Atmel представила AVR микроконтроллеры с уникальным сочетанием возможностей USB-связи, заряда аккумуляторов и обработки аналоговых сигналов

При подключении устройств с батарейным питанием к USB-порту имеется возможность осуществлять заряд аккумуляторной батареи. Однако на пути осуществления данной идеи становятся два препятствия: во-первых, для быстрого и полного заряда современных аккумуляторов требуется реализация сложных интеллектуальных алгоритмов и, во-вторых, USB-порт обладает ограниченными возможностями, как по напряжению, так и по току нагрузки. Для преодоления этих препятствий в состав новых AVR микроконтроллеров интегрирован необходимый набор компонентов. Встроенный аналогово-цифровой преобразователь может использоваться для выявления движения или контроля давления, а высокоскоростной ШИМ-генератор идеален для управления недорогими электродвигателями.

Игровые периферийные устройства, как, например, интеллектуальные джойстики также нуждаются в нескольких каналах аналогово-цифрового преобразования и нескольких каналах ШИМ для управления двигателями, создающих силовую обратную связь. Для удовлетворения этих требований в состав новых микроконтроллеров интегрированы 12-канальный 10-битный АЦП, датчик температуры (может использоваться для температурной компенсации аналоговых измерений), дифференциальный усилительный каскад на входе АЦП (программируемое усиление x1, x10, x40 или x200), который может использоваться для дифференциального измерения напряжения или тока. В состав микроконтроллеров также входит высокоскоростной таймер с тремя ШИМ-каналами, комплементарными выходами и программируемой паузой неперекрытия (исключает сквозные токи). С помощью этого таймера можно генерировать ШИМ-сигналы с разрешающей способностью от 8 бит с частотой 500 кГц и до 11 бит с частотой свыше 60 кГц.

Функция аппаратного управления потоком данных УСАПП упростит подключение с другими микроконтроллерами в применениях, где требуется реализация USB-моста с передачей на больших скоростях. ТТЛ-совместимые логические входы упростят подключение к 3В-ым ИС в применениях со смешанным 5/3 В-ым питанием. Встроенный стабилизатор напряжения 3.3 В обладает нагрузочной способностью 50 мА и может использоваться для питания внешних ИС в применениях с питанием от порта USB. Встроенный RC-генератор на частоту 8 МГц откалиброван до такой степени, что он может использоваться даже для синхронизации последовательной связи, тем самым, исключая потребность в применении кварцевого резонатора. Все микроконтроллеры содержат аппаратное умножающее устройство, один УСАПП, один SPI, один двухпроводной интерфейс TWI, два 8-битных и два 16-битных таймера с ШИМ и 26 программируемых линий ввода-вывода.

ATmega16U4 содержит 16 кбайт внутрисистемно-программируемой (ISP) флэш-памяти, 1 кбайт ОЗУ и 512 байт ЭСППЗУ. В свою очередь, микроконтроллер ATmega32U4 содержит 32 кбайт внутрисистемно-программируемой флэш-памяти, 2.5 кбайт ОЗУ и 1 кбайт ЭСППЗУ. Оба микроконтроллера доступны в 44-выводных корпусах.

"Новые микроконтроллеры дополнили существующее семейство AVR USB микроконтроллеров, ориентированных на ряд встраиваемых применений с хост- или периферийным USB-портом", - заявил руководитель отдела маркетинга микроконтроллеров AVR компании Atmel Джин-Кристоф Лаусон. - "В некоторых применениях с USB портом существует потребность в уменьшении занимаемого микроконтроллером пространства и улучшении характеристик аналоговой обработки, что обусловило появление микроконтроллеров с новым набором возможностей, которые позволят оптимизировать характеристики и стоимость продукции наших клиентов".

Разработку USB-продукции можно существенно упростить за счет использования предлагаемой Atmel программной библиотеки, которая поддерживает наиболее часто используемых USB-классы, в т.ч.: Mass Storage Device (MSD), Human Interface Device (HID), Device Firmware Upgrade (DFU), Communication Device Class (CDC), Audio Class и др. Примерами комбинированных устройств, в которых одновременно поддерживаются различные классы, например, Audio и HID, являются наушники с функцией дистанционного управления, игровые аксессуары и др.

Микроконтроллеры поддерживаются последней версией интегрированной среды для проектирования AVR Studio®, которую можно бесплатно скачать с сайта Atmel. Для внутрисистемного программирования и эмуляции могут использоваться аппаратные средства JTAGICE MkII и недорогой модуль AVR Dragon. Микроконтроллеры также поддерживаются стартовым набором STK600, укомплектованный адаптерной платой для корпуса TQFP44 (STK®600-TQFP44). На июнь 2008 года запланирован выпуск автономного оценочного набора EVK527, который позволит изучать реализации USB-применений, в т.ч. с поддержкой классов HID, mass storage и audio, а также с функцией заряда аккумуляторных батарей.

