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

©2022 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

obrazek

Mikrokontrolery

ATtiny24/44/84

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:

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

Prąd zasilania modułów we/wy

Poniższych tabel można używać do wyliczania dodatkowego poboru prądu dla różnych modułów we/wy w trybach czynnym (ang. Active Mode) i bezczynnym (ang. Idle Mode). Włączanie lub wyłączanie tych modułów we/wy jest kontrolowane przez rejestr zmniejszania poboru energii, (ang. PRR, Power Reduction Register).

Dodatkowy pobór prądu przez różne moduły we/wy (wartości bezwzględne)

Bit PRR Typowe wartości
VCC = 2V, f = 1MHz VCC = 3V, f = 4MHz VCC = 5V, f = 8MHz
PRTIM1 5,1 μA 31,0 μA 118,2 μA
PRTIM0 6,6 μA 40,0 μA 153,0 μA
PRUSI 3,7 μA 23,1 μA 92,2 μA
PRADC 29,6 μA 88,3 μA 333,3 μA

Tabela poniżej może zostać wykorzystana do wyliczenia typowego poboru prądu przy innych napięciach zasilania i innych częstotliwościach niż te, dla których ułożono poprzednią tabelę.

Dodatkowy pobór prądu (procentowo) w trybach czynnym i bezczynnym

Bit PRR Dodatkowy pobór prądu w trybie
czynnym z zegarem zewnętrznym
Dodatkowy pobór prądu w trybie
bezczynnym z zegarem zewnętrznym
PRTIM1 1,8 % 8,0 %
PRTIM0 2,3 % 10,4 %
PRUSI 1,4 % 6,1 %
PRADC 6,7 % 28,8 %

Przykład

Obliczyć oczekiwany pobór prądu w trybie bezczynnym z aktywnymi modułami USI (uniwersalny interfejs szeregowy), TIMER0 (timer licznik 0) i ADC (przetwornik A/C) przy VCC = 2.0V i f = 1MHz. W pierwszej tabelce i w jej trzeciej kolumnie widzimy, że musimy dodać 6,1% dla modułu USI, 10,4% dla TIMER0 i 28,8% dla przetwornika A/C. Na wykresie rys.6 znajdujemy, że pobór prądu w trybie bezczynnym przy 2V i 1MHz wynosi około 0,04mA. Stąd całkowity pobór prądu w trybie bezczynnym z włączonymi modułami USI, TIMER0 i ADC wyniesie

ICCTOT ≈ 0,04mA · (1 + 0,061 + 0,104 + 0,288) ≈ 0,06mA
Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w trybie czynnym

Rys.1. Prąd trybu czynnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz)

Rys 2.. Prąd trybu czynnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz)

Rys 3.. Prąd trybu czynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,8 MHz)

Rys 4. Prąd trybu czynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,1 MHz)

Rys 5. Prąd trybu czynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,128 kHz)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w trybie bezczynnym

Rys.6. Prąd trybu bezczynnego w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0 MHz)

Rys 7.. Prąd trybu bezczynnego w funkcji częstotliwości (1 - 20 MHz)

Rys 8.. Prąd trybu bezczynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,8 MHz)

Rys 9. Prąd trybu bezczynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,1 MHz)

Rys 10. Prąd trybu bezczynnego w funkcji Vcc (Wewnętrzny oscylator RC,128 kHz)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w trybie wyłączenia

Rys 11. Prąd trybu wyłączenia w funkcji Vcc (Timer licznika zegarowego wyłączony)

Rys 12. Prąd trybu wyłączenia w funkcji Vcc (Timer licznika zegarowego włączony)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w trybie gotowości

Rys 13. Prąd trybu gotowości w funkcji Vcc (Zewnętrzny kwarc 4 MHz, timer licznika zegarowego wyłączony)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Opornik podciągający końcówki

Rys 14. Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 1,8 V)

Rys 15. Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 2,7 V)

Rys 16. Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 5 V)

Rys 17. Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 1,8 V)

Rys 18. Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET  (VCC = 2,7 V)

Rys 19. Prąd opornika podciągającego w funkcji napięcia końcówki RESET  (VCC = 5 V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Moc buforów wyjściowych

Rys 20. Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wpływającego  (VCC = 3 V)

Rys 21. Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wpływającego  (VCC = 5 V)

Rys 22. Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wypływającego  (VCC = 3 V)

Rys 23. Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wypływającego  (VCC = 5 V)

Rys 24. Napięcie wyjściowe końcówki RESET w funkcji prądu wpływającego  (VCC = 3 V)

Rys 25. Napięcie wyjściowe końcówki RESET w funkcji prądu wpływającego  (VCC = 5 V)

Rys 26. Napięcie wyjściowe końcówki RESET w funkcji prądu wypływającego  (VCC = 3 V)

Rys 27. Napięcie wyjściowe końcówki RESET w funkcji prądu wypływającego  (VCC = 5 V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Progi wejściowe i histereza

Rys 28. Wejściowe napięcie progowe końcówki we/wy w funkcji VCC  (VIH, końcówka we/wy odczytywana jako "1")

Rys 29. Wejściowe napięcie progowe końcówki we/wy w funkcji VCC  (VIL, końcówka we/wy odczytywana jako "0")

Rys 30. Histereza wejściowa końcówki we/wy w funkcji VCC

Rys 31. Wejściowe napięcie progowe końcówki RESET w funkcji VCC  (VIH, końcówka we/wy odczytywana jako "1")

Rys 32. Wejściowe napięcie progowe końcówki RESET w funkcji VCC  (VIL, końcówka we/wy odczytywana jako "0")

Rys 33. Histereza wejściowa końcówki RESET w funkcji VCC

Rys 34. Histereza wejściowa końcówki RESET w funkcji VCC (końcówka RESET jako we/wy)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Progi BOD i niezrównoważenie napięcia odniesienia

Rys 35. Próg BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 4,3V)

Rys 36. Próg BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 2,7V)

Rys 37. Próg BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 1,8V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Prędkość oscylatora wewnętrznego

Rys 38. Częstotliwość oscylatora licznika zegarowego w funkcji VCC

Rys 39. Częstotliwość oscylatora licznika zegarowego w funkcji temperatury

Rys 40. Częstotliwość oscylatora kalibrowanego w funkcji VCC

Rys 41. Częstotliwość oscylatora kalibrowanego w funkcji temperatury

Rys 42. Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji wartości OSCAL

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu przez moduły peryferyjne

Rys 43. Prąd przetwornika A/C w funkcji VCC (częstotliwość 4MHz)

Rys 44. Prąd końcówki AREF zewnętrznego napięcia odniesienia w funkcji VCC

Rys 45. Prąd komparatora analogowego w funkcji VCC

Rys 46. Prąd programowania w funkcji VCC (ATtiny24)

Rys 47. Prąd programowania w funkcji VCC (ATtiny44)

Rys 48. Prąd programowania w funkcji VCC (ATtiny84)

Rys 49. Prąd detektora spadku napięcia zasilania w funkcji VCC

Rys 50. Prąd timera licznika zegarowego w funkcji VCC

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w czasie resetu i długość impulsu resetu

Rys 51. Prąd zasilania przy resecie w funkcji VCC (0,1 - 1 MHz, z wyłączeniem prądu opornika podciągającego)

Rys 52. Prąd zasilania przy resecie w funkcji VCC (1 - 20 MHz, z wyłączeniem prądu opornika podciągającego)

Rys 53. Minimalna szerokość impulsu resetu w funkcji VCC (1 - 20 MHz, z wyłączeniem prądu opornika podciągającego)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki

w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2022 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.