AVR для початківців
Доброго вам дня!
Сьогодні ми поговоримо про таку важливу річ як тактування мікроконтролера.
Почнемо, зрозуміло, з визначення такого поняття як тактова частота.
Частота- кількість коливань за одиницю часу.
Такт- окрема, елементарна дія процесора, мікроконтролера, машини.
З зазначених вище визначень можна дійти невтішного висновку, щотактовая частота є що інше, як число елементарних операцій (тактів) мікроконтролера за одиницю часу (у разі одиниця времени—секунда).
Однак не варто плутати такт з командою процесора.
Команда процесора— інструкція процесору записана у зрозумілому вигляді. Саме з команд складається будь-яка програма для мікроконтролера. Тобто командами ми керуємо діями контролера.Деякі команди мікроконтролераAVRвиконуються не за один такт!Саме тому не можна поставити знак рівності між поняттями команда та такт. Однак час виконання команди мікроконтролер безпосередньо залежить від тактової частоти.
Наприклад, мікроконтролер працює на тактовій частоті 1 МГц, що передбачає 1*10 6 тактів на секунду. На виконання команди MUL, яка виконується 2 такти, піде приблизно 2 мікросекунди. При роботі мікроконтролера на частоті 8МГц, буде виконуватися 8*10 6 тактів в секунду, і виконання тієї ж команди вже піде 0, 25 мікросекунди. Отримуємо пропорційний приріст швидкості роботи!
Зрозуміло, частота тактування контролера не береться з повітря. Для завдання частоти роботи мікроконтролеру потрібне джерело тактових імпульсів. Розглянемо можливі джерела тактуваннямікроконтролерівAVR.
Іноді буває, що джерело тактових імпульсів вже включено до складу мікроконтролера. Так і у випадку з мікроконтролерами AVR сучасних сімейств. Саме на роботу від внутрішнього RC ланцюжка налаштований мікроконтролер AVR спочатку. Її частота здебільшого лежить у діапазоні від 1МГц до 8. Однак її використання обмежене через похибку частоти.
Тактування відбувається за такою схемою:
Частота роботи даного ланцюжка розраховується за такою формулою:
F - Частота в Герцях
R - Опір R, в Омах
C - Ємність С, у Фарадах
На жаль, параметри цього RC генератора сильно залежать від температури та інших зовнішніх умов. Тому також не рекомендується до використання.
3.Зовнішній кварцовий резонатор
Кварцовий резонатор- Високоточний резонансний елемент електронної схеми. По суті, є аналогом LC контуру, проте перевершує його по добротності, а так само зберігає свої параметри при зміні зовнішньої температури.
За вибір джерела тактування мікроконтролера AVR відповідають FUSE біти CKSEL 0- CKSEL 3. Конкретніше поговоримо про них у статті про FUSE біти.
Тактування – невід'ємний аспект роботи мікроконтролера. Для найпростіших проектів достатньо внутрішнього або зовнішнього RC ланцюжка. Але побудова високоточних пристроїв неможлива без застосування високодобротних, стабільних джерел тактування.