انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR

انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR

مسابقه رباتیک,دانشجویی,دانش آموزی,ربات جنگجو,ربات مسیریاب,ربات فوتبالیست,ربات امدادگر,پروژه ربات ,پروژه رباتیک,پروژه الکترونیک,ساخت ربات,خرید ربات,فروش ربات


کلاک سیستم(۱):

توزیع کلاک

کلاک سیستم میکرو طبق شکل زیر توضیع شده است.

ویژگی میکرو کنترلرهای ATMEGA AVR
ویژگی میکرو کنترلرهای ATMEGA AVR

کلاک CLK-CPU

این کلاک برای انجام عملیات AVR به طور مثال ریجسترها استفاده میشود.توقف و به مکث بردن این کلاک باعث میشود که عملیات و محاسبات AVR انجام نگیرد.

کلاک CLK-I/O

این کلاک توسط بسیاری از ماژول های I/O به طور مثال تایمرها -کانترها-SPIو USART استفاده میگردد.

کلاک CLK-FLASH

این کلاک عملیاتی ارتباطی با حافظه FLASH را کنترل میکند.کلاک FLASH معمولا با کلاک CPU فعال میشود.

کلاک غیر همزمان تایمر CLK-ASY

با این کلاک تایمر/کانتر به صورت غیر همزمان توسط کریستال ساعت ۳۲۷۶۸HZ کار میکند حتی اگر سیستم در حالت SLEEP باشد.

کلاک CLK-ADC

ADC از یک کلاک جداگانه حساس استفاده میکند که باعث میشود کلاک های CPU و I/O به حالت ایست HALT رفته تا نویز حاصل از مدار دیجیتال داخلی کاهش یافته و در نتیجه عملیات تبدیل با دقت بیشتری انجام یابد.

منابع کلاک CLOCK SOURCE:

میکرو دارای انواع کلاک اختیاری است که میتوان انواع آن را به وسیله ی بیت های قابل برنامه ریزی FLASH(FLASH FUSE BITS انتخاب کرد .

کلاک انتخاب شده به عنوان ورودی کلاک AVR طبق جدول زیر در نظر گرفته شده و کلاک مناسب به هر قسمت سیستم داده میشود.

در تمامی جداول فیوز بیت ها

  • ۰ به معنای بیت برنامه ریزی شده PROGRAMMED
  • 1 به معنای بیت برنامه ریزی نشده UNPROGRAMMED
انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR
انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR

هنگامی که CPU از مد POWER DOWN یا POWER SAVE خارج میشود زمانی به نام زمان شروع START-UP برای رسیدن کریستال به شرایط پایدار ایجاد و سپس دستورات برنامه اجرا میشود و هنگامی که CPU از ریست شروع به کار میکند تاخیری اضافه DELAY برای رسیدن ولتاژ به سطح پایدار ایجاد شده و سپس اجرای برنامه اغاز میشود.

برای ایجاد زمانبندی مذکور از اسیلاتور watchdog استفاده میشود.

*اسیلاتور کریستالی external crystal/ceramic resonator :

در این حالت کریستال یا نوسانگر سرامیکی ceramic resonator یا کریستال کوارتز quartez resonator همان طور که در شکل زیر نشان داده شده به پایه های XTAL1-XTAL2 وصل میشوند.

انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR
انواع کلاک سیستم در میکروATMEGA AVR

فیوز بیت CKOPT میتواند برای دو حالت مختلف استفاده شود.

  • *زمانی که محی بسار نویزی باشد این بیت برنامه ریزی میشود که رنج وسیعی از فرکانس ها را شامل میشود.
  • *برنامه ریزی نکردن CKOPT باعث کاهش مصرف شده و بر خلاف قبل رنج محدودی از فرکانس ها را شامل میشود .

خازن های C1-C2 برای کریستال ها و نوسانگر ها بایستی یک مقدار باشند و مقادیر انها بستگی به کریستال , نوسانگر و نویز های الکترومغناطیسی محیط دارد.

بعضی از خازن ها ی مورد استفاده برا کریستال های مختلف در جدول زیر آمده است.

مدهای عملیاتی اسیلاتور کریستالی
(۱) این انتخاب برای نوسانگرهای سرامیکی استفاده میشود و نباید آن را برای کریستال به کار برد.

برای نوسانگرهای سرامیکی بایستی مقدار خازنهایی که توسط کارخانه پیشنهاد میگردد استفاده شود.

