Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Проектирование микропроцессорных устройств. Часть 3
       А. Александров, г. Киев
       Тактирование микроконтроллера Каждому синхронному цифровому устройству, а таким есть микроконтроллер, для работы необходим тактовый (временной) сигнал с целью синхронизации передачи информации между отдельными блоками. Тактовый сигнал определяет скорость работы микропроцессора. В большинстве микроконтроллеров семейства '51 машинный цикл длится 12 тактовых циклов (соответствует одной команде, исполняющейся с частотой, равной 1/12 частоты тактового генератора). Тактирование описываемых микроконтроллеров производится довольно легко - достаточно подключения к выводам XTAL1 и XTAL2 кварцевого или керамического генератора и двух конденсаторов емкостью от 20 до 40 пФ (рис.7), для керамических резонаторов - 30...50 пФ. Часто, оказывается, трудно запустить кварцевый генератор на низких частотах (например, популярный 32768 Гц) - чаще всего помогает тогда увеличение емкости конденсаторов (до 470 пФ для временных кварцов) или понижение напряжения питания (что оправдано на практике). Повышение емкости помогает также тогда, когда резонатор возбуждается на частоте субгармоники. Частота тактирования для самых быстрых версий AT89Cx051 и AT89C51 и '52 может принимать значения от 0 до 24 МГц. Частота возбуждения резонатора может отличаться от заданной частоты, и тогда реализуемое время будет спешить или отставать. В случае небольших отклонений (например, для устройств с отклонением в несколько секунд в сутки) следует довести корректировку емкости схемы генератора - увеличение емкости уменьшает частоту (замедляет время). Если отклонения больше, то помочь может последовательное подключение с резонатором индуктивности (ряда мкГн) или емкости (несколько пФ). Подключение емкости увеличивает частоту, индуктивность уменьшает частоту. Правильным решение здесь может быть применение тримера или катушки с подвижным сердечником, позволяющим точно корректировать частоту. Возможность точного измерения частоты работающего внутреннего генератора весьма ограничена (из-за внесения расстройки подключением измерительного зонда). Для измерения частоты следует использовать измерительные зонды с высоким импедансом с разделительным конденсатором емкостью не более 2 пФ. В рассматриваемых микроконтроллерах можно измерить частоту на выводе ALE, если микроконтроллер не использует внешнюю память данных (не используется инструкция MOVX), тогда частота на выводе ALE равняется 1/6 частоты тактового сигнала. Микросхемы семейства '51 могут также работать от внешних источников временных сигналов (рис.8). Микроконтроллеры Atmel требуют в такой ситуации неподключение вывода XTAL2, а временной сигнал (прямоугольный сигнал уровнем 0 и 1) следует направить на вывод XTAL1. Не обязательно исполнение импульсов на уровне 50%. Возможно затем применение интегральных генераторов, обладающих высокой точностью и стабильностью частоты, а в тракте, приводящем в движение, можно использовать как источник обнуляющего сигнала функциональный генератор с выходом TTL - плавное изменение частоты тактирования позволяет замедлять работу микропроцессора практически до его остановки, что позволяет легко исследовать (проверять) генерированные микроконтроллером процессы в случае проблем с выполнением программирования. Подбор тактовой частоты можно рассматривать с двух точек зрения: если требуется получить максимальную скорость работы - выбираем тактовую частоту, близкую к максимальной; если проектируем энергосберегающее устройство - используем временной кварц или керамический резонатор с частотой в несколько кГц. Не нужно забывать о том, что может потребоваться выполнения какой-либо подпрограммы со стабильной частотой. Тогда нужно подбирать такие частоты тактирования, которые после деления на целое число (лучше во второй степени) добавят частоту как ближайшую к требуемой. Дополнительно следует обратить внимание на факт, что тактовая частота недоступна со стороны программы - программа видит только 1/12 частоты, что следует учитывать при определении требуемой тактовой частоты. Следует также помнить, что схема встроенного в микроконтроллер генератора возбуждает кварц на его основной частоте (хоть иногда резонаторы возбуждаются на субгармониках - особенно керамические на низких частотах), следовательно, не дает без дополнительных цепей тактировать микроконтроллер '51 (даже если это предусмотрено производителем) с частотой большей, чем 30 МГц (кварцы на верхних частотах построены почти исключительно как овертоновые). Если используем тактовый генератор (например, интегральный), то можно заставить работать некоторые экземпляры 24 МГц микросхем фирмы Atmel (20- и 40-ножечные) на частоте до 60 МГц! Входит в действие тут правило как при "разгоне" (переходе на более высокую рабочую частоту) компьютерного процессора - устройство может работать нестабильно на столь высоких частотах. Работа же процессоров на частотах, превышающих их номинальные тактовые частоты на несколько МГц, вполне допустима. (Продолжение следует)


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100