Источники сброса - раздел Высокие технологии, АРХИТЕКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Причинами (Источниками) Сброса Могут Являться Различные Возде...
Причинами (источниками) сброса могут являться различные воздействия: включение питания и кратковременные его изменения, сигналы формируемые аппаратно вне и внутри микроконтроллера, а также инструкции программы. В частности, инструкция безусловного перехода на адрес $0 всегда приводит к сбросу устройства.
Источники сброса микроконтроллера А Ттеда 163:
0Сброс при включении питания (Power-on Reset.). Сброс происходит, если
напряжение питания ядра ниже определенного порога (Vpot).
0 Внешний сброс (External Reset). Сброс происходит при поступлении сигнала низкого уровня длительностью более 500 ns на внешний контакт reset микросхемы.
0 Сброс сторожевым таймером (Watchdog Reset). Сброс происходит по
команде сторожевого таймера.
0 Сброс при кратковременном провале напряжения питания (Brown-out
Reset). .... , .... ................ (Vbot).
По любой из этих причин микроконтроллер переходит к выполнению программы с адреса $0. В этой ячейке обычно размещают инструкцию jmp с адресом программы инициализации системы.
Структурная схема блока управления сбросом приведена на рис. 6.1.
Рис. 6.1 Функциональная схема управления сбросом
Все сигналы сброса детектируются на кристалле специальными схемами.
0 Схема сброса при включении питания (Power – On Reset Circuit) контролирует напряжение питания Vcc и запускается при Vcc > Vpot. При номинальном напряжении питания Vcc=5B, типовое значение порогового напряжения VPOT = 1,4 В.
0 Схема сброса при кратковременном провале напряжения питания (Brown- Out Reset Circuit) сравнивает напряжение питания Vcc с уровнем Vbot. Уровень сигнала Vbot программируется c помощью специального бита программирования уровня BODLEVEL. Этот бит относится к группе fuse- битов микроконтроллера, позволяющих задавать их некоторые конфигурационные особенности. Fuse-биты программируются при занесении программы в память и в процессе работы микроконтроллера не могут быть изменены. Схемой контроля питания (Brown-Out Reset Circuit) управляют fuse-биты BODEN и BODLEVEL. При BODLEVEL = 1 уровень Vbot равен 2,7В, а при BODLEVEL = 0 - 4B.
Сигналы с этих схем и сигнал со сторожевого таймера (Watchdog Timer) фиксируются в регистре состояния процессорного ядра MCUSR (MCU Status Register) и объединенные по схеме ИЛИ, устанавливают RS-триггер. Длительность импульса внутреннего сброса (Internal Reset) на выходе триггера задается счетчиком задержки (Delay Counter). Фактически сброс микроконтроллера происходит по окончании импульса внутреннего сброса. Время задержки от момента поступления одного из сигналов сброса до окончания импульса сброса зависит от периода тактового генератора СК (Clock), от состояния fuse-бита BODLEVEL и может регулироваться /use-битами CKSEL[3. …0]. Время задержки при различных комбинациях битов CKSEL приведено в таблице 6.1.
Таблица 6.1. Программирование временной задержки при сбросе
CKSEL[3…0]
BODLEVEL=0
BODLEVEL=1
Рекомендуемое использование
4,2 мс + 6 CK
5,8 мс + 6 CK
Внешний генератор, быстрое включение
30 mkс + 6 СК
10mkс + 6СК
Внешний генератор, BOD включен
67 мс + 6 СК
92 мс + 6 СК
Внутренний RC генератор, медленное включение
4,2 мс + 6 СК
5,8 мс + 6 СК
Внутренний RC генератор, быстрое включение
30 цс + 6 СК
10mkс + 6СК
Внутренний RC генератор, BOD включен
67 мс + 6 СК
92 мс + 6 СК
Внешний RC генератор, медленное включение
4,2 мс + 6 СК
5,8 мс + 6 СК
Внешний RC генератор, быстрое включение
30 mkс + 6 СК
10mkс + 6СК
Внешний RC генератор,ВOD включен
67 мс+ 32К СК
92мс + 32К СК
Внешний низкочастотный кристалл
CKSEL[3…0]
BODLEVEL=0
BODLEVEL=1
Рекомендуемое использование
67мс+ 1КСК
92мс+ 1КСК
Внешний низкочастотный кристалл
67мс+16КСК
92мс+ 16КСК
Кварцевый резонатор, медленное включение
4,2мс+16КСК
5,8мс+16КСК
Кварцевый резонатор, быстрое включение
30mkс+16КСК
10цс+16КСК
Кварцевый резонатор, BOD включен
67мс+1КСК
92мс+ 1КСК
Керамический резонатор, медленное включение
4,2 мс+ 1КСК
5,8 мс+ 1КСК
Керамический резонатор, быстрое включение
30цс+1КСК
10цс+1КСК
Керамический резонатор, BOD включен
Регистр состояния процессорного ядра MCUSR (MCU Status Register) позволяет определить источник сброса. Он доступен программно в пространстве регистров ввода/вывода по адресу $34($54) (рис. 6.2).
