Serwis Edukacyjny
w I-LO w Tarnowie
obrazek

Materiały dla uczniów liceum

  Wyjście       Spis treści       Wstecz       Dalej  

obrazek

Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek
Konsultacje: Wojciech Grodowski, mgr inż. Janusz Wałaszek

©2023 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

obrazek

Mikrokontrolery

ATtiny2313A/4313

Parametry typowe

obrazek

Educational and Non-Profit Use of Copyrighted Material:

If you use Microchip copyrighted material solely for educational (non-profit) purposes falling under the “fair use” exception of the U.S. Copyright Act of 1976 then you do not need Microchip’s written permission. For example, Microchip’s permission is not required when using copyrighted material in: (1) an academic report, thesis, or dissertation; (2) classroom handouts or textbook; or (3) a presentation or article that is solely educational in nature (e.g., technical article published in a magazine).

https://www.microchip.com/about-us/legal-information/copyright-usage-guidelines

SPIS TREŚCI
Podrozdziały

obrazek

Dane zawarte w tym rozdziale są w dużej części oparte na symulacjach oraz parametrach podobnych mikrokontrolerów tworzonych za pomocą tego samego procesu i metod projektowania. Stąd dane te powinny być traktowane jako wskazówki co do sposobu zachowania się tego mikrokontrolera.

Kolejne wykresy pokazują typowe zachowanie się układu. Parametry te nie są testowane podczas produkcji, gdzie testy wykonywane są z częstotliwościami wykraczającymi poza normalne granice, co nie oznacza, iż w normalnych warunkach pracy mikrokontroler również będzie pracował właściwie przy takich częstotliwościach.

Wszystkie pomiary poboru prądu są wykonywane przy konfiguracji wszystkich końcówek do pracy jako wejścia z włączonymi wewnętrznymi opornikami podciągającymi. Pobór prądu jest funkcją kilku czynników takich jak, napięcie pracy, częstotliwość robocza, obciążenie końcówek we/wy, częstotliwość przełączania poziomów logicznych na końcówkach we/wy, wykonywany kod i temperatura otoczenia. Dominującymi czynnikami są napięcie zasilania i częstotliwość pracy.

Jako źródło zegarowe używany jest generator sinusoidalny z wyjściem typu rail-to-rail (napięcie wyjściowe oscyluje pomiędzy GND a VCC), lecz bieżący pobór prądu w trybie wyłączenia zasilania (ang. Power-Down mode) jest niezależny od wyboru zegara. Różnica pomiędzy bieżącym poborem prądu w trybie wyłączenia zasilania z uruchomionym licznikiem zegarowym (ang. Watchdog Timer) oraz w tym samym trybie bez uruchomionego licznika zegarowego  reprezentuje prąd różnicowy pobierany przez ten licznik.

Prąd pobierany z końcówek przy obciążeniu pojemnościowym można oszacować (dla jednej końcówki) następująco:

obrazek
gdzie:
VCC = napięcie pracy,
CL = pojemność obciążenia,
fSW = średnia częstotliwość przełączania stanów logicznych na końcówce we/wy.

Wpływ zmniejszania poboru prądu

Moduły peryferyjne są włączane i wyłączane poprzez bity sterujące w rejestrze zmniejszania poboru energii (ang. Power Reduction Register, PRR).

Dodatkowy pobór prądu przez peryferia mikrokontrolera ATtiny2313A/4313

Bit PRR Typowe wartości
VCC = 2V, f = 1MHz VCC = 3V, f = 4MHz VCC = 5V, f = 8MH
PRTIM0 2 μA 11 μA 50 μA
PRTIM1 5 μA 30 μA 120 μA
PRUSI 2 μA 11 μA 50 μA
PRUSART 4 μA 22 μA 95 μA
Na początek:  podrozdziału   strony 

ATtiny2313A

Pobór prądu w trybie aktywnym

Rys.1 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.2 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.3 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 8 MHz)

Rys.4 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 1 MHz)

Rys.5 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 128 kHz)

Pobór prądu w trybie bezczynnym

Rys.6 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.7 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.8 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 8 MHz)

Rys.9 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 1 MHz)

Rys.10 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 128 kHz)

Pobór prądu w trybie wyłączenia

Rys.11 Prąd zasilania dla trybu wyłączenia w funkcji VCC (licznik zegarowy wyłączony)

Rys.12 Prąd zasilania dla trybu wyłączenia w funkcji VCC (licznik zegarowy włączony)

Pobór prądu w czasie resetu

Rys.13 Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji VCC (0,1 - 1,0 MHz, z pominięciem prądu płynącego przez opornik podciągający końcówki RESET)

Rys.14 Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji VCC (1 - 20 MHz, z pominięciem prądu płynącego przez opornik podciągający końcówki RESET)

Pobór prądu przez moduły peryferyjne

Rys.15 Prąd detektora spadku napięcia zasilającego w funkcji VCC (Poziom BOD = 1,8 V)

Rys.16 Prąd przy programowaniu w funkcji VCC

Uwaga:   Powyższy prąd programowania jest oparty na symulacji i charakterystyce podobnego mikrokontrolera (ATtiny24A).