در این حالت توسط فیوز بیت CKDEL0 و SUT1..0 زمان آغاز START-UP را میتوان طبق جدول زیر انتخا ب کرد:

انتخاب زمان START-UP برای کلاک اسیلاتور کریستالی
(۱)این گزینه زمانی که سیستم در فرکانس بالا کار نمیکند استفاده میشود.انتخاب این گرینه ها برای کریستال هامناسب نیست.
(۲) این گزینه ها برای نوسانگرهای سرامیکی استفاده میشود.همچنین میتوانند برای کریستال ها زمانی که در فرکانس های پایین کار میکنند استفاده شوند.

اسیلاتور کریستالی فرکانسپایین EXTERNAL-LOW FERQUENCY CRYSTAL :

برای استفاده از کریستال ساعت ۳۲٫۷۶۸KHZ , فیوز بیت های CKSEL با ۱۰۰۱ برنامه ریزی میشوند و کریستال طبق شکل زیر به پایه های XTAL1-XTAL2 متصل میشوند.

اتصال کریستال به میکرو در حالت اسیلاتور کریستالی

با برنامه ریزی کردن CKOPT میتوان خازنهای داخلی را فعال نمود و در نتیجه خازنهای خارجی را برداشت.مقدار نامی خازنهای داخلی ۳۶PF است.

هنگامی که این نوع کریستال انتخاب میشود زمان شروع START-UP توسط فیوز بیت های SUT طبق جدول زیر قابل انتخاب است.

انتخاب زمان START-UP برای کلاک اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین

اسیلاتور RC خارجی EXTERNAL RC OSILATOR :

اتصال RC به پایه ی XTAL1 در شکل زیر امده است.فرکانس تقزیبی توسط معادله F=1/(3RC بدست میاید .مقدار خازن بایستی حداقل ۲۲PF باشد.با برنامه ریزی کردن فیوز بیت CKOPT کاربر میتواند خازنهای داخلی ۳۶PF را بین XTAL1-GND راه اندازی کند و در نتیجه دیگر نیاز یبه خازن خارجی نیست.

اتصال RC به میکرو در حالت اسیلاتور RC خارجی

اسیلاتور میتواند در ۴ مد فرکانسی کار کند که این فرکانس ها طبق فیوز بیت های CKSEL3..0 طبق جدول زیر قابل انتخاب است.

مدهای عملیاتی اسیلاتور RC خارجی

هنگامی که فرکانس کاری انتخاب میشود زمان شروع START-UP توسط فیوز بیت های SUT طبق جدول زیر قابل انتخاب است.

انتخاب زمان شروع برای کلاک اسیلاتور RC خارجی
(۱) این گزینه زمانی که میکرو در فرکانس های بالا کار میکند نباید انتخاب گردد.

کلاک خارجی EXTERNAL CLOCK :

برای راه اندازی میکرو توسط کلاک خارجی پایه XTAL1 طبق شکل زیر بایستی وصل شود .

ویژگی میکرو کنترلرهای TINY AVR
اتصال کلاک خارجی به پایه میکرو در حالت کلاک خارجی

برا ی کار در این مد بیت های CKSEL با ۰۰۰۰ برنامه ریزی میشوند.

با برنامه ریزی کردن فیوز بیت CKOPT خازن داخلی ۳۶PF بین پایه های XTAL1-GND فعال میشود.

هنگامی که این نوع کلاک انتخاب میشود , زامن شروع توسط فیوز بیت های SUT طبق جدول زیر قابل انتخاب است.

انتخاب زمان شروع برای کلاک خارجی

در این مد باید از تغییرات ناگهانی فرکانس کلاک خارجی برای اطمینان از انجام پایدار و صحیح عملیات میکرو کنترولر MCU جلوگیری کرد.تغییرات بیشتر از ۲ درصد در فرکانس کلاک خارجی ممکن است باعث رفتارهای غیر قابل انتظار میکرو شود.زمانی که قصد تغییر فرکانس کلاک را دارید بایستی میکرو در حالت RESET نگه داشته شود.

اسیلاتور تایمر/کانتر :

برای میکروکنترلرهایی که دارای پایه TOSC1-TOSC2 هستند کریستال ساعت ۳۲٫۷۶۸KHZ مستقیما بین دو پایه قرار میگیرد و تایمر/کانتر ۰ یا ۲ به صورت اسنکرون از این دو پایه کلاک دریافت میکند.

تبلیغات

طراح و سازنده ی پروژه های رباتیکی

کانال تلگرام

اگر می‌خواهید از آخرین و محبوب‌ترین مقالات ما در ایمیل خود مطلع شوید، همین الان ایمیل خود را در کادر زیر وارد کنید

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند

۷۵

مقاله های مرتبط :

دیدگاه خود را بیان کنید :