Обзор "малюток" Tiny

October 13, 2014 by admin Комментировать »

В соответствии с законом Мура степень интеграции микросхем по-прежнему увеличивается в два раза (ну, почти в два) каждые 18 месяцев. Это означает, что каждые полтора года изготовители интегральных полупроводниковых схем могут разместить на той же самой площади микросхемы в два раза больше транзисторов и прочих компонентов. Эта важная гипотеза была впервые высказана Гордоном Муром (одним из основателей компании Intel) в середине 1960 годов и, как это ни удивительно, по-прежнему остается верной (более или менее). Габариты персонального компьютера постоянно уменьшаются. Существуют различные модели компьютеров: настольные, переносные, карманные и т. д. Недавно появились так называемые компактные компьютеры (Small Form Factor PC). Это доступные потребителю небольшие универсальные компьютеры со стандартным программным обеспечением. Действие закона Мура распространяется не только на персональные компьютеры, но и на бытовые электронные устройства: мой нынешний мобильный телефон (который имеет гораздо больше функций, чем предыдущий) значительно компактнее своего предшественника!

Употребляя термин ’’компьютер", мы чаще всего имеем в виду обычное вычислительное устройство для работы с текстовым редактором, выхода в Интернет и т. д. Но в наши дни почти любое электронное устройство обладает определенными вычислительными способностями. Такие компьютеры называют "встроенными", поскольку они входят в состав более крупной системы и позволяют ей увеличить свои возможности.

В стремлении к малогабаритным изделиям наше внимание привлекли компьютеры еще более компактных размеров: Tiny ("малютка"). В отличие от прочих компьютеров, это миниатюрные специализированные компьютерные системы, которые могут поместиться в нагрудном кармане рубашки. Многие изготовители поставляют наборы для сборки таких компьютеров (лидеры здесь— компании Microchip и Atmel). По размерам микросхема соизмерима с рисовым зернышком и все, что ей нужно, — это подходящий источник питания и схема сопряжения. Запрограммируйте микросхему соответствующим образом, и у вас получится свое собственное персональное электронное устройство, которое может быть совершенно уникальным.

Что могут делать такие маленькие встроенные компьютеры? Есть ли от них хоть какая-то польза? Далее мы покажем, насколько маленькими они могут быть и что они могут делать.

Микроконтроллеры tinyAVR компании Atmel

Серия микроконтроллеров tinyAVR имеет много разновидностей. Число выводов может быть от 4 (у серии ATtiny4/5/9/10) и до 28 (у серии ATtiny48/88). Некоторые микросхемы серии ATtiny48/88 имеют только 24 контакта. Широко применяется схема ATtinyl3, которая имеет 8 контактов: два для питания и шесть для ввода/вывода. Это не слишком много, но даже при помощи шести контактов доступны разнообразные возможности.

Из представленной далее в этой главе таблицы микросхем tinyAVR мы выбрали для большинства наших проектов следующие: ATtinyl3, ATtiny25/45/85 и ATtiny261/461/861. Они представляют собой весь спектр семейства Tiny. Все эти микросхемы снабжены статической памятью (SRAM) для программирования на языке С. Схема Tiny 13 имеет всего 1 Кбайт памяти для хранения программ, а схемы Tiny861 и Tiny85— 8 Кбайт. Схемы Tinyl3 и Tiny25/45/85 совместимы по цоколевке, но серия Tiny25/45/85 имеет больше памяти и функций. Если код не помещается в схеме Tinyl3, то ее можно заменить схемой Tiny24/45/85 (в зависимости от требований к размеру памяти).

Почти все устройства, описанные в этой книге, отличаются привлекательным внешним видом благодаря большим светодиодным индикаторам. Новый метод управления большим числом светодиодов при помощи ограниченного числа управляющих выводов (Charlieplexing — "метод Чарли") позволяет мультиплексировать до 20 светодиодов, имея всего пять контактов ввода/вывода. Данный метод применялся для реализации привлекательных графических дисплеев и управления семисегментными индикаторами. В некоторых устройствах использованы графические жидкокристаллические дисплеи.

Любую описанную конструкцию можно собрать за один-два дня.

