[Kiến thức] Vi điều khiển AVR ATtiny2313 8-bit

ATtiny2313 là một trong những vi điều khiển có công nghệ Flash và kiến ​​trúc vi mạch RISC. Một vi mạch được tích hợp với các các chân GPIO, bộ xử lý, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi khác. 

Một con chip có công nghệ cao, công suất thấp do Microchip sản xuất có tốc độ thực thi 12 triệu lệnh mỗi giây và có EEPROM 128 Byte. Nó được ứng dụng từ các thiết bị dùng trong nhà đến tự động hóa công nghiệp để cung cấp khả năng điều khiển digital cho các hệ thống.

Bài viết này giới thiệu về vi điều khiển ATtiny2313. Tất cả các tính năng, thông số kỹ thuật, cấu hình chân, nguyên lý hoạt độn  g của chân GPIO và các ứng dụng sẽ được thảo luận trong bài viết.

Giới thiệu ATtiny2313

Vi điều khiển ATtiny2313 AVR là vi điều khiển 8 bit với bộ dao động bên trong là 4 MHz. Nó có 20 chân, trong đó 18 chân là chân GPIO, có  giao thức gỡ lỗi debugWIRE, cổng và một cổng USART để giao tiếp truyền dữ liệu nối tiếp các cảm biến và linh kiện điện tử khác nhau. Nó cũng có bộ đếm thời gian Watchdog để hoạt động ở chế độ tiết kiệm năng lượng.

Sơ đồ chân ATtiny2313

Cấu hình chân ATtiny2313

Hãy thảo luận về sơ đồ chân của vi điều khiển ATtiny 2313 AVR. Chi tiết cấu hình chân trong bảng được đề cập dưới đây:

• Chân GPIO: có tổng cộng 20 chân GPIO, trong đó 18 chân là đầu vào-đầu ra và 3 port
• Ngắt: Ngắt là chương trình con được sử dụng để thực hiện các lệnh cụ thể được ưu tiên hơn các lệnh thông thường.
• Bộ tạo dao động / XTAL: ATtiny2313 có bộ dao động bên trong 4 MHz, nhưng nó có thể được tùy chỉnh bằng cách cung cấp xung nhịp bằng bộ dao động bên ngoài để xử lý nhanh
• MOSI / MISO: Các chân này dùng cho giao tiếp dữ liệu nối tiếp và giao tiếp giữa bộ điều khiển và thiết bị. MOSI được sử dụng để gửi dữ liệu từ vi điều khiển đến thiết bị ngoại vi, trong khi MISO được sử dụng để nhận dữ liệu.
• ICP: Chân chụp đầu vào được sử dụng để đo xung của timer
• dW: Nó được sử dụng để kiểm soát luồng thực thi chương trình bằng cách đọc và ghi vào tất cả các khối bộ nhớ

Các chân UART

Các chân ngắt ngoài

Các chân SPI

Các chân I2C

Các đặc tính và thông số kỹ thuật của ATtiny2313

Thông số kỹ thuật vi điều khiển ATtiny2313

• Độ rộng Bus dữ liệu: 8bits
• Số chân: 20 (PDIP / SOIC / MLF / QFN)
• Tốc độ bộ xử lý: 12 triệu lệnh/s
• Bộ nhớ chương trình: 2 KB
• StaticRAM: 128 byte
• EEPROM: 128 Byte
• Kênh PWM: 4
• Nhiệt độ hoạt động: -40 0 C - 85 0 C

Thiết bị ngoại vi ATtiny2313

Một số tính năng chi tiết được liệt kê như sau:

• Vi điều khiển CMOS hiệu suất cao với Công nghệ Flash
• Dải điện áp hoạt động rộng từ 2,7 - 5,5V nên tiết kiệm điện
• Mạch phát hiện sụt áp cho trường hợp khẩn cấp
• Tần số hoạt động lên đến 4MHz nhưng có thể thay đổi để tiết kiệm năng lượng
• Thanh ghi 32X8
• Nó có một tùy chọn có thể reset bên ngoài và bên trong
• 3 chế độ nguồn, tức là chế độ ngủ, chế độ tắt nguồn và chế độ chờ
• Có ngắt bên trong / bên ngoài và 2 bộ hẹn giờ khác nhau
• Một cổng SPI, USART để lập trình giao tiếp dữ liệu nối tiếp
• Bộ timer watchdog khởi động thiết bị từ chế độ ngủ và có thể được kích hoạt hoặc hủy kích hoạt bằng cách lập trình
• CPU dựa trên kiến ​​trúc vi mạch RISC 8 bit
• 120 lệnh được xử lý mỗi chu kỳ
• Bộ nhớ ROM có thể được lập trình 125 × 8 byte để lưu trữ vĩnh viễn một số dữ liệu

Cách lập trình vi điều khiển AVR ATtiny2313

Các phần mềm và trình biên dịch khác nhau có thể được sử dụng để lập trình vi điều khiển AVR ATtiny2313.

Hỗ trợ trình biên dịch

[caption id="attachment_6499" align="alignnone" width="603"] Cách lập trình vi điều khiển AVR ATtiny2313[/caption]

Chúng ta cần một IDE, IPE, một trình biên dịch phù hợp và một lập trình viên / trình gỡ lỗi để code một chương trình. Chức năng của IDE (Integrated Development Environment) là cung cấp môi trường để lập trình. 

Trình biên dịch chuyển đổi chương trình thành các file HEX có thể đọc được. IPE (Integrated Programming Environment) phục vụ mục đích ghi file HEX trong MCU AVR.

• IDE:  Atmel Studio 7
• Trình biên dịch:  AVR và ARM Toolchains

Hợp ngữ Assemly vẫn có thể lập trình. Một số trình biên dịch được sử dụng phổ biến nhất là Micro C cho AVR, AVR và ARM Toolchains được cung cấp bởi các nhà sản xuất Atmel, được gọi là Microchip.

Atmel-ICE là một trình gỡ lỗi / lập trình trong mạch đóng một vai trò không thể thiếu trong việc lập trình AVR. 

Nó hỗ trợ In-Circuit-Serial-Programming, được vận hành bởi máy tính, để ghi code vào ATtiny2313 AVR bằng Atmel Studio. Hơn nữa, cần có phần cứng như Perfboard, hàn, bộ dao động thạch anh, tụ điện, IC AVR.

Bộ vi điều khiển thay thế

• ATtiny2313A (tương đương)
• ATmega8515
• ATmega8535
• ATmega645A
• ATmeg6490
• ATmega8a
• ATmega88PA
• ATtiny28L
• ATtiny48
• ATtiny417

Các ứng dụng

• Hệ thống cảm biến
• Dùng trong hệ thống y tế
• Hệ thống tự động hóa trong nhà
• Hệ thống nhúng chi phí thấp
• Ô tô
• Mục đích quốc phòng và an toàn

Sơ đồ 2D ATtiny2313

Bộ vi điều khiển AVR 8-bit ATtiny2313 có ba dạng package, là 20P3, 20S và 20M1. Hình dưới đây mô tả mô hình 2d của Vi điều khiển AVR 8-bit ATtiny2313 (20P3). Nó cho chúng ta thấy kích thước vật lý của các thành phần cần thiết khi thiết kế mạch PCB.

>>> Mời anh em xem thêm:

• IC thanh ghi dịch 74HC595 giao tiếp với Arduino
• Giới thiệu động cơ bước 5V 28BYJ-48
• Giao tiếp Mô-đun Wi-Fi ESP8266 với Arduino: