутренний генератор синхросигналов, таймеры, система прерываний и WATCHDOG-таймер продолжают функционировать.

2) Режим микропотребления (Power Down), в котором сохраняется содержимое регистрового файла, но останавливается внутренний генератор синхросигналов. Выход из Power Down возможен либо по общему сбросу микроконтроллера, либо по сигналу (уровень) от внешнего источника прерывания. При включенном WATCHDOG-таймере ток потребления в этом режиме составляет около 60...80 мкА, а при выключенном — менее 1 мкА. Вышеприведенные значения справедливы для величины питающего напряжения 5 В.

3) Режим сохранения энергии (Power Save), который реализован только у тех микроконтроллеров, которые имеют в своем составе систему реального времени. В основном, режим Power Save идентичен Power Down, но здесь допускается независимая работа дополнительного таймера/счетчика RTC. Выход из режима Power Save возможен по прерыванию, вызванному или переполнением таймера/счетчика RTC, или срабатыванием блока сравнения этого счетчика. Ток потребления в этом режиме составляет 6...10 мкА при напряжении питания 5 В на частоте 32,768 кГц.

4) Режим подавления шума при работе аналого-цифрового преобразователя (ADC Noise Reduction). Как уже отмечалось, в этом режиме останавливается процессорное ядро, но разрешена работа АЦП, двухпроводного интерфейса I2C и сторожевого таймера.

5) Основной режим ожидания (Standby). Идентичен режиму Power Down, но здесь работа тактового генератора не прекращается.Это гарантирует быстрый выход микроконтроллера из режима ожидания всего за 6 тактов генератора.

6) Дополнительный режим ожидания (Extended Standby). Идентичен режиму Power Save, но здесь работа тактового генератора тоже не прекращается. Это гарантирует быстрый выход микроконтроллера из режима ожидания всего за 6 тактов генератора. Некоторые микроконтроллеры имеют еще одну примечательную архитектурную особенность, позволяющую значительно снизить энергопотребление всего кристалла в целом, когда в процессе работы возникают вынужденные паузы ожидания. В этом случае целесообразно уменьшить ток потребления центрального процессора и периферийных устройств, как в активном режиме, так и в режиме холостого хода, понизив основную тактовую частоту микроконтроллера. Для этой цели на кристалле размещен специальный предварительный делитель, позволяющий делить основную тактовую частоту на целое число в диапазоне от 2 до 129. Включение/выключение данной функции осуществляется одной короткой командой в программе.

Большинство микроконтроллеров функционируют в широком диапазоне питающих напряжений от 1,8 до 6,0 вольт. Энергопотребление в активном режиме зависит от величины напряжения питания, от частоты, на которой работает микроконтроллер.

Температурные диапазоны работы микроконтроллеров:

-коммерческий (0°С...70°С);

-индустриальный (-40°С...+85°С);

-автомобильный (-40°С...+100°С);

-военный (-55°С...+125°С).

Контрольные вопросы:

1. Какие основные характеристики восьмибитных микроконтроллеров?

2. Какова структура восьмибитных микроконтроллеров?

3. Организация памяти программ.

4. Организация памяти данных.