Микросхемы tinyAVR

Микросхемы tinyAVR отличаются друг от друга по нескольким признакам: по числу выводов, по размеру памяти, по типу корпуса (DIP — корпус с двумя рядами выводов по длинным сторонам; SOIC— то же для поверхностного монтажа; MLF — квадратный корпус для поверхностного монтажа), по периферийным функциям, по интерфейсам обмена и т. д. На рис. 1.1 показаны примеры микросхем tinyAVR в корпусах типа DIP, а на рис. 1.2 — в корпусах типа SOIC. Номенклатура микросхем постоянно меняется, поскольку компания Atmel регулярно добавляет новые устройства для замены старых. Последние изменения можно всегда посмотреть на сайте по ссылке: www.avrgenius.com/tinyavrl.

Большинство микросхем организовано так, что каждая схема из одной серии отличается от остальных всего несколькими функциями (размером памяти и т. п.).

Некоторые основные серии и схемы семейства tinyAVR приведены в табл. 1.1 и на рис. 1.1, 1.2.

Если в маркировке микросхемы имеется буква "А", значит, схема выполнена по технологии picoPower и снабжена функцией для снижения потребления электроэнергии.

Рис. 1.1. Микроконтроллеры tinyAVR     Рис. ^ 2. Микроконтроллеры tinyAVR

в корпусах DIP                                             в КОрпуСах SMD

Таблица 1.1. Некоторые основные серии и микросхемы семейства tinyAVR

Номер

п/п

Серия/

Микросхема

Описание

1

ATti η у4/5/9/10

Максимум 4 контакта ввода/вывода, рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 32 байта SRAM, производительность до 12 MIPS (на частоте 12 МГц), Flash-память для хранения программ (1 Кбайт в ATtiny9/10 и 512 байт в ATtiny4/5), аналого- цифровой преобразователь (в ATtiny9/10)

2

ATtiny13

Максимум 6 контактов ввода/вывода, рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 64 байта SRAM, 64 байта EEPROM, производительность до 20 MIPS (на частоте 20 МГц), 1 Кбайт Flash- памяти для хранения программ, аналого-цифровой преобразователь (ADC)

3

ATtiny24/44/84

Максимум 12 контактов ввода/вывода, рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 128/256/512 байт SRAM и 128/256/512 байт EEPROM (соответственно), производительность до 20 MIPS (на частоте 20 МГц), 2/4/8 Кбайт Flash-памяти для хранения программ (соответственно), аналого-цифровой преобразователь (ADC), температурный датчик (на кристалле), универсальный последовательный интерфейс (USI)

Таблица 1.1 (окончание)

Номер

п/п

Серия/

Микросхема

Описание

4

ATtiny25/45/85

Максимум 6 контактов ввода/вывода, рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 128/256/512 байт SRAM и 128/256/512 байт EEPROM (соответственно), производительность до 20 MIPS (на частоте 20 МГц), 2/4/8 Кбайт Flash-памяти для хранения программ (соответственно), аналого-цифровой преобразователь (ADC), универсальный последовательный интерфейс (USI)

5

ATtiny261 /461/8 61

Максимум 16 контактов ввода/вывода, рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 128/256/512 байт SRAM и 128/256/512 байт EEPROM (соответственно), производительность до 20 MIPS (на частоте 20 МГц), 2/4/8 Кбайт Flash-памяти для хранения программ (соответственно), аналого-цифровой преобразователь (ADC), универсальный последовательный интерфейс (USI)

6

ATtiny48/88

Максимум 24/28 контактов ввода/вывода (в зависимости от корпуса), рабочее напряжение 1,8-5,5 В, 256/512 байт SRAM (соответственно), 64 байта EEPROM, производительность до 12 MIPS (на частоте 12 МГц), 4/8 Кбайт Flash-памяти для хранения программ (соответственно), аналого-цифровой преобразователь (ADC), последовательный внешний интерфейс (SPI)

7

ATtiny43U

Максимум 16 контактов ввода/вывода, рабочее напряжение 0,7-1,8 В, 256 байт SRAM, 64 байта EEPROM, производительность до 1 MIPS на мегагерц, 4 Кбайт Flash- памяти для хранения программ, аналого-цифровой преобразователь (ADC), температурный датчик (на кристалле), универсальный последовательный интерфейс (USI). Микросхема с низким энергопотреблением, встроенный преобразователь автоматически генерирует стабильное напряжение питания 3 В от низковольтного источника питания (не ниже 0,7 В)

Источник: Гадре, Д., Занимательные проекты на базе микроконтроллеров tinyAVR / Дхананья Гадре, Нигул Мэлхотра: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 352 с.: ил. — (Электроника)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты