MICROCHIP TECHNOLOGY ATmega8-16PU Mikrocontroller Brugermanual

1. Introduktion

Denne manual indeholder vigtige oplysninger om korrekt brug, opsætning og vedligeholdelse af MICROCHIP TECHNOLOGY ATmega8-16PU mikrocontrolleren. ATmega8-16PU er en lavstrøms, 8-bit CMOS mikrocontroller baseret på den AVR-forbedrede RISC-arkitektur. Ved at udføre kraftfulde instruktioner i en enkelt clockcyklus opnår ATmega8-16PU gennemløb på næsten 1 MIPS pr. MHz, hvilket giver systemdesigneren mulighed for at optimere strømforbruget i forhold til processorhastigheden.

2. Produktet er slutview

ATmega8-16PU er en alsidig 8-bit mikrocontroller designet til en bred vifte af indlejrede applikationer. Den har 8KB selvprogrammerbar flashhukommelse i systemet, 512 bytes EEPROM, 1KB SRAM, 23 generelle I/O-linjer, 32 generelle arbejdsregistre, tre fleksible timere/tællere med sammenligningstilstande, interne og eksterne afbrydelser, en seriel programmerbar USART, en byte-orienteret to-tråds seriel grænseflade, en 6-kanals ADC (8-kanals i TQFP- og QFN/MLF-pakker), en programmerbar Watchdog-timer med intern oscillator, en SPI-seriel port og seks softwarevalgbare strømbesparende tilstande. Enheden fungerer mellem 4.5-5.5 volt og fås i en 28-bens PDIP-pakke.

Figur 1: ATmega8-16PU mikrocontrolleren i et 28-bens PDIP-hus. Dette billede viser det sorte rektangulære integrerede kredsløb med 'MICROCHIP'-logoet og 'ATmega8'-teksten, der har to rækker ben langs de længere sider.

3. Specifikationer

• Model: ATmega8-16PU
• Arkitektur: 8-bit AVR RISC
• Flash-hukommelse: 8KB Selvprogrammerbar i systemet
• EEPROM: 512 bytes
• SRAM: 1KB
• I/O-ben: 23 programmerbar
• Operation Voltage: 4.5V - 5.5V
• Maksimal clockfrekvens: 16 MHz
• Pakketype: 28-bens PDIP (plastik dobbelt inline-pakke)
• Periferiudstyr: 3 timere/tællere, UART, SPI, I2C, 6-kanals 10-bit ADC, analog komparator, watchdog-timer
• Fabrikant: Mikrochip teknologi

4. Opsætning

Korrekt opsætning er afgørende for pålidelig drift af ATmega8-16PU. Se altid det officielle ATmega8-datablad for detaljerede pinout-diagrammer og elektriske karakteristika.

4.1. Tilslutning af strømforsyning

• Tilslut VCC (ben 7) til en stabil 5V strømforsyning.
• Tilslut GND (ben 8) til kredsløbets jord.
• Tilslut AVCC (ben 20) til VCC, eller til en separat filtreret 5V-forsyning, hvis du bruger analog-til-digital-konverteren (ADC).
• Tilslut AREF (ben 21) til den analoge referencevolumentage for ADC'en, typisk VCC eller en ekstern reference.
• Afkoblingskondensatorer (f.eks. 0.1 µF keramik) bør placeres tæt på VCC- og AVCC-benene for at filtrere støj.

4.2. Konfiguration af urkilde

ATmega8-16PU kræver en clockkilde for at fungere. Dette kan være en intern RC-oscillator eller en ekstern krystal/resonator.

• Ekstern krystal/resonator: Tilslut en krystal- eller keramisk resonator mellem XTAL1 (ben 9) og XTAL2 (ben 10). To små kondensatorer (typisk 18-22pF) skal tilsluttes fra hver krystalben til jord.
• Intern RC-oscillator: ATmega8 har en intern kalibreret RC-oscillator. Denne kan vælges via sikringsbits under programmering.

4.3. Programmeringsgrænseflade (ISP)

ATmega8-16PU programmeres typisk ved hjælp af In-System Programming (ISP). Dette kræver en AVR ISP-programmerer og forbindelser til følgende ben:

• RST (ben 1): Nulstil pinkode.
• SCK (ben 19): Serielt ur.
• MISO (ben 18): Master ind, slave ud.
• MOSI (ben 17): Mester ud, slave ind.
• VCC (ben 7) og GND (ben 8): Strøm til mikrocontrolleren.

4.4. Udviklingsmiljø

For at udvikle firmware til ATmega8-16PU skal du bruge et passende integreret udviklingsmiljø (IDE) og en compiler. Populære valg inkluderer:

• Microchip Studio (tidligere Atmel Studio): Officiel IDE fra Microchip, der tilbyder omfattende værktøjer til AVR-udvikling.
• Arduino IDE: Kan bruges med ATmega8, hvis en Arduino bootloader flashes, hvilket forenkler udviklingen for hobbybrugere.
• PlatformIO: Et tværplatformet IDE og økosystem til embedded-udvikling.

5. Driftsprincipper

Det er afgørende at forstå de centrale driftsprincipper for effektiv programmering og udnyttelse af ATmega8-16PU.

