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

©2021 mgr Jerzy Wałaszek
I LO w Tarnowie

obrazek

Mikrokontrolery

ATmega48A/PA/88A/PA/168A/PA/328/P

Charakterystyki typowe (TA = -40°C ... 85°C) dla ATmega48A

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

Poniższe wykresy ukazują typowe zachowanie się mikrokontrolera. Danych tych nie testowano podczas produkcji. Wszystkie pomiary poboru prądu dokonano przy wszystkich końcówkach we/wy skonfigurowanych jako wejścia z włączonymi wewnętrznymi opornikami podciągającymi. Jako źródło zegarowe użyto generatora sinusoidalnego z wyjściem typu rail-to-rail.

Wszystkie pomiary w trybach aktywnym i bezczynnym zostały wykonane z ustawionymi wszystkimi bitami w rejestrze PRR, co w efekcie wyłączyło powiązane z nimi moduły we/wy. Również komparator analogowy był wyłączony podczas tych pomiarów.

Pobór prądu w trybie wyłączenia zasilania (ang. Power-down mode) jest niezależny od wyboru zegara. Pobór prądu jest funkcją kilku czynników takich jak: napięcie robocze, częstotliwość pracy, obciążenie końcówek we/wy, częstotliwość przełączania końcówek we/wy. wykonywany kod oraz temperatura otoczenia. Dominującymi czynnikami są napięcie pracy i częstotliwość pracy.

Prąd pobierany z końcówek obciążonych pojemnościowo można oszacować (dla jednej końcówki) jako:


gdzie:
CL = obciążająca pojemność
VCC = napięcie robocze
f = średnia częstotliwość przełączania końcówki we/wy

Pomiary charakterystyk są wykonywane przy częstotliwościach wyższych niż ograniczenia testowe. Nie gwarantuje się poprawnej pracy mikrokontrolera przy przekroczeniu maksymalnych częstotliwości pracy określanych przez kod zamówienia.

Różnica poboru prądu w trybie wyłączenia z działającym licznikiem czasu i z wyłączonym licznikiem czasu odzwierciedla pobór prądu przez moduł licznika zegarowego.

Prąd zasilania w trybie czynnym

Rys.1 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie aktywnym w funkcji niskiej częstotliwości (0,1-1,0MHz)

Rys.2 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie aktywnym w funkcji częstotliwości (1-20MHz)

Rys.3 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie aktywnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 128kHz)

Rys.4 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie aktywnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 1MHz)

Rys.5 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie aktywnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 8MHz)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Prąd zasilania w trybie bezczynnym

Rys.6 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie bezczynnym w funkcji niskiej częstotliwości (0,1-1,0MHz)

Rys.7 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie bezczynnym w funkcji częstotliwości (1-20MHz)

Rys.8 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie bezczynnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 128kHz)

Rys.9 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie bezczynnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 1MHz)

Rys.10 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie bezczynnym w funkcji VCC (Wewnętrzny oscylator RC, 8MHz)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Prąd zasilania modułów we/wy w ATmega48A

Tabelki i wzory przedstawione poniżej można używać do wyliczania dodatkowego poboru prądu przez różne moduły we/wy w trybie aktywnym i bezczynnym. Włączanie i wyłączanie tych modułów we/wy kontroluje rejestr zmniejszania poboru prądu, PRR.

Tab.1 Dodatkowy pobór prądu przez różne moduły we/wy w mikrokontrolerze ATmega48PA
(wartości bezwzględne)
Bit w PRR Typowe wartości prądu
VCC = 2V, F = 1MHz VCC = 3V, F = 4MHz VCC = 5V, F = 8MHz
PRUSART0 2,9uA 20,7μA 97,4μA
PRTWI 6,0μA 44,8μA 219,7μA
PRTIM2 5,0μA 34,5μA 141,3μA
PRTIM1 3,6μA 24,4μA 107,7μA
PRTIM0 1,4μA 9,5μA 38,4μA
PRSPI 5,0μA 38,0μA 190,4μA
PRADC 6,1μA 47,4μA 244,7μA
Tab.2 Dodatkowy pobór prądu (w procentach) w trybach aktywnym i bezczynnym
Bit w PRR Dodatkowy pobór prądu w trybie aktywnym  z zegarem zewnętrznym (Rys.1 i rys.2) Dodatkowy pobór prądu w trybie bezczynnym  z zegarem zewnętrznym (Rys.6 i rys.7)
PRUSART0 1,8% 11,4%
PRTWI 3,9% 20,6%
PRTIM2 2,9% 15,7%
PRTIM1 2,1% 11,2%
PRTIM0 0,8% 4,2%
PRSPI 3,3% 17,6%
PRADC 4,2% 22,1%

Możliwe jest wyliczenie typowego poboru prądu na podstawie wartości w powyższych dwóch tabelkach.

Przykład

Obliczyć spodziewany pobór prądu w trybie bezczynnym z włączonymi TIMER1, przetwornikiem A/C i modułem SPI przy zasilaniu VCC = 2,0V i częstotliwości F = 1MHz.