Рис.6.2. Регистр MCUSR
0 Бит 3 - WDRF (Watchdog Reset Flag) - флаг сторожевого таймера. Бит устанавливается при сбросе процессорного ядра сторожевым таймером, сбрасывается при включении питания или путем записи логического нуля.
0 Бит 2 - BORF (Brown-out Reset Flag) - флаг сброса при кратковременном провале питания. Бит устанавливается при сбросе от кратковременного провала напряжения питания, сбрасывается при включении питания или путем записи логического нуля.
0 Бит 1 - EXTRF (External Reset Flag) - флаг внешнего сброса. Флаг устанавливается при сбросе от внешнего источника, сбрасывается при включении питания или путем записи логического нуля.
0 Бит 0 - PORF (Power-on Reset Flag) - флаг сброса при включении питания. Бит устанавливается при включения питания, сбрасывается только путем записи логического нуля.
Флажки сброса используются для определения причины сброса. Если регистр очищен программно до момента сброса, то источник сброса может быть найден чтением регистра целиком или его отдельных флажков.
Создание фирмой Intel в году первой программируемой электронной схемы на... За лет своего бурного развития микропроцессорные системы прошли путь от специализированных комплектов интегральных...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Источники сброса
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
АРХИТЕКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
Контроллером в технике регулирования считается управляющее устройство, осуществляющее регулирующие или контролирующие функции в системе. Контроллер, реализованный на одном кристалле
Память программ
Программа микропроцессора представляет собой последовательность команд (инструкций). Каждая инструкция имеет свой оригинальный двоичный код. Коды инструкций и хранятся в памяти прог
Масочная память
Масочная память (maskROM) программируется с помощью фотошаблонов (масок) на стадии изготовления микроконтроллера. Т.е. контроллер с масочной памятью изготавливается с
Однократно программируемая память
Однократно программируемая память (OTPROM - One Time Programmable ROM) no принципу построения и функционирования аналогична масочной, но она поставляется изготовителем микрок
Репрограммируемая память
Репрограммируемая память (EPROM - Erasable PROM) аналогична OTPROM, но допускает стирание информации и повторное программирование. Стирание информации в памяти осуществляется
Память с электрическим стиранием
Память с электрическим стиранием (EEPROM - Electrically EPROM) программируется пользователем и может многократно стираться. Стирание и повторное программирование EEPROM осуще
Флэш - память
Флэш-память (Flash memory) относится к классу EEPROM, но использует особую технологию построения запоминающих ячеек. В отличие от EEPROM, она может стираться только целиком,
Статическая память
Статическая память (SRAM - Static Random Access Memory) энергозависима. Она обеспечивает хранение информации только при наличии напряжения питания не менее определенной велич
Специализированные ячейки флэш-памяти
В энергонезависимой flash-памяти микроконтроллеров могут присутствовать специализированные биты и байты, предназначенные для защиты программы пользователя и конфигурирования изделия
Основные элементы
Каждый производитель микроконтроллеров для серии выпускаемых им изделий разрабатывает и патентует своё оригинальное процессорное ядро (MCU - Microprocessor Core Unit). Однако
Регистр инструкций
Регистр инструкций (IR - Instruction register) - регистр, предназначенный для хранения считанной из памяти программ инструкции. Считанная из памяти программ инструкция декоди
Арифметико-логическое устройство
Арифметико-логическое устройство (ALU - Arithmetic Logic Unit) - логическая схема, непосредственно осуществляющая преобразование одной или двух переменных в соответствии с ин
Регистры общего назначения
Регистры общего назначения предназначены для временного хранения данных в процессе вычислений. Разрядность регистров определяет разрядность вычислений и, в конечном счете, разрядность самого микрок
Регистр состояния
Регистр состояния (Status register) предназначен для хранения отдельных признаков результата, полученного при выполнении различных арифметических и логических операций в ариф
Мнемонические обозначения
Каждая архитектура микроконтроллера имеет собственную систему команд. Система команд микроконтроллера описывается на специальном языке символического кодирования. При этом каждая ин
Адресация данных
Адреса операндов, задействованных в выполнении любой инструкции программы, в явном или в неявном виде должны быть указаны в коде этой инструкции. Операнды могут находиться в ячейках
Косвенная адресация
Косвенным образом могут адресоваться ячейки памяти данных или памяти программ.
· Операции с памятью данных
Операнд содержитс
ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА
Язык ассемблера (assembler language) - язык программирования микропроцессорных систем, ориентированный на определенную архитектуру системы. Программа, написанная на языке асс
Выражения
Программа на языке ассемблера состоит из отдельных строк. Строка кода не должна быть длиннее 120 символов. Ассемблер Atmel AVR не различает строчные и заглавные буквы.
Люба
Операнды
Операндами языка ассемблера могут быть:
0 Определяемые пользователем метки.
Метка может располагаться перед командой/директивой и
Функции
Функции, определенные в языке ассемблера
0 low(expression) возвращает младший байт выражения;
0 high(expression) возвращает второй байт выраж
Директивы
Директивы ассемблера не транслируются в коды операций, они используются для размещения программы в памяти, определяют макрокоманды, инициализируют память данных и выполняют ещё целы
ТАКТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР
Работа процессорного ядра синхронизируется тактовым генератором. Именно период работы генератора определяет время, необходимое для выполнения элементарных операций в ядре. Простейши
Сторожевой таймер
Сторожевой таймер (Watchdog) синхронизирован от отдельного внутреннего генератора на кристалле, работающего с частотой 1 МГц (при напряжении питания Vcc=5 В).
Задерж
Алгоритм обработки прерываний
Сигнал запроса на прерывание вырабатывается периферийным устройством при его готовности к обмену информацией. Сигнал может появиться в произвольный момент времени.
Процессо
Вектора прерываний
Идентификация источника прерывания в системе может выполняться как программными, так и аппаратными средствами.
В первом случае, источник прерывания фиксируется установкой ф
ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМАЯ ПАМЯТЬ ДАННЫХ
Энергонезависимая память типа EEPROM отличается от памяти данных типа SRAM существенно большим временем чтения и записи информации. Время обращения при записи обычно составляет неск
ПОРТЫ ВВОДА-ВЫВОДА
9.1. Организация ввода/вывода
Порты ввода-вывода обеспечивают ввод и вывод данных в параллельном формате. Обычно порты ввода-вывода выполняются 8-разряд
Алгоритмы обмена данными
Порты ввода-вывода предназначены для связи микроконтроллера с различными объектами и могут реализовывать различные алгоритмы обмена данными: 0 асинхронный программный обм
Принципы аналого-цифрового преобразования
Параллельный преобразователь
В параллельном преобразователе (рис. 10.1) входной сигнал подается сразу на множество компараторов, осуществляющих сравнение сигн
Управление аналого-цифровым преобразователем
В состав микроконтроллеров обычно включают 8 - 16-битные многоканальные преобразователи с большим набором встроенных функций. При этом все функции преобразователя программируются и
АНАЛОГОВЫЕ КОМПАРАТОРЫ
Аналоговые компараторы осуществляют сравнение двух напряжений. Результатом сравнения является логический сигнал, фиксирующий момент равенства входных сигналов. Выход компаратора может быть использо
ТАЙМЕРЫ-СЧЕТЧИКИ
Большинство задач управления решаются в реальном времени. При этом микроконтроллер должен в определенные моменты времени выполнять определенные действия с объектом. Типовыми задачам
Простейший 8-битный счетчик
8-разрядный таймер/счетчик 0 (Timer/Counter0) тактируется сигналом синхронизации процессорного ядра (СК) или от встроенного предделителя (Preskaller), или от внешнего контакт
Захват, сравнение и широтно-импульсная модуляция
16-битный таймер/счетчик Timer/Counter1 микроконтроллера ATmega163 доступен процессорному ядру для чтения и записи, он может считать импульсы синхронизации CK, импульс
Часы реального времени
Часы реального времени RTC (Real Time Clock) являются разновидностью таймера/счетчика. Задачей RTC в схеме микроконтроллера обычно считается формирование интервалов времени р
Интерфейс UART
Асинхронный последовательный интерфейс UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик) обеспечивает полудуплексный режим обмен
Интерфейс SPI
Последовательный периферийный интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface) предложен фирмой Motorola. Он обеспечивает полный дуплексный обмен данными между двумя контроллерами
РЕЖИМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Одним из основных показателей микроконтроллера является энергопотребление. Величина энергопотребления характеризуется напряжением питания микроконтроллера и потребляемым током.
Режим Idle
Если биты SM1/SM0 находятся в состоянии 00, то команда SLEEP переводит микроконтроллер в режим ожидания Idle. В этом режиме его ток потребления уменьшается примерно в 2,5 раз
Режим ADC Noise Reduction
Когда SM1/SM0 биты установлены в 01, команда SLEEP заставит микроконтроллер ввести режим шумоподавления ADC Noise Reduction. В этом режиме процессорное ядро останавливается,
Способы программирования энергонезависимой памяти
В процессе программирования микроконтроллеров разработанная пользователем программа заносится в энергонезависимую память. При этом выполняются операции по стиранию, чтению и записи
Новости и инфо для студентов