logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

zestaw uruchomieniowy AVR ,filtracja i Atmel Studio

tomasz249 23 Kwi 2017 20:30 6693 117
  • #1 16438194
    tomasz249
    Poziom 15  
    Witam forumowiczów
    Wpadłem na pomysł zbudowania bardzo elastycznego zestawu uruchomieniowego AVR.
    Do płytki na której ma być podstawka ZIF mają być wpinane moduły z różnymi procesorami: Atmega 8,16,32,64 oraz ATtiny.
    Czy ze względu na połączenia ścieżkami, czasami może nawet kilka centymetrów nie będzie powodować to zakłóceń jeśli rezonator kwarcowy będzie na płytce i będą szły kilkucentymetrowe ścieżki do modułu?
    A co do filtracji zasilania to zaleca się ją jak najbliżej nóżek mikrokontrolera. Czy jeśli jednak kondensatory nie były by na module lecz na płytce to może to spowodować jakieś komplikacje?

    Pozdrawiam

    Przykładowa sytuacja "długich ścieżek połączeniowych":
    zestaw uruchomieniowy AVR ,filtracja i Atmel Studio
  • Pomocny post
    #2 16438476
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Cytat:
    A co do filtracji zasilania to zaleca się ją jak najbliżej nóżek mikrokontrolera. Czy jeśli jednak kondensatory nie były by na module lecz na płytce to może to spowodować jakieś komplikacje?
    Zalecenie dotyczy tylko kondensatorów ceramicznych, elektrolityczne mogą być dalej, kondensator ceramiczny SMD zajmuje bardzo niewiele miejsca, więc łatwo go zmieścić, a każdy milimetr ścieżki łączącej go z nóżkami mikrokontrolera daje mierzalne pogorszenie jakości filtracji. Oczywiście jest możliwe że układ z długimi ścieżkami zadziała, ale raz zadziała, innym razem nie zadziała, lepiej mieć pewność i dać blisko.

    Z kwarcem podobnie, w nocie AVR4100 piszą:
    Atmel napisał:

    Signal lines from XTAL1/TOSC1 and XTAL2/TOSC2 to the crystal
    should be as short as possible to reduce parasitic capacitance and
    increase noise and crosstalk immunity. Any kind of sockets should be
    avoided.

    A pod względem reaktancji pasożytniczych podstawki ZIF są znacznie gorsze od zwykłych.

    Poniżej rysunek z wspomnianej noty, tak producent mikrokontrolera zaleca podłączyć kwarc w swoich zestawach uruchomieniowych z podstawką ZIF.
    zestaw uruchomieniowy AVR ,filtracja i Atmel Studio
  • #3 16438963
    tomasz249
    Poziom 15  
    Więc ceramika dam blisko. Elektrolitycznych standardowo używam 100uF, mogę dać 47uF na płytce i 47uF na module ale nie wiem czy to cokolwiek polepsza?
    Skoro tak zaleca producent to myślę,że rezonator wlutowałbym na modułach zaraz przy mikrokontrolerze.
  • #4 16441643
    tomasz249
    Poziom 15  
    Jeszcze jest kwestia filtracji ADC. Używa sie do niej pojemności i indukcyjności, więc pewnie też na module...
  • Pomocny post
    #5 16442162
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    tomasz249 napisał:
    Więc ceramika dam blisko. Elektrolitycznych standardowo używam 100uF, mogę dać 47uF na płytce i 47uF na module ale nie wiem czy to cokolwiek polepsza?
    Kondensator elektrolityczny działa w zakresie niższych częstotliwości i długie ścieżki mu nie przeszkadzają, wystarczy jeden.
    tomasz249 napisał:
    Skoro tak zaleca producent to myślę,że rezonator wlutowałbym na modułach zaraz przy mikrokontrolerze.
    I kondensatory do niego.

    tomasz249 napisał:
    Jeszcze jest kwestia filtracji ADC. Używa sie do niej pojemności i indukcyjności, więc pewnie też na module...
    Kondensator blisko nóżek uC a indukcyjność gdzie ci wygodnie tu też długie ścieżki nie przeszkadzają.
  • #6 16442198
    tomasz249
    Poziom 15  
    jarek_lnx napisał:
    I kondensatory do niego.

    Co do kondensatorów do kwarcu- standardowo daje się 22pF. Jest to uniwersalna zasada czy może zależy to choć w jakimś stopniu od częstotliwości rezonatora?