5.1. Programmeringsarbejdsgang

1. Skriv kode: Udvikl din applikationskode i C/C++ ved hjælp af dit valgte IDE.
2. Udarbejde: Kompilér kildekoden til en HEX-fil file, som er det maskinlæsbare format for mikrocontrolleren.
3. Blitz: Brug en internetudbyderprogrammør til at uploade HEX-filen file til ATmega8-16PU's flashhukommelse. Denne proces involverer også indstilling af sikringsbits, som konfigurerer grundlæggende enhedsindstillinger som urkilde og brownout-detektion.
4. Prøve: Bekræft funktionaliteten af ​​din programmerede enhed.

5.2. Digital I/O

ATmega8-16PU har 23 generelle I/O-ben organiseret i tre porte: Port B (PB0-PB7), Port C (PC0-PC6) og Port D (PD0-PD7). Hvert ben kan konfigureres som en indgang eller en udgang, og kan have en intern pull-up-modstand aktiveret, når den konfigureres som en indgang.

• DDRx-register: Dataretningsregisteret (f.eks. DDRB) styrer, om en pin er et input (0) eller et output (1).
• PORTx-register: Når PORTx er konfigureret som output, styrer den outputtilstanden (HIGH/LOW). Når PORTx er konfigureret som input, aktiverer/deaktiverer den interne pull-up modstand.
• PINx-register: Læser den aktuelle tilstand af input-pinsene.

5.3. Analog-til-digital-konverter (ADC)

Den integrerede 10-bit ADC gør det muligt for mikrocontrolleren at måle analog lydstyrketagDen har 6 multipleksede kanaler (på PDIP-pakken) og kan konvertere en analog indgangsvolumentage til en 10-bit digital værdi.

5.4. Kommunikationsgrænseflader

ATmega8-16PU understøtter adskillige serielle kommunikationsprotokoller:

• USART (Universal Synkron/Asynkron Modtager/Sender): Til seriel kommunikation med andre enheder (f.eks. pc via USB-til-seriel konverter).
• SPI (Serielt perifert interface): En synkron seriel højhastighedsdataforbindelse til kommunikation over korte afstande.
• To-tråds seriel grænseflade (TWI/I2C): En byte-orienteret seriel grænseflade med to ledere til tilslutning af lavhastighedsudstyr.

6. Vedligeholdelse

ATmega8-16PU er en robust elektronisk komponent, men korrekt håndtering og opbevaring er afgørende for at sikre dens levetid og pålidelige ydeevne.

• Beskyttelse mod elektrostatisk afladning (ESD): Håndter altid mikrocontrolleren med passende ESD-forholdsregler, f.eks. brug af en antistatisk håndledsrem og arbejd på en ESD-sikker måtte. Statisk elektricitet kan beskadige enheden permanent.
• Opbevaring: Opbevar ubrugte mikrocontrollere i deres originale antistatiske emballage eller i ESD-sikre beholdere i et tørt, temperaturkontrolleret miljø. Undgå ekstreme temperaturer og luftfugtighed.
• Rensning: Brug ikke flydende rengøringsmidler direkte på mikrocontrolleren. Hvis rengøring er nødvendig, skal du bruge en blød, tør børste eller trykluft til at fjerne støv. Sørg for, at enheden er slukket og frakoblet alle kredsløb, før rengøring.
• Fysisk skade: Undgå at bøje eller belaste stifterne. Sørg for korrekt justering, når de sættes i fatninger eller breadboards.

7. Fejlfinding

Hvis du støder på problemer med din ATmega8-16PU, kan du overveje følgende fejlfindingstrin:

• Ingen strøm/enhed reagerer ikke:
  • Kontroller at VCC- og GND-forbindelserne er korrekte og stabile (5V).
  • Tjek for kortslutninger på printkortet.
  • Sørg for, at urkilden (krystal/resonator eller intern RC) er korrekt konfigureret og fungerer.
• Programmeringsfejl:
  • Bekræft, at internetudbyderens forbindelser (RST, SCK, MISO, MOSI, VCC, GND) er sikre og korrekte.
  • Kontroller, at programmereren er korrekt valgt i dit IDE.
  • Kontroller indstillingerne for sikringsbit. Forkerte sikringsbit (f.eks. forkert urkilde) kan forhindre programmering.
  • Sørg for, at mikrocontrolleren modtager tilstrækkelig strøm under programmeringen.
• Uventet adfærd/kodefejl:
  • Review din kode for logiske fejl.
  • Brug fejlfindingsværktøjer, hvis de er tilgængelige (f.eks. simulator i Microchip Studio).
  • Kontrollér eksterne komponenters forbindelser og værdier (modstande, kondensatorer, sensorer).
  • Sørg for, at strømforsyningen er stabil og fri for overdreven støj.
• Overophedning af enheden:
  • Kontroller for for højt strømforbrug fra I/O-ben eller kortslutninger.
  • Sørg for driftsvolumentage er inden for det angivne område (4.5V - 5.5V).

8. Garanti og support

For detaljerede garantioplysninger og teknisk support vedrørende ATmega8-16PU mikrocontrolleren henvises til den officielle Microchip Technology-side. webwebstedet eller kontakt deres kundesupport direkte. Produktdatablade, applikationsnoter og fællesskabsfora er værdifulde ressourcer til yderligere assistance.

Microchip Technology Officiel Webwebsted: www.microchip.com