Hình 2.21: sơ đồ chân của vi điều khiển ATmega328P-AU.
39
-Atmega328 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ MegaAVR có sức mạnh hơn hẳn Atmega8. Atmega 328 là một bộ vi điều khiển 8 bít dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 32KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 1KB EEPROM, một bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bít (2KB SRAM). Vi điều khiển ATmega328p-au được sử dụng trong Arduino nano.
-Với 25 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3 bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp USART, SPI, I2C. Ngoài ra có thể sử dụng bộ biến đổi số tương tự 10 bít (ADC/DAC) mở rộng tới 8 kênh, khả năng lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, có thể sử dụng tới 6 kênh điều chế độ rộng xung (PWM), hỗ trợ bootloader. Có thể hoạt động ở điện áp từ 1.8 đến 5.5VDC, hoạt động tốt ở nhiệt độ từ -40oc đến 80oc tốc độ thực thi (thông lượng) 1MIPS trên 1MHz (chế độ hoạt động : 0.2 mA, chế độ ngủ: 0.1 μA, chế độ tích kiệm: 0.75 μA)
Hình 2.22: sơ đồ khối của vi điều khiển.
40
Cốt lõi của AVR là sự kết hợp tập lệnh đầy đủ với các thanh ghi đa năng 32 bit. Tất
cả các thanh ghi 32 bit này liên kết trực tiếp với khối xử lý số học và logic (ALU) cho phép 2 thanh ghi độc lập được truy cập trong một lệnh đơn trong 1 chu kỳ đồng hồ.
Kết quả là tốc độ nhanh gấp 10 lần các bộ vi điều khiển CISC thường.
Với các tính năng đã nêu, chế độ nghỉ (Idle) CPU trong khi cho phép bộ truyền tin nối tiếp đồng bộ USART, giao tiếp 2 dây, chuyển đổi A/D, SRAM, bộ đếm bộ định thời, cổng SPI và hệ thống các ngắt vẫn hoạt động. Chế độ Power-down lưu giữ nội dung của các thanh ghi nhưng làm đông lạnh bộ tạo dao động, thoát khỏi các chức năng của chip cho đến khi có ngắt ngoài hoặc là reset phần cứng. Chế độ Power-save đồng hồ đồng bộ tiếp tục chạy cho phép chương trình sử dụng giữ đƣợc đồng bộ thời gian nhưng các thiết bị còn lại là ngủ. Chế độ ADC Noise Reduction dừng CPU và tất cả các thiết bị còn lại ngoại trừ đồng hồ đồng bộ và ADC, tối thiểu hoá switching noise trong khi ADC đang hoạt động. Trong chế độ standby, bộ tạo dao động (thuỷ tinh thể/bộ cộng hưởng) chạy trong khi các thiết bị còn lại ngủ. Các điều này cho phép bộ vi điều khiển khởi động rất nhanh trong chế độ tiêu thụ công suất thấp. Thiết bị được sản xuất sử dụng công nghệ bộ nhớ cố định mật độ cao của Atmel. Bộ nhớ On-chip ISP Flash cho phép lập trình lại vào hệ thống qua giao diện SPI bởi bộ
lập trình bộ nhớ cố đinh truyền thống hoặc bởi chương trình On-chip Boot chạy trên lõi AVR. Chƣơng trình boot có thể sử dụng bất cứ giao điện nào để download chương trình ứng dụng trong bộ nhớ Flash ứng dụng. Phần mềm trong vùng Boot Flash sẽ
tiếp tục chạy trong khi vùng Application Flash được cập nhật, cung cấp thao tác Read-
While-Write thực sự. Bằng việc kết hợp 1 bộ 8-bit RISC CPU với In-System Self- Programmable Flash trong chỉ nguyên vẹn 1 chip Atmel Atmega16 là một bộ vi điều khiển mạnh có thể cung cấp giải pháp có tính linh động cao, giá thành rẻ cho nhiều ứng dụng điều khiển nhúng. Atmega16 AVR được hỗ trợ bởi bộ chương trình đầy đủ
41
và các tool để phát triển hệ thống, báo gồm: Bộ biên dịch C, macro assemblers, program debugger/simulators, in-circuit emulators và evaluation kits.