    Skoro ma być to zestaw uruchomieniowy - więc zdało by się odporny i niezawodny, czy istnieje poparta przesłanka by przy filtracji użyć kilku kondensatorów ceramicznych lub dołożyć o mniejszej pojemności?
  • #7 16442432
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    tomasz249 napisał:
    Co do kondensatorów do kwarcu- standardowo daje się 22pF. Jest to uniwersalna zasada czy może zależy to choć w jakimś stopniu od częstotliwości rezonatora?

    Kwarc ma w dokumentacji podaną pojemność obciążenia którą trzeba uzyskać, a składa się na nią pojemność wewnątrz układu scalonego i pojemność szeregowego połączenia wspomnianych kondensatorów (patrząc od od strony kwarcu są szeregowo).

    tomasz249 napisał:
    Skoro ma być to zestaw uruchomieniowy - więc zdało by się odporny i niezawodny, czy istnieje poparta przesłanka by przy filtracji użyć kilku kondensatorów ceramicznych lub dołożyć o mniejszej pojemności?
    Kondensator SMD 100nF ma rezonans szeregowy na kilkunastu MHz, z kilkoma milimetrami ścieżki spadnie do kilku MHz, ale do AVR-ów wystarczy, przy szybszych procesorach daje sie kilka kondensatorów o różnych wartościach.
    Jeśli procesor ma kilka wyprowadzeń masy i zasilania, jak to się zdarza przy obudowach TQFP to przy każdej parze warto dać jeden kondensator.
  • #8 16442755
    tomasz249
    Poziom 15  
    Czy możesz mi powiedzieć dlaczego w filtracji nie daje się dużych elektrolitów (1000uF i więcej)?
    Przynajmniej słyszałem takie opinie, że jest to szkodliwe.
  • Pomocny post
    #9 16443085
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    tomasz249 napisał:
    dlaczego w filtracji nie daje się dużych elektrolitów (1000uF i więcej)?
    Jak zgaduję, chodzi Ci o pojemności PO układzie stabilizatora (np. 7805)?
    Wynika to ze specyfiki działania LM'a - stabilizowane napięcie na wyjściu należy tylko połączyć z masą niewielką pojemnością - rzędu 10-47uF. Natomiast przy samych układach jakie ten stabilizator zasila powinno się dodawać dwa kondensatory - jeden ceramiczny (a najlepiej tantalowy) o pojemności rzędu 100nF a drugi elektrolityczny ok. 22uF. Większa pojemność jest i zbędna i może wywoływać wzbudzanie się na linii zasilania - ma on jedynie stabilizować napięcie w impulsach jakie mogą się pojawić ze względu na działanie układu jaki zabezpieczają.
  • #10 16443300
    tomasz249
    Poziom 15  
    Ja zazwyczaj daję do Atmegi 100uF, mam nadzieje że taka nadwyżka nie przeszkadza.
    A jak jest jeśli układ jest zasilany przez stabilizator impulsowy? Również należy dać małą pojemność?
    I jeszcze kwestia samej pojemności przy mikrokontrolerze-stwarza to dodatkowe skutki uboczne? Słyszałem pewnego razu o rzekomych problemach z resetem czy coś w ten deseń.
  • #11 16443391
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    tomasz249 napisał:
    100uF, mam nadzieje że taka nadwyżka nie przeszkadza.
    Nie powinno.
    tomasz249 napisał:
    A jak jest jeśli układ jest zasilany przez stabilizator impulsowy? Również należy dać małą pojemność?
    Tak W tym wypadku ważne jest dodanie kondensatora o którym pisałem wcześniej - 100nF.(lub nawet mniej).
    tomasz249 napisał:
    I jeszcze kwestia samej pojemności przy mikrokontrolerze-stwarza to dodatkowe skutki uboczne? Słyszałem pewnego razu o rzekomych problemach z resetem czy coś w ten deseń.
    Zależy który kondensator. Kondensator filtrujący nie, natomiast jeżeli jest uklad resetu na układzie z kondensatorem, to jego wartość ma znaczenie i powinna być zachowana taka, jaką podano na schemacie/specyfikacji.
  • #12 16444061
    tomasz249
    Poziom 15  
    398216 Usunięty napisał:
    Tak W tym wypadku ważne jest dodanie kondensatora o którym pisałem wcześniej - 100nF.(lub nawet mniej).