Инженерные образцы ATmega32U4 доступны в настоящее время, производственные количества обоих микроконтроллеров будут доступны во 2 квартале 2008 года. ATmega32U4 поставляется в корпусах TQFP44 и QFN/MLF44, а ATmega16U4 - в корпусе QFN44.

Особенности:

• Высокопроизводительный, маломощный 8-битный микроконтроллер из семейства AVR®
• Прогрессивная RISC архитектура
  • 135 инструкций, большинство которых выполняются за один цикл синхронизации
  • 32 x 8 рабочих регистров общего назначения
  • Полностью статическое функционирование
  • Производительность до 16 MIPS на тактовой частоте 16 МГц
  • Встроенное 2-тактное умножающее устройство
• Энергонезависимые память программ и память данных
  • 32 кбайт внутрисистемно-самопрограммируемой флэш-памяти
    • Износостойкость: 100 тыс. циклов записи/стирания
  • Опциональный сектор загрузочного кода с отдельными битами защиты
    • Внутрисистемное программирование под управлением встроенной загрузочной программы, которая запускается после сброса микроконтроллера
    • Поддержка чтения во время записи
    • Все поставляемые микроконтроллеры по умолчанию имеют активным USB-загрузчик
  • 2.5 кбайт внутреннего статического ОЗУ
  • 1 кбайт внутреннего ЭСППЗУ
    • Износостойкость: 100 тыс. циклов записи/стирания
  • Программируемые биты защиты
• Интерфейс JTAG (совместим со стандартом IEEE 1149.1)
  • Поддержка граничного сканирования по стандарту JTAG
  • Расширенная поддержка возможностей встроенной отладочной системы
  • Программирование флэш-памяти, ЭСППЗУ, конфигурационных бит и бит защиты через интерфейс JTAG
• Полноскоростной/низкоскоростной модуль USB-устройства (версия 2.0) с функцией генерации прерывания по завершении передачи
  • Полностью соответствует требованиям к USB-шине версии 2.0
  • Поддержка скоростей передачи до 12 Мбит/сек и 1.5 Мбит/сек
  • Конечная точка 0 для управления передачи: до 64 байт
  • 6 программируемых конечных точек с направлениями IN или OUT и с поддержкой передач типов "Bulk", "Interrupt" или "Isochronous"
  • Конфигурируемый до 256 байт размер конечных точек в режиме двойного банка
  • Полностью независимые 832 байта USB DPRAM (двухпортовое ОЗУ) в качестве памяти конечных точек
  • Прерывания по приостановке/возобновлению
  • Возможность сброса ЦПУ по выявлению сброса шины USB
  • ФАПЧ для синтеза частоты 48 МГц, необходимой для поддержки полноскоростного режима
  • Подключение к шине/отключение от шины USB по запросу микроконтроллера
• Особенности периферийных устройств
  • Встроенная схема ФАПЧ для синхронизации USB и высокоскоростного таймера: синтез частот от 32 до 96 МГц
  • Два 8-битных таймера-счетчика с отдельным предделителем и режимом сравнения
  • Два 16-битных таймера-счетчика с отдельным предделителем, режимами сравнения и захвата
  • Один 10-битный высокоскоростной таймер/счетчик с ФАПЧ (64 МГц) и режимом сравнения
  • Четыре 8-битных ШИМ канала
  • Четыре ШИМ-канала с программируемой от 2 до 16 бит разрешающей способностью
  • Шесть ШИМ-каналов с поддержкой высокоскоростной работы и программируемой разрешающей способностью от 2 до 11 бит
  • Модулятор на выходе цифрового компаратора
  • 12-канальный 10-битный АЦП (имеет дифференциальные каналы с программируемым усилением)
  • Программируемый УСАПП с возможностями аппаратного управления потоком
  • Ведущий/подчиненный последовательный интерфейс SPI
  • Байт-ориентированный 2-проводной последовательный интерфейс
  • Программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором
  • Встроенный аналоговый компаратор
  • Прерывание и возобновление работы по изменению состояния вывода (источники: 8 x PCINT + 5 x INT)
  • Встроенный датчик температуры
• Специальные возможности микроконтроллера
  • Сброс при подаче питания и программируемый контроль снижения напряжения
  • Встроенный калиброванный генератор на частоту 8 МГц
  • Встроенный предделитель синхронизации и схема оперативной коммутации тактовых сигналов (переключение между синхронизацией встроенным RC и внешним генератором)
  • Внешние и внутренние источники прерываний
  • Шесть режимов сна: холостой ход (Idle), снижение шума АЦП (ADC Noise Reduction), экономичный (Power-save), отключение (Power-down), дежурный (Standby) и расширенный дежурный (Extended Standby)
• Ввод-вывод и корпуса
  • Все линии ввода-вывода сочетают характеристики КМОП-выходов и низковольтных ТТЛ-входов
  • 26 программируемых линий ввода-вывода
  • 44-выводной корпус TQFP, 10x10мм
  • 44-выводной корпус QFN, 7x7мм
• Рабочее напряжение
  • 2.7…5.5В
• Рабочий температурный диапазон
  • Промышленный (-40…+85°C)
• Максимальная частота
  • 8 МГц (2.7В, промышленный температурный диапазон)
  • 16 МГц (4.5В, промышленный температурный диапазон)

