ATMega8: dlaczego VCC i AVCC muszą być połączone?

Często czytam, że dobrą praktyką jest łączenie VCC z AVCC. Nawet w arkuszu danych ATMega8 jest napisane:

AVCC jest stykiem napięcia zasilania dla przetwornika A / D, portu C (3..0) i ADC (7..6). Powinien być podłączony zewnętrznie do VCC, nawet jeśli ADC nie jest używany. Jeśli używany jest ADC, należy go podłączyć do VCC przez filtr dolnoprzepustowy. Należy pamiętać, że port C (5..4) wykorzystuje cyfrowe napięcie zasilania, VCC.

Ale nigdzie nie mogę znaleźć wyjaśnienia, dlaczego trzeba je połączyć. Prosty obwód do mrugania diody LED działa bez połączenia VCC i AVCC.

Czy muszę to po prostu zaakceptować, czy jest to dobry powód?

Głównie musi być podłączony, ponieważ producent mówi, że powinien.

Poza tym powinny one zapewnić pełne działanie układu (wszystkie porty / piny), aby zapobiec problemom z ruchomymi pinami po stronie AVCC, aby uniknąć szumów po stronie cyfrowej. Istnieją problemy, w których pozostawienie strony AVCC bez zasilania powoduje pasożytniczy pobór mocy i może zdestabilizować wewnętrzny zegar lub uniemożliwić stabilne uruchomienie.

Projektanci Atmel zdecydowali, że oddzielne analogowe VCC i uziemienie to najlepszy sposób na umożliwienie stosunkowo pozbawionej szumów sekcji analogowej, pozwalając użytkownikom na dodanie filtrowania i separacji płaszczyzn cyfrowych i analogowych, nawet wewnątrz ATmega. To nie tylko ATMega8, afaik wszystkie ATMegas, a nawet niektóre ATTinys mają ten projekt.

Dobrze, że pytasz o powód!

AVCC jest określony jako niezależny pin, ponieważ łączy się wewnętrznie z kluczowymi komponentami analogowymi i jako taki powinien mieć osobne kondensatory filtrujące.

Proste projekty „blinkenlights” nie mają wymagań dotyczących hałasu i dokładności.

Teraz, jeśli masz na myśli, czy powinny być podłączone do tego samego NAPIĘCIA, odpowiedź brzmi tak w granicach +/- 0,3 V od VCC

Z pełnego arkusza danych ATMega8 :

„ADC ma osobny analogowy pin napięcia zasilania, AVCC. AVCC nie może różnić się więcej niż ± 0,3 V od VCC.” i „AVCC jest stykiem napięcia zasilania dla przetwornika A / D”

Reasumując: AVCC i VCC powinny być pod tym samym napięciem (w zakresie +/- 0,3 V) i jest identyfikowane jako osobny pin, aby umożliwić projektantowi umieszczenie dodatkowych filtrów na tym wejściu, aby utrzymać szum z dala od czułego A / D część konwertera układu scalonego.

Mam nadzieję, że to pomaga!

Często styki zasilania i uziemienia często powodują niewielkie zakłócenia. Trudno wyeliminować cały taki szum, gdy obwód cyfrowy przełącza znaczne ilości prądu, a około 150 mV szumu zasilającego raczej nie wpłynie na obwód zasilany przez styki zasilania cyfrowego. Jednak szum 150mV na stykach zasilania analogowego utrudniłby lub uniemożliwiłby układowi analogowemu osiągnięcie ułamka procenta dokładności. Oddzielenie pinów analogowych oznacza, że ​​można dokonać dokładnych odczytów, nawet jeśli na cyfrowym zasilaczu występuje szum 150mV, pod warunkiem, że zasilacz cyfrowy nie waha się o więcej niż 300mV i że ktoś ma gdzieś analogowy zasilacz w granicach 300 mV od obu krańców zakresu zasilacza cyfrowego.

Aby dodać kolejny powód, dla którego AVCC powinien być podłączony nawet w prostych projektach.

Podczas korzystania z obwodu detekcji Brown-out, który opiera się na wewnętrznym napięciu odniesienia, może wystąpić nieoczekiwane zachowanie i niewiarygodne uruchomienie urządzenia. Może to objawiać się jako dziwne progi napięcia wyzwalające reset BZT lub nawet, że urządzenie nie uruchamia się z prawidłowym napięciem okazjonalnie.

Właśnie natrafiłem na ten problem w jednym z moich „szybkich i brudnych” projektów hackerskich przy użyciu ATmega88P.

Po podłączeniu AVCC bezpośrednio do VCC problem z brakiem zwalniania BZT został rozwiązany. Ponieważ w moim projekcie nie używam żadnych innych analogowych urządzeń peryferyjnych, nie zawracałem sobie głowy odpowiednim odsprzęgnięciem. To rozwiązanie zostało znalezione w jednym z wątków forum avrfreaks po długim googlowaniu. Zobacz: http://www.avrfreaks.net/comment/349747#comment-349747

Powód ma związek z wewnętrznym procesem urządzenia i jego budową. Ponieważ określają, że AVCC i VCC powinny mieścić się w zakresie 0,3 V, jest to podobne do napięcia ochronnego wewnętrznych diod stosowanych w układach scalonych. Jeśli diody mają napięcie powyżej 0,3 V (na przykład, jeśli AVCC nie jest podłączone), diody te mogą przewodzić, powodując problemy i być może uszkadzając urządzenie.