    Chodzi mi tutaj o elektrolita, czy też takiego małego daje się przy układzie mikroprocka- czyli czy większy przeszkadza.

    Bo jeśli chodzi o samo niwelowanie skoków napięcia na zasilaniu - czy jest przyjęta jakaś wartość tętnień na zasilaniu ,która nie wpływa negatywnie na działanie mikrokontrolera?
    Dla Atmeg jest podane napięcie pracy 4,5-5,5V - rozumiem że tętnienia zasilania mogą mieć nawet 1V w skrajnym przypadku
  • Pomocny post
    #13 16445665
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    tomasz249 napisał:
    Bo jeśli chodzi o samo niwelowanie skoków napięcia na zasilaniu - czy jest przyjęta jakaś wartość tętnień na zasilaniu ,która nie wpływa negatywnie na działanie mikrokontrolera?
    Dla Atmeg jest podane napięcie pracy 4,5-5,5V - rozumiem że tętnienia zasilania mogą mieć nawet 1V w skrajnym przypadku
    Znaczenie może mieć szybkość zmian napięcia, oraz to jakie bloki mikrokontrolera są w tym czasie uzywane, cyfrówka powinna być dosyć odporna, EEPROM może być trochę wrażliwy, ADC może bardzo "nie lubić" tętnień, znalazłem w sieci to
    https://electronics.stackexchange.com/questio...v-ripple-in-dc-is-okay-for-powering-an-attiny
    jest to jakaś wskazówka ale ścisłych ograniczeń nie ma.

    Dodano po 8 [minuty]:

    tomasz249 napisał:
    Czy możesz mi powiedzieć dlaczego w filtracji nie daje się dużych elektrolitów (1000uF i więcej)?
    Bo nie ma takiej potrzeby, ja daje takie jak mam jakieś mocno "szarpiące prądem" obciążenie w pobliżu.
    Duże pojemności oprócz tego że spowalniają narastanie napięcia, mogą pogorszyć stabilność zasilaczy impulsowych jeśli konstruktor projektując pętlę sprzężenia zwrotnego nie uwzględnił takiej możliwości.
    Groźniejsza "pułapka" jest przy stabilizatorach LDO niektóre mają podane minimalne ESR kondensatora wyjściowego, stosowanie "za dobrych" MLCC może spowodować niestabilność, nawet jeśli jest to 100nF, wtedy trzeba dawać szeregową rezystancje lub indukcyjność pomiędzy zasilaczem a resztą układu.
  • #14 16475763
    tomasz249
    Poziom 15  
    Jeśli chciałbym mieć możliwość dołączania zewnętrznego napięcia odniesienia do ADC, to czy tutaj obowiązują jakieś zasady odnośnie krótkich połączeń? Wiem ,że przy nóżce AREF trzeba dać kondensator 100n ale czy doprowadzenie tego napięcia do mikrokontrolera np. 20-centymetrową ścieżką nie spowoduje jakiś problemów? (wyindukowanie dodatkowych kilku mV chyba nie przeszkodzi...)
  • #15 16476920
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Cytat:
    Wiem ,że przy nóżce AREF trzeba dać kondensator 100n ale czy doprowadzenie tego napięcia do mikrokontrolera np. 20-centymetrową ścieżką nie spowoduje jakiś problemów?
    Nie powinno, bo prąd jest tu mały, ale uważaj na ścieżkę masy, tam płyną większe prądy i powstaja spadki napięcia które mogą się odjąć lub dodać do Varef, psując dokładność, najlepiej masę od źródłą referencyjnego doprowadzić oddzielną ścieżką.
  • #16 16500472
    tomasz249
    Poziom 15  
    Zamierzam moduły o większym zapotrzebowaniu prądu zasilać z zasilacza ATX (np. złączem dedykowanym do grafiki PCI). Każdy moduł (z układami scalonymi) zapewne będzie posiadał podstawową filtrację. Czy w takim razie warto na wejściu napięcia z ATX na płytę główną dać kondensator(y) ceramiczne lub elektrolity?
  • #17 16513923
    tomasz249
    Poziom 15  
    Jeszcze mam pytanie odnośnie kwarcu i kondensatorów 22p. Jak już wiem kwarc należy dawać jak najbliżej procesora a czy te kondensatory też powinny być najbliżej jak to możliwe czy nie koniecznie? Bo chciałbym zrobić odłączalny kwarc na module (kwarc byłby włożony w listwe goldpin) i kondensatory jeśli by nie przeszkadzała ścieżka 5mm to bym dołączał jumperem.
  • #19 16514897
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    tomasz249 napisał:
    Jeszcze mam pytanie odnośnie kwarcu i kondensatorów 22p. Jak już wiem kwarc należy dawać jak najbliżej procesora a czy te kondensatory też powinny być najbliżej jak to możliwe czy nie koniecznie? Bo chciałbym zrobić odłączalny kwarc na module (kwarc byłby włożony w listwe goldpin) i kondensatory jeśli by nie przeszkadzała ścieżka 5mm to bym dołączał jumperem.


