Вопрос 1
Есть микроконтроллер AT90S2313 и реле коммутирующее 220 В индуктивную нагрузку (50 Вт сетевой трансформатор от другого устройства). Реле управляется через микросхему ULN2803. В момент переключения реле AVR перезапускается с вероятностью 80 %, причем происходит это чаще всего в момент отключения нагрузки. Реле на плате стоит рядом с микроконтроллером. Если я экранирую реле, то становится лучше, но не совсем. Конденсаторы по питанию, супервизор, диод на обмотке реле и т. д., как обычно, на месте. Разводка печатной платы тоже вроде нормальная. Что делать?
Ответ 1
1) Раз микроконтроллер перезапускается — скорей всего помеха наводится на вывод Reset. Рецепт общеизвестен: если Reset глобальный, и бегает по всей плате, то вход микроконтроллера надо от него отвязать резистором (~1 кОм), и со входа на «земляную ногу» микроконтроллера навесить керамический конденсатор 10—100 нФ. Если Reset локальный — то стоит проверить разводку печатной платы, и опять — же керамический конденсатор.
2) Супервизор — не панацея от помех, при коротких помехах на шине питания он сам может генерировать ложный сигнал сброса. Поэтому супервизору на питание нужен индивидуальный развязывающий керамический конденсатор, вплотную к его ножкам.
3) Может ресетиться по WDT. Зависание микроконтроллера довольно часто случается, если помеха наводится на кварцевый генератор. Конденсаторы кварцевого резонатора следует подключить к земляной ноге микроконтроллера напрямую, и больше к этой дорожке ничего не подключать.
4) Контакты реле должны быть зашунтированы искрогасящими цепочками. Просто конденсатор я бы не советовал, т. к. не всякие контакты такое выдерживают. Навскидку можно посоветовать конденсатор 100 нФ (сертифицированный на работу Vac = 250 В) последовательно с проволочным или объемным углеродным резистором 10…100 Ом (чем меньше тем лучше, но контакты при малых сопротивлениях могут потихоньку портиться). Кроме этого, не помешает зашунтировать обмотку трансформатора MOV-варистором на Vac = 275 В, причем MOV лучше отнести как можно ближе к нагрузке (трансформатору).
5) Обмотка реле должна быть зашунтирована диодом (одним).
6) Остальное — разводка. Возможно, есть где-то проводок, к которому и AVR подключен, и ток с реле или нагрузки бегает. Проверяется просто: AVR запитывается от батарейки, отключаются от схемы с AVR все внешние соединения кроме одного провода земли и оптронной развязки на реле. Важно: заземление только в одном месте одним проводом, лучше всего от GND вывода микроконтроллера на ввод питания остальной схемы. Будет сбоить, тогда похоже это электромагнитное излучение, но почти наверняка не будет. Тогда надо подключать назад и искать, где ошибка.
Вопрос 2
Почему программа, написанная для AT90S1200, не работает на AT90S2313?
Ответ 2
Если пробовать использовать код, написанный для AT90S1200, для микроконтроллера AT90S2313, он часто не работает, даже если в исходном тексте был изменено название файла определений 1200.def на 2313.def. Признаки могут быть следующие: неожиданный сброс микроконтроллера или он может вообще не запускаться. Часто программа при ее отладке в программе-симуляторе работает правильно, а в собранной схеме — не работает. Простые программы работают на обоих микроконтроллерах, а ваше приложение — нет.
Решение проблемы
Микроконтроллер AT90S1200 не имеет встроенной оперативной памяти данных (SRAM), поэтому для работы подпрограмм используется 3-х уровневый аппаратный стек. Его не нужно инициализировать в начале программы. Микроконтроллер AT90S2313 (и многие другие) имеет оперативную память данных, и его стек расположен в этой памяти. Для правильной работы в начале программы этот стек должен быть инициализирован.
Так как стек растет вниз, наиболее удобно располагать стек в конце оперативной памяти данных.
Пример для AT90S2313:
ldi rTEMP,RAMEND
out SPL,rTEMP
Микроконтроллеры с большим объемом оперативной памяти данных, такие как AT90S8515, имеют два регистра для указателя стека.
Пример для AT90S8515:
ldi rTEMP,low(RAMEND)
out SPL,rTEMP
ldi rTEMP,high(RAMEND)
out SPH,rTEMP
Простейшие программы могут работать без инициализации стека в том случае, если они не используют ни одной команды, для которой нужен стек (вызова подпрограмм и т. д.).
Вопрос 3
Когда я использую встроенный UART, могу ли я использовать все таймеры микроконтроллера?
Ответ 3
Да, можете, т. к. UART имеет свой отдельный таймер для формирования необходимой для работы частоты.
Вопрос 4
Где я могу найти фирменные описания микроконтроллеров?
Ответ 4
На официальном сайте фирмы Atmel:
Вопрос 5
Какие особенности имеют микроконтроллеры семейства AVR по сравнению с традиционными?
Ответ 5
Более эффективная система команд, позволяющая получить более компактный код, особенно при программировании на языке С. В 4–5 раз большая скорость работы. Перепрограммируемая в системе флеш память программ и данных. Маленькое потребление энергии.
Вопрос 6
Почему для каждого порта ввода/вывода имеется 3 регистра?
Ответ 6
Для того, чтобы позволить реализовать действительно безопасную систему, AVR позволяет организовать работу с портами по принципу «прочел-модифицировал-записал». Если Вы хотите прочитать физическое состояние выводов микроконтроллера, следует прочитать значение из регистра PINx. В случае, когда нужно обновить данные на выходе линий, следует прочесть содержимое регистра PORTx. При этом будет считано число, которое было выведено в порт. После модификации его можно снова записать в этот же регистр. Этот метод позволяет получать верные результаты независимо от физического состояния выводов микроконтроллера. Кроме того, эта особенность микроконтроллеров семейства AVR позволяет избавиться от необходимости хранить копию содержимого регистра ввода/вывода в памяти.
При использовании команд SBI и CBI, следует использовать PORTx.