Структурная схема:

Расположение выводов:

Общее описание:

ATmega32U4 - экономичный 8-битный КМОП микроконтроллер, выполненный на основе RISC ЦПУ AVR. За счет выполнения большинства инструкций за один цикл синхронизации ATmega32U4 достигает производительности 1 MIPS/МГц, что позволит разработчику оптимизировать соотношение потребляемой мощности и производительности.

Ядро AVR поддерживает обширный набор инструкций и содержит 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32-регистра напрямую подключены к АЛУ, что позволяет указывать в одной инструкции два регистра и выполнять ее за один цикл синхронизации. В результате, такая архитектура обладает лучшей эффективностью выполнения кода программы и достигает производительности на порядок превосходущую возможности традиционных CISC микроконтроллеров.

Микроконтроллер ATmega32U4 содержит 32 кбайт внутрисистемно-программируемой флэш-памяти с возможностями чтения во время записи, 1 кбайт ЭСППЗУ, 2.5 кбайт статического ОЗУ, 26 линий ввода-вывода общего назначения (КМОП-выходы и LVTTL-входы), 32 рабочих регистра общего назначения, четыре конфигурируемых таймера-счетчика с режимами сравнения и ШИМ, еще один высокоскоростной таймер-счетчик с режимами сравнения и программируемой ФАПЧ в качестве тактового источника, один УСАПП (с выводами аппаратного управления потоком CTS/RTS), байт-ориентированный 2-проводной последовательный интерфейс, 12-канальный 10-битный АЦП с опциональным дифференциальным входным каскадом (программируемое усиление), встроенный откалиброванный датчик температуры, программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором, последовательный интерфейс SPI, совместимый с IEEE 1149.1 отладочный интерфейс JTAG (доступ к встроенной отладочной системе и программирование) и шесть программно-выбираемых экономичных режимов работы. В режиме холостого хода (Idle) прекращает работу ЦПУ, но в работе остаются статическое ОЗУ, таймеры-счетчики и система прерываний. В режиме отключения (Power-down) сберегается содержимое регистров, при этом, останавливается генератор, отключая все встроенные функции до следующего прерывания или аппаратного сброса. В режиме снижения шума АЦП (ADC Noise Reduction) останавливается ЦПУ и все модули ввода-вывода, кроме АЦП, что позволяет минимизировать влияние цифрового шума на результат преобразования. В дежурном режиме (Standby) остается в работе кварцевый генератор, а остальная часть микроконтроллера бездействует. Использование этого режима позволяет добиться максимальной быстроты возобновления нормального функционирования и, при этом, сохранять среднее энергопотребление на низком уровне.

Микроконтроллер выпускается по технологии высокоплотной энергонезависимой памяти компании ATMEL. Встроенная внутрисистемно-программируемая флэш-память поддерживает возможность внутрисистемного перепрограммирования посредством последовательного интерфейса SPI, с помощью программатора обычной энергонезависимой памяти или под управлением встроенной загрузочной программы, исполняемой ядром AVR. Загрузочная программа может использовать любой интерфейс для загрузки кода программы в сектор прикладной программы флэш-памяти. Программа в загрузочном секторе флэш-памяти продолжает выполняться даже во время обновления сектора прикладной программы флэш-памяти, т.о. поддерживая возможность считывания во время записи.

Сочетание в одном кристалле 8-битного RISC ЦПУ с внутрисистемно самопрограммируемой флэш-памятью делает микроконтроллер ATmega32U4 эффективным и недорогим инструментом для решения задач встраиваемого управления.

Микроконтроллер ATmega32U4 поддерживается полным набором аппаратных и программных средств для проектирования, в т.ч. C-компиляторы, макроассемблеры, программные отладчики/симуляторы, внутрисхемные эмуляторы и оценочные наборы.

Реклама на сайте

Последние новости

[06/02/2019] Конференция в МГТУ им. Баумана «Технологии разработки и отладки сложных технических систем» 2019

[09/05/2018] Грандиозная майская распродажа на Gearbest!

[16/05/2017] С 15 по 17 мая в магазине Gearbest проходит грандиозный флэшсейл

[10/05/2017] Так что же такое Спиннер?

[05/12/2016] Новый Год и Рождество с GearBest!

[29/09/2016] Всемирный День Интернета на GearBest