    Może zamiast dawać kwarc lepiej na płytce umieścić oscylator kwarcowy, np. programowalny, albo przestawiany dip-switchem, z którego sygnał podajesz na XTAL do taktowania MCU. MCU myśli, że ma kwarc, a ty nie masz problemu z długimi ścieżkami, w dodatku możesz wygodnie zmieniać częstotliwość taktowania MCU.
  • #20 16514942
    tomasz249
    Poziom 15  
    Jaka jest dokładność takiego oscylatora? Bo np przy UART może to byc znaczące.
    Ze względu na zworki ścieżki od oscylatora do procka miały by te kilka milimetrów, mam nadzieje że tmf to zauważyłeś.
  • #21 16515046
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    @tomasz249 To też jest oscylator kwarcowy, więc dokładność jest taka sama. Ponieważ korzystasz z wyjścia o odpowiedniej wydajności, więc ścieżka doprowadzająca może być dłuższa.
  • #22 16515086
    tomasz249
    Poziom 15  
    Chodzi o taki oscylator z kwarcem i bramkami (np. inwerter)? Jeśli tak to przy wyższych częstotliwościach te bramki sie nie wyrabiają.
  • #23 16515252
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    tomasz249 napisał:
    Chodzi o taki oscylator z kwarcem i bramkami (np. inwerter)? Jeśli tak to przy wyższych częstotliwościach te bramki sie nie wyrabiają.


    Żartujesz? AVR jest taktowany max 20 MHz. Weź jakieś bramki nowsze niż z PRLu i nie ma problemu :) Poza tym są gotowe oscylatory kwarcowe, tylko wtedy nie ma łatwiej możliwości ich przestrajania. Od biedy jako źródło zegara można wstawić jakiegoś małego ATTiny, który ma na pokładzie PLL dla timera i użyć go jako programowalnego zegara dla twojej płytki.
  • #24 16515411
    tomasz249
    Poziom 15  
    Robiłem testy z układami HC i nie dawały rady powyżej 10MHz. Układy typu AC są trudno dostępne.

    A co do tych kond 22p to one przeszkadzają jakoś gdybym odpiął tylko kwarc i używał normalnie tych pinów?
  • #25 16515569
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #26 16515610
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #27 16515772
    tomasz249
    Poziom 15  
    Piotrus_999 napisał:
    Zrób sobie 2 płytki na jednej przylutowac kwarc a na drugiej nie

    Zgadzam się ale szukam sposób czy aby nie da się na jednej - mniej pracy bym miał np.

    Jak odepnę kwarc to zostają jeszcze do masy te kondensatory 22p. Z racji małej pojemności przy częstotliwości 1MHz mają reaktancję 7kOhm co daje prąd 0.7mA. Niewiele. Jeśli są jeszcze jakieś inne negatywne skutki pozostawienia kondensatorów to proszę o oświecenie :)

    niveasoft napisał:
    Rozważ czy chcesz na tej rodzinie jeszcze budować coś z poważnym podejściem do pomiaru napięć?
    Piszesz o Mega8, Mega16 i pochodne.

    Zamierzam. Ale to będe dopinał WO/ zewnętrzny AREF jako dodatkowe moduły.
    niveasoft napisał:
    W poniższych płytkach wkładam kwarc jaki chcę i zawsze działa a porty pod kwarc to zwykłe złącza wyciągniete z precyzyjnej podstawki DIP.

    a używasz kondensatorów 22p przy kwarcu?
  • #28 16515827
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #29 16516911
    tomasz249
    Poziom 15  
    Debugger ciekawy. Ale to tylko moduł z procesorem. Z odłączaniem kwarcu raczej mi to nie pomoże.
  • #30 16516924
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
REKLAMA