Úvod

Na podzim firma Microchip (Microchip koupil Atmel začátkem roku 2016) oznámila čtyři nové mikroprocesory řady ATtiny, což jsou nejmenší mikroprocesory rodiny AVR s maximálně 24 piny.

Výbava

Jedná se o 8-bitový mikroprocesor s Harwardskou architekturou. Struktura registrů je velice podobná té, kterou nalezneme u mikroprocesorů ATxmega. V C tedy můžeme pro přístup k jednotlivým registrům používat struktury jednotlivých modulů, což je na programování velice příjemné.

• napájení 1.8 - 5V
• pracovní frekvence až 20MHz
  • 16/20MHz vnitřní RC oscilátor
  • 32.768kHz ultra low power vnitřní RC oscilátor
  • 2.768kHz externí krystal
  • externí zdroj pracovní frekvence
• 3 režimy spánku
• watchdog
  • 8ms až 8s
• přerušení
  • 2 priority přerušení - normal/high
  • round-robin scheduling scheme - všechna přerušení se vykonají tak, aby se nahromaděná přerušení vykonávala rovnoměrně
  • Non-Maskable Interrupts - vykonají se vždy, i když jsou přerušení globálně zakázaná
  • všechny I/O piny mohou být využity pro externí přerušení
• event systém
  • 6 komunikačních kanálů, po kterých mohou periferie komunikovat bez využívání CPU
• časovače/čítače
  • 1x 16-bit typ A
    • 3x PWM
    • 2x 8-bit ve split módu
  • 1x 16-bit typ B
    • input capture - událost, měření frekvence, délky pulzu
    • single shot - generování pulzu definované délky
    • 8-bit PWM
  • 1x 12-bit typ D
    • až 32Mhz
    • generování průběhů pro řízení LED, motorů, měničů, H-můstků
    • 4x výstup - WOA, WOB, WOC, WOD
    • dead time
  • 1x 16-bit RTC (hodiny reálného času)
    • perioda 2s až 18h s rozlišením 30.5µs nebo 1s
    • RTC - Real Time Couter
    • PIT - Periodic Interrupt Timer
• USART
  • fractional baud rate generator - možnost nastavení baudrate nezávisle na pracovní frekvenci
  • podpora RS-485
• SPI
• TWI (I²C)
  • 100kHz, 400kHz, 1Mhz
  • podpora SMBus
• CCL - Configurable Custom Logic
  • sestavení logického obvodu uvnitř mikroprocesoru
  • 2x pravdivostní tabulka
  • 6x vstup, 2x výstup
  • jakákoliv logická funkce (dle pravdivostní tabulky)
  • Gated D Flip-Flop, JK Flip-Flop, gated D Latch, RS Latch
• AC - analogový komparátor
  • 50ns reakční doba
  • detekce průchodu nulou
  • hystereze - 0-10-25-50mV
• ADC
  • rozlišení 10-bit
  • až 150k vzorků za sekundu
  • až 12 vstupů
  • teplotní senzor
• DAC
  • rozlišení 8-bit
  • až 350k vzorků za sekundu
  • zátěž 5kΩ/30pF
• napěťová reference
  • zvlášť pro AC, ADC, DAC
  • 0.55-1.1-1.5-2.5-4.3V
• PTC - Peripheral Touch Controller
  • detekce pro kapacitní dotykové senzory - tlačítko, posuvník, kolečko
  • 1 pin pro 1 elektrodu - nejsou zapotřebí žádné externí součástky
• CRCSCAN - [CRC](https://cs.wikipedia.org/wiki/Cyklick%C3%BD_redundantn%C3%AD_sou%C4%8Det) kontrola paměti
  • vytváření kontrolního součtu boot sekce, aplikační sekce nebo celé Flash
  • detekce chyby v uloženém programu
• UPDI - rozhraní pro programování a debugování

Jak se programují?

Vývojáři Microchipu/Atmelu vymysleli pro nové ATtiny také nové programovací rozhraní UPDI (Unified Program and Debug Interface), které využívá pouze 1 pin mikroprocesoru - reset. Pro přenos dat se používá half-duplex UART. Začátek programování se indikuje 12V pulzem, nebo nastavením pojistek.

Dejte si pozor na první série, ty neměly z výroby nastavené programovací pojistky, ale byl nutný 12V pulz!

Zatím je vyzkoušeno, že pro programování lze použít JTAG ICE 3 nebo Atmel ICE. Případně lze použít programátor, který je integrovaný na vývojové desce ATTINY817-XMINI.

Podpora pro programování je v nejnovějším Atmel Studiu. Pod Linuxem je situace složitější. Ve Fedoře je aktuálně zabalíčkováno avr-gcc 6.0.2, ve kterém není zakompilována podpora pro tyto nové mikroprocesory. Řešením je použít Atmel Packs, stáhnout si nové knihovny a zkompilovat si avr-gcc, avr-binutils a avr-libc.

Příklad využití Event systému a CCL

V application note AVR42778 se můžete dočíst, jak lze velmi jednoduše a efektivně využít tyto mikroprocesory pro řízení otáček stejnosměrného bezkartáčového motoru. Řízení otáček nespotřebovává žádný výpočetní čas CPU.

Časovač/čítač TCA vytváří základní PWM signál. Vstup z hallova čidla je porovnáván na komparátoru, který vytváří signál, který říká, které cívky mají být sepnuté. Při překlopení komparátoru se zárověn spustí časovač/čítač TCB, který vytváří dead time signál. Všechny tyto signály jdou do CCL (Configurable Custom Logic), kde se z nich vytvoří dva signály pro spínání tranzistorů.

Závěr

Tyto nové AVR mikroprocesory řady tiny nabízejí v malém pouzdře mnoho skvělých vlastností, kdy některé byly přejaté z řady xmega. Řekl bych, že se momentálně jedná o jedny z nejvybavenějších AVR mikroprocesorů.

Jako další významné plus vidím cenu, kdy se dá koupit ATtiny817 za 25Kč (Farnell), což z ní dělá jeden z nejlevnějších AVR mikroprocesorů.

Pro bastlíře je určitě mínus pouzdro QFN (které se dá zatím koupit), které se ručně nepájí moc dobře a programovací rozhraní UPDI, se kterým nelze použít jedoduché programátory jako třeba USBasp.

Pro otestování lze koupit vývojový kit ATTINY817-XMINI za 230Kč (Farnell, TME), který obsahuje programátor/debugger, virtuální sériový port, LED, tlačítko a dvě kapacitní dotyková tlačítka.

Pokud byste je chtěli vyžít tyto nové mikroprocesory ve vašem novém zapojení, tak doporučuji sekci Errata na konci datashetu - str. 597, jsou zde popsány zatím objevené chyby, které se v těchto mikroprocesorech vyskytují.

Zdroje

• ATtiny817 datasheet
• AVRFREAKS
• AVR42778

Fórum

Podělte se s námi o váš názor na nové ATtiny a případně se pochlubte vaším zapojením s některou z nových ATtiny na našem fóru.