Тактовый генератор AVR

Микроконтроллеры / Для начинающих / Архитектура /

Микроконтроллеры для начинающих Что нужно для того, чтобы стать профессиональным разработчиком программ для микроконтроллеров и выйти на такой уровень мастерства, который позволит с лёгкостью найти и устроиться на работу с высокой зарплатой (средняя зарплата программиста микроконтроллеров по России на начало 2017 года составляет 80 000 рублей). Подробнее...

В документации этот раздел называется “System Clock and Clock Options”, что можно перевести как “Системные часы и параметры системных часов”. Однако в русскоязычной литературе, как правило, вместо термина “системные часы” используется термин “тактовый генератор” (ну или что-то типа того). То есть речь пойдёт не о часах реального времени (часы/минуты/секунды), а именно об устройствах, которые задают, генерируют и используют тактовую частоту (тактовые сигналы).

Ну и далее, чтобы не раздражать бывалых электронщиков, я буду использовать “советские” термины “тактовый генератор”, “тактовая частота” и т.п., лишь изредка (чтобы писать поменьше букв) позволяя себе применять англоязычные слова типа “System Clock AVR”, или просто “часы процессора” (имея в виду именно тактовый генератор и тактовую частоту процессора).

Итак, начнём…

Тактовый сигнал и его распределение

На рисунке ниже представлены основные системы часов (тактовых генераторов, тактовых сигналов) в AVR и их распределение. Все тактовые генераторы не должны быть задействованы одновременно. Для снижения энергопотребления тактовые генераторы в неиспользуемых модулях можно остановить с помощью различных спящих режимов, как описано в разделе “Управление питанием и спящие режимы” (страница 30 в документации). Системы часов подробно описаны ниже.

Тактовые сигналы и их распределение

Тактовые сигналы и их распределение

На рисунке:

  1. AVR Clock Control Unit - модуль управления тактовыми сигналами (часами).
  2. ADC - аналого-цифровой преобразователь.
  3. General I/O Modules - общие модули ввода-вывода.
  4. CPU Core - ядро процессора.
  5. RAM - оперативная память.
  6. Flash and EEPROM - Flash-память и память данных.
  7. Reset Logic - логика управления сбросом.
  8. Watchdog Timer - “сторожевой” таймер.
  9. Clock Multiplexer - смеситель (микшер, мультиплексор, коммутатор - кому как понятнее) тактовых сигналов.
  10. Watchdog Oscillator - генератор “сторожевого” таймера.
  11. External Clock - внешний тактовый сигнал.
  12. Calibrated RC Oscillator - генератор калибровки цепи сброса.

Некоторые из этих составляющих будут описаны далее, другие - в следующем разделе.

CPU Clock - clkCPU - тактовые сигналы процессора

Тактовые сигналы процессора распределяются на на модули системы, связанные с работой ядра AVR. Примерами таких модулей являются регистры общего назначения, регистр статуса и память данных, указатель стека. Остановка тактового генератора процессора препятствует выполнению ядром общих операций и вычислений.

I/O Clock - clkI/O - тактовые сигналы ввода-вывода

Синхронизация ввода-вывода используется большинством модулей ввода/вывода, таких как таймер/счетчик. Тактовые сигналы ввода-вывода также используются модулем внешних прерываний, но обратите внимание, что некоторые внешние прерывания отслеживаются асинхронной логикой, позволяя обнаруживать такие прерывания, даже если тактовый генератор ввода-вывода остановлен.

Flash Clock - clkFLASH - тактовые сигналы FLASH-памяти

Тактовые сигналы флэш-памяти управляют флэш-интерфейсом. Как правило, тактовый генератор флэш-памяти работает синхронно (одновременно) с тактовой частотой процессора.

ADC Clock - clkADC - тактовые сигналы АЦП

Для АЦП имеется особая область тактового генератора. Она позволяет остановить тактовые генераторы процессора и ввода-вывода для уменьшения шума, производимого цифровыми сетями (в том числе этими тактовыми генераторами). Это дает более точные результаты аналого-цифрового преобразования.


Подписаться на канал в YouTube

Вступить в группу "Основы программирования"

Подписаться на рассылки по программированию

Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ Микроконтроллеры для ЧАЙНИКОВ

Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Рассылка содержит как бесплатную информацию для начинающих, так и ссылки на платные продукты (книги, видеокурсы и др.) для тех, кто захочет вникнуть в тему более глубоко. Подробнее...

Инфо-МАСТЕР ®
Все права защищены ©
e-mail: mail@info-master.su

Яндекс.Метрика