W tab.2  w trzeciej kolumnie widzimy, że potrzebujemy dodać do poboru prądu 11,2% dla TIMER1, 22,1% dla przetwornika A/C i 17,6% dla modułu SPI. Odczytując rys.6 znajdujemy, iż pobór prądu w trybie bezczynnym przy VCC = 2,0V i F = 1MHz wynosi około 0,028mA. Stąd całkowity pobór prądu w trybie bezczynnym z włączonymi TIMER1, przetwornikiem A/C i modułem SPI wynosi:

ICC ≈ 0,028mA · (1 + 0,112 + 0,221 + 0,176) ≈ 0,042mA
Na początek:  podrozdziału   strony 

Prąd zasilania w trybie wyłączenia

Rys.11 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie wyłączenia w funkcji VCC (Licznik zegarowy wyłączony)

Rys.12 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie wyłączenia w funkcji VCC (Licznik zegarowy włączony)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Prąd zasilania w trybie oszczędzania energii

Rys.13 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie oszczędzania energii w funkcji VCC (Licznik zegarowy wyłączony, uruchomiony oscylator kwarcowy 32kHz)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Prąd zasilania w trybie gotowości

Rys.14 ATmega48A: Prąd zasilający w trybie oszczędzania energii w funkcji VCC (Licznik zegarowy wyłączony)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Opornik podciągający końcówki

Rys.15 Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 1,8V)

Rys.16 Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 2,7V)

Rys.17 Prąd opornika podciągającego końcówki we/wy w funkcji napięcia wejściowego (VCC = 5V)

Rys.18 Prąd opornika podciągającego końcówki RESET w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 1,8V)

Rys.19 Prąd opornika podciągającego końcówki RESET w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 2,7V)

Rys.20 Prąd opornika podciągającego końcówki RESET w funkcji napięcia końcówki RESET (VCC = 5V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Moc driverów końcówek

Rys.21 ATmega48A: Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wpływającego (VCC = 3V)

Rys.22 ATmega48A: Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wpływającego (VCC = 5V)

Rys.23 ATmega48A: Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wypływającego (VCC = 3V)

Rys.24 ATmega48A: Napięcie wyjściowe końcówki we/wy w funkcji prądu wypływającego (VCC = 5V)

Na początek:  podrozdziału   strony 

Progi końcówek i histereza

Rys.25 ATmega48A: Wejściowe napięcie progowe końcówki we/wy w funkcji VCC (VIH, końcówka we/wy odczytywana jako 1)

Rys.26 ATmega48A: Wejściowe napięcie progowe końcówki we/wy w funkcji VCC (VIL, końcówka we/wy odczytywana jako 0)

Rys.27 ATmega48A: Histereza wejściowa końcówki we/wy w funkcji VCC

Rys.28 ATmega48A: Wejściowe napięcie progowe końcówki RESET w funkcji VCC (VIH, końcówka we/wy odczytywana jako 1)

Rys.29 ATmega48A: Wejściowe napięcie progowe końcówki RESET w funkcji VCC (VIL, końcówka we/wy odczytywana jako 0)

Rys.30 ATmega48A: Histereza wejściowa końcówki RESET w funkcji VCC

Na początek:  podrozdziału   strony 

Progi BOD

Rys.31 ATmega48A: Progi BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 1,8V)

Rys.32 ATmega48A: Progi BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 2,7V)

Rys.33 ATmega48A: Progi BOD w funkcji temperatury (BODLEVEL wynosi 4,3V)

Rys.34 ATmega48A: Napięcie odniesienia w funkcji VCC

Na początek:  podrozdziału   strony 

Szybkość wewnętrznych oscylatorów

Rys.35 ATmega48A: Częstotliwość oscylatora licznika zegarowego w funkcji temperatury

Rys.36 ATmega48A: Częstotliwość oscylatora licznika zegarowego w funkcji VCC

Rys.37 ATmega48A: Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji VCC

Rys.38 ATmega48A: Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji temperatury

Rys.39 ATmega48A: Częstotliwość kalibrowanego oscylatora RC 8MHz w funkcji wartości OSCCAL

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu przez moduły peryferyjne

Rys.40 ATmega48A: Prąd przetwornika A/C w funkcji VCC (AREF = AVCC)

Rys.41 ATmega48A: Prąd komparatora analogowego w funkcji VCC

Rys.42 ATmega48A: Prąd zewnętrznego napięcia odniesienia AREF w funkcji VCC

Rys.43 ATmega48A: Prąd detektora spadku napięcia zasilania w funkcji VCC

Rys.44 ATmega48A: Prąd programowania w funkcji VCC

Na początek:  podrozdziału   strony 

Pobór prądu w czasie resetu i szerokość impulsu reset

Rys.45 ATmega48A: Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji niskiej częstotliwości (0,1 - 1,0MHz)

Rys.46 ATmega48A: Prąd zasilania w czasie resetu w funkcji częstotliwości (1 - 20MHz)

Rys.47 ATmega48A: Minimalna szerokość impulsu resetu w funkcji VCC

Na początek:  podrozdziału   strony 

Zespół Przedmiotowy
Chemii-Fizyki-Informatyki

w I Liceum Ogólnokształcącym
im. Kazimierza Brodzińskiego
w Tarnowie
ul. Piłsudskiego 4
©2021 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.