ATMega8: Warum müssen VCC und AVCC verbunden sein?

Ich habe oft gelesen, dass es eine gute Praxis ist, VCC mit AVCC zu verbinden. Sogar im ATMega8-Datenblatt heißt es so:

AVCC ist der Versorgungsspannungs-Pin für den A / D-Wandler, Port C (3..0) und ADC (7..6). Es sollte extern an VCC angeschlossen werden, auch wenn der ADC nicht verwendet wird. Wenn der ADC verwendet wird, sollte er über ein Tiefpassfilter an VCC angeschlossen werden. Beachten Sie, dass Port C (5..4) die digitale Versorgungsspannung VCC verwendet.

Aber nirgendwo kann ich eine Erklärung finden, warum sie verbunden werden müssen. Eine einfache Schaltung zum Blinken einer LED funktioniert ohne Verbindung von VCC und AVCC.

Muss ich das nur akzeptieren, oder gibt es einen guten Grund?

Hauptsächlich muss es angeschlossen werden, weil der Hersteller es vorschreibt.

Abgesehen davon sollten sie für den vollen Betrieb des Chips (alle Ports / Pins) geeignet sein, um Probleme mit schwebenden Pins auf der AVCC-Seite und Rauschen auf der digitalen Seite zu vermeiden. Es gibt Probleme, bei denen das Verlassen der AVCC-Seite ohne Stromversorgung einen parasitären Stromverbrauch verursacht und die interne Uhr destabilisieren oder einen stabilen Start verhindern kann.

Die Entwickler von Atmel haben entschieden, dass eine getrennte analoge VCC und Erdung der beste Weg ist, um einen relativ rauschfreien analogen Abschnitt zu ermöglichen, indem Benutzer die Möglichkeit haben, die digitalen und analogen Ebenen auch innerhalb des ATmega zu filtern und zu trennen. Es ist nicht nur das ATMega8, wie alle ATMegas und sogar einige ATTinys haben dieses Design.

Gut, dass Sie nach dem Grund gefragt haben!

AVCC wird als unabhängiger Pin angegeben, da er intern mit wichtigen analogen Komponenten verbunden ist und daher separate Filterkondensatoren haben sollte.

Einfache "Blinkenlights" -Projekte stellen keine Anforderungen an Rauschen und Genauigkeit.

Wenn Sie jetzt meinen, dass sie an dieselbe SPANNUNG angeschlossen werden sollen, lautet die Antwort "Ja" innerhalb von +/- 0,3 V von VCC

Aus dem vollständigen Datenblatt des ATMega8 :

"Der ADC hat einen separaten analogen Versorgungsspannungs-Pin, AVCC. AVCC darf nicht mehr als ± 0,3 V von VCC abweichen." und "AVCC ist der Versorgungsspannungs-Pin für den A / D-Wandler".

Fazit: AVCC und VCC sollten dieselbe Spannung haben (innerhalb von +/- 0,3 Volt), und es ist als separater Pin gekennzeichnet, damit der Entwickler zusätzliche Filter an diesem Eingang anbringen kann, um das Rauschen vom empfindlichen A / D fernzuhalten Konverterteil des IC.

Hoffentlich hilft das!

Oft werden digitale Versorgung und Erdungsstifte mit geringen Rauschen belastet. Es ist schwierig, alle derartigen Störungen zu beseitigen, wenn digitale Schaltungen erhebliche Strommengen schalten, und es ist unwahrscheinlich, dass etwa 150 mV Stromversorgungsstörungen die von den digitalen Versorgungsstiften versorgten Schaltungen beeinträchtigen. Ein Rauschen von 150 mV an den analogen Versorgungsstiften würde es jedoch für die analogen Schaltungen sehr schwierig oder unmöglich machen, eine Genauigkeit von einem Bruchteil eines Prozents zu erreichen. Die Tatsache, dass die analogen Pins getrennt sind, bedeutet, dass man auch bei 150 mV Rauschen genaue Messergebnisse erzielen kann, vorausgesetzt, die digitale Versorgung schwankt nicht mehr als 300 mV und man hat eine analoge Versorgung, die sich irgendwo befindet innerhalb von 300mV von beiden Extremen der Reichweite der digitalen Versorgung.

Nur um einen weiteren Grund hinzuzufügen, warum AVCC auch in einfachen Projekten verbunden werden sollte.

Wenn Sie eine Brown-out-Erkennungsschaltung verwenden, die sich auf die interne Spannungsreferenz stützt, kann dies zu unerwartetem Verhalten und einem unzuverlässigen Gerätestart führen. Dies kann sich als seltsame Spannungsschwellen manifestieren, die ein Zurücksetzen des BSB auslösen, oder sogar, wenn das Gerät gelegentlich nicht mit der richtigen Spannung startet.

Ich bin gerade in einem meiner "quick & dirty" -Hack-Projekte mit ATmega88P auf dieses Problem gestoßen.

Nach dem direkten Anschluss von AVCC an VCC wurde das Problem behoben, dass der BSB das Zurücksetzen nicht freigab. Da ich in meinem Projekt keine anderen analogen Peripheriegeräte verwende, habe ich mich nicht um die ordnungsgemäße Entkopplung gekümmert. Diese Lösung fand man in einem von avrfreaks Foren-Threads nach langem googeln. Siehe: http://www.avrfreaks.net/comment/349747#comment-349747

Der Grund hängt mit dem internen Prozess des Geräts und seiner Herstellung zusammen. Da sie festlegen, dass AVCC und VCC innerhalb von 0,3 V liegen sollen, entspricht dies der Schutzspannung der in Chips verwendeten internen Dioden. Wenn die Dioden über 0,3 V vorgespannt sind (z. B. wenn kein AVCC angeschlossen ist), können diese Dioden leiten, Probleme verursachen und möglicherweise das Gerät beschädigen.