Oporniki podciągające

Rys.17 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.18 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 2,7 V)

Rys.19 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.20 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 1,8 V)

Rys.21 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 2,7 V)

Rys.22 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 5 V)

Moc buforów wyjściowych

Rys.23 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.24 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 3 V)

Rys.25 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.26 Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.27  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 3 V)

Rys.28  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.29  Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wypływającego (Końcówka RESET jako we/wy, T = 25°C)

Rys.30  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka RESET jako we/wy, T = 25°C)

Progi wejściowe i histereza dla portów we/wy

Rys.31  Próg napięcia wejściowego VIH w funkcji VCC (Końcówka we/wy odczytywana jako 1)

Rys.32  Próg napięcia wejściowego VIL w funkcji VCC (Końcówka we/wy odczytywana jako 0)

Rys.33  Histereza wejściowa VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka we/wy)

Rys.34  Próg napięcia wejściowego VIH w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy odczytywana jako 1)

Rys.35   Próg napięcia wejściowego VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy odczytywana jako 0)

Rys.36  Histereza wejściowa VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy)

BOD, napięcie odniesienia i reset

Rys.37  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 4,3V)

Rys.38  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 2,7V)

Rys.39  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 1,8V)

Rys.40  Napięcie odniesienia w funkcji VCC

Rys.41  Napięcie odniesienia w funkcji temperatury (VCC = 5V)

Rys.42 Napięcie wejściowe stanu wysokiego VIH w funkcji VCC (Końcówka RESET odczytywana jako 1)

Rys.43 Napięcie wejściowe stanu niskiego VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET odczytywana jako 0)

Rys.44 Histereza napięcia wejściowego VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET)

Rys.45 Minimalna szerokość impulsu reset w funkcji VCC (Końcówka RESET)

Szybkość wewnętrznego oscylatora

Rys.46 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji VCC

Rys.47 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji temperatury

Rys.48 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji wartości rejestru OSCCAL (VCC = 3V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

ATtiny4313

Pobór prądu w trybie aktywnym

Rys.49 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.50 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.51 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 8 MHz)

Rys.52 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 1 MHz)

Rys.53 Prąd zasilania dla trybu aktywnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 128 kHz)

Pobór prądu w trybie bezczynnym

Rys.54 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.55 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz) (PRR = 0xFF)

Rys.56 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 8 MHz)

Rys.57 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 1 MHz)

Rys.58 Prąd zasilania dla trybu bezczynnego w funkcji VCC (wewnętrzny oscylator RC, 128 kHz)

Pobór prądu w trybie wyłączenia

Rys.59 Prąd zasilania dla trybu wyłączenia w funkcji VCC (licznik zegarowy wyłączony)

Rys.60 Prąd zasilania dla trybu wyłączenia w funkcji VCC (licznik zegarowy włączony)

Pobór prądu w czasie resetu

Rys.61 Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji VCC (0,1 - 1,0 MHz, z pominięciem prądu płynącego przez opornik podciągający końcówki RESET)

Rys.62 Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji VCC (1 - 20 MHz, z pominięciem prądu płynącego przez opornik podciągający końcówki RESET)

Pobór prądu przez moduły peryferyjne

Rys.63 Prąd detektora spadku napięcia zasilającego w funkcji VCC (Poziom BOD = 1,8 V)

Rys.64 Prąd przy programowaniu w funkcji VCC

Uwaga:   Powyższy prąd programowania jest oparty na symulacji i charakterystyce podobnego mikrokontrolera (ATtiny44A).

Oporniki podciągające

Rys.65 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.66 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 2,7 V)

Rys.67 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia wejściowego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.68 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 1,8 V)

Rys.69 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 2,7 V)

Rys.70 Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 5 V)

Moc buforów wyjściowych

Rys.71 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.72 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 3 V)

Rys.73 Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wpływającego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.74 Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 1,8 V)

Rys.75  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 3 V)

Rys.76  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka we/wy, VCC = 5 V)

Rys.77  Napięcie wyjściowe stanu niskiego VOL w funkcji prądu wypływającego (Końcówka RESET jako we/wy, T = 25°C)

Rys.78  Napięcie wyjściowe stanu wysokiego VOH w funkcji prądu wypływającego (Końcówka RESET jako we/wy, T = 25°C)

Progi wejściowe i histereza dla portów we/wy

Rys.79  Próg napięcia wejściowego VIH w funkcji VCC (Końcówka we/wy odczytywana jako 1)

Rys.80  Próg napięcia wejściowego VIL w funkcji VCC (Końcówka we/wy odczytywana jako 0)

Rys.81  Histereza wejściowa VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka we/wy)

Rys.82  Próg napięcia wejściowego VIH w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy odczytywana jako 1)

Rys.83   Próg napięcia wejściowego VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy odczytywana jako 0)

Rys.84  Histereza wejściowa VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET jako we/wy)

BOD, napięcie odniesienia i reset

Rys.85  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 4,3V)

Rys.86  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 2,7V)

Rys.87  Progi BOD w funkcji temperatury (Poziom BOD = 1,8V)

Rys.88  Napięcie odniesienia w funkcji VCC

Rys.89  Napięcie odniesienia w funkcji temperatury (VCC = 5V)

Rys.90 Napięcie wejściowe stanu wysokiego VIH w funkcji VCC (Końcówka RESET odczytywana jako 1)

Rys.91 Napięcie wejściowe stanu niskiego VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET odczytywana jako 0)

Rys.92 Histereza napięcia wejściowego VIH - VIL w funkcji VCC (Końcówka RESET)

Rys.93 Minimalna szerokość impulsu reset w funkcji VCC (Końcówka RESET)

Szybkość wewnętrznego oscylatora

Rys.94 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji VCC

Rys.95 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji temperatury

Rys.96 Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji wartości rejestru OSCCAL (VCC = 3V)

Na początek:  podrozdziału   strony 
Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki
w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2023 mgr Jerzy Wałaszek

Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.

Pytania proszę przesyłać na adres email: i-lo@eduinf.waw.pl

Serwis wykorzystuje pliki cookies. Jeśli nie chcesz ich otrzymywać, zablokuj je w swojej przeglądarce.

Informacje dodatkowe.