AVR教程112758.docx

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1、ATmega16 减少功耗的方法试图降低AVR 控制系统的功耗时需要考虑几个问题。一般来说，要尽可能利用睡眠模式，并且使尽可能少的模块继续工作。不需要的功能必须禁止。下面的模块需要特殊考虑以达到尽可能低的功耗。模数转换器使能时， ADC 在睡眠模式下继续工作。为了降低功耗，在进入睡眠模式之前需要禁止ADC。重新启动后的第一次转换为扩展的转换。具体请参照P192“ 模数转换器” 。模拟比较器在空闲模式时，如果没有使用模拟比较器，可以将其关闭。在ADC 噪声抑制模式下也是如此。在其他睡眠模式模拟比较器是自动关闭的。如果模拟比较器使用了内部电压基准源，则不论在什么睡眠模式下都需要关闭它。否则内部电压

2、基准源将一直使能。请参见P189“ 模拟比较器” 以了解如何配置模拟比较器。掉电检测BOD 如果系统没有利用掉电检测器BOD，这个模块也可以关闭。如果熔丝位BODEN 被编程，从而使能了BOD 功能，它将在各种休眠模式下继续工作。在深层次的休眠模式下，这个电流将占总电流的很大比重。请参看P38“ 掉电检测” 以了解如何配置BOD。片内基准电压使用BOD、模拟比较器和ADC 时可能需要内部电压基准源。若这些模块都禁止了，则基准源也可以禁止。重新使能后用户必须等待基准源稳定之后才可以使用它。如果基准源在休眠过程中是使能的，其输出立即可以使用。请参见P40“ 片内基准电压” 以了解基准源启动时间的细

3、节。看门狗定时器如果系统无需利用看门狗，这个模块也可以关闭。若使能，则在任何休眠模式下都持续工作，从而消耗电流。在深层次的睡眠模式下，这个电流将占总电流的很大比重。请参看P40“ 看门狗定时器” 以了解如何配置看门狗定时器。端口引脚进入休眠模式时，所有的端口引脚都应该配置为只消耗最小的功耗。最重要的是避免驱动电阻性负载。在休眠模式下I/O 时钟clkI/O 和ADC 时钟clkADC 都被停止了，输入缓冲器也禁止了，从而保证输入电路不会消耗电流。在某些情况下输入逻辑是使能的，用来检测唤醒条件。用于此功能的具体引脚请参见P52“ 数字输入使能和休眠模式” 。 如果输入缓冲器是使能的，此时输入不能

4、悬空，信号电平也不应该接近VCC/2，否则输入缓冲器会消耗额外的电流。 JTAG 接口与片上调试系统如果通过熔丝位OCDEN使能了片上调试系统，当芯片进入掉电或省电模式时主时钟保持运行。在休眠模式中这个电流占总电流的很大比重。下面有三种替代方法：? 不编程OCDEN? 不编程JTAGEN? 置位MCUCSR 的JTD当JTAG 接口使能而JTAG TAP 控制器没有进行数据交换时，引脚TDO 将悬空。如果与TDO 引脚连接的硬件电路没有上拉电阻，功耗将增加。器件的引脚TDI 包含一个上拉电阻，因此在扫描链中无需为下一个芯片的TDO 引脚设置上拉电阻。通过置位MCUCSR寄存器的JTD 或不对J

5、TAG 熔丝位编程可以禁止JTAG 接口。 ATmega16 复位源复位AVR 复位时所有的I/O 寄存器都被设置为初始值，程序从复位向量处开始执行。复位向量处的指令必须是绝对跳转JMP 指令，以使程序跳转到复位处理例程。如果程序永远不利用中断功能，中断向量可以由一般的程序代码所覆盖。这个处理方法同样适用于当复位向量位于应用程序区，中断向量位于Boot 区 或者反过来 的时候。Figure 15 为复位逻辑的电路图。Table 15 则定义了复位电路的电气参数。复位源有效时I/O 端口立即复位为初始值。此时不要求任何时钟处于正常运行状态。所有的复位信号消失之后，芯片内部的一个延迟计数器被激活，

6、将内部复位的时间延长。这种处理方式使得在MCU 正常工作之前有一定的时间让电源达到稳定的电平。延迟计数器的溢出时间通过熔丝位SUT 与CKSEL 设定。延迟时间的选择请参见 P23“ 时钟源” 。复位源ATmega16 有5 个复位源：? 上电复位。电源电压低于上电复位门限 VPOT 时， MCU 复位。? 外部复位。引脚 RESET 上的低电平持续时间大于最小脉冲宽度时MCU 复位。? 看门狗复位。看门狗使能并且看门狗定时器溢出时复位发生。? 掉电检测复位。掉电检测复位功能使能，且电源电压低于掉电检测复位门限 VBOT 时MCU 即复位。? JTAG AVR复位。复位寄存器为1时MCU复位。

7、详见 P215“IEEE 1149.1 (JTAG) 边界扫描”。Notes: 1. 电压下降时，只有电压低于VPOT 时复位才会发生。2. 一些器件的VBOT 可能比标称的最小工作电压还要低。这些器件在生产测试过程中进行了VCC = VBOT 的测试，保证在VCC 下降到处理器无法正常工作之前产生掉电检测复位。ATmega16L 的测试条件为BODLEVEL=1， ATmega16 的测试条件为BODLEVEL=0。BODLEVEL=1 不适用于ATmega16。ATmega16 上电复位上电复位(POR) 脉冲由片内检测电路产生。检测电平请参见 Table 15。 无论何时VCC 低于检测

8、电平POR 即发生。POR 电路可以用来触发启动复位，或者用来检测电源故障。POR电路保证器件在上电时复位。VCC 达到上电门限电压后触发延迟计数器。在计数器溢出之前器件一直保持为复位状态。当VCC 下降时，只要低于检测门限，RESET 信号立即生效。ATmega16 外部复位外部复位由外加于RESET 引脚的低电平产生。当复位低电平持续时间大于最小脉冲宽度时( 参见Table 15) 即触发复位过程，即使此时并没有时钟信号在运行。当外加信号达到复位门限电压VRST( 上升沿) 时， tTOUT 延时周期开始。延时结束后MCU 即启动。ATmega16 掉电检测ATmega16 具有片内BOD

9、(Brown-out Detection) 电路，通过与固定的触发电平的对比来检测工作过程中VCC 的变化。此触发电平通过熔丝位BODLEVEL 来设定， 2.7V(BODLEVEL 未编程)，4.0V (BODLEVEL 已编程)。BOD 的触发电平具有迟滞功能以消除电源尖峰的影响。这个迟滞功能可以解释为VBOT+ = VBOT + VHYST/2 以及VBOT- = VBOT- VHYST/2。BOD 电路的开关由熔丝位BODEN控制。当BOD使能后(BODEN被编程)，一旦VCC下降到触发电平以下(VBOT-， Figure 19)， BOD 复位立即被激发。当VCC 上升到触发电平以上时(VBOT+，Figure 19)，延时计数器开始计数，一旦超过溢出时间tTOUT，MCU即恢复工作。如果VCC 一直低于触发电平并保持如Table 15 所示的时间tBOD， BOD 电路将只检测电压跌落。ATmega16 看门狗复位看门狗定时器溢出时将产生持续时间为1 个CK 周期的复位脉冲。在脉冲的下降沿，延时定时器开始对tTOUT 记数。请参见P40 以了解看门狗定时器的具体操作过程。