ATMega8: почему VCC и AVCC должны быть связаны?

Я часто читаю, что это хорошая практика для соединения VCC с AVCC. Даже в паспорте ATMega8 говорится так:

AVCC - это вывод напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя, порта C (3..0) и АЦП (7..6). Он должен быть подключен к VCC извне, даже если АЦП не используется. Если используется АЦП, он должен быть подключен к VCC через фильтр нижних частот. Обратите внимание, что порт C (5..4) использует цифровое напряжение питания, VCC.

Но нигде я не могу найти объяснение того, почему они должны быть связаны. Простая схема мигания светодиода работает без подключения VCC и AVCC.

Должен ли я просто принять это, или есть веская причина?

Главным образом это должно быть связано, потому что производитель говорит, что это должно.

Кроме того, они должны обеспечивать полную работу микросхемы (все порты / выводы), предотвращать проблемы с плавающими выводами на стороне AVCC, предотвращать помехи на цифровой стороне. Существуют проблемы, из-за которых отсутствие питания на стороне AVCC вызывает паразитное потребление энергии и может привести к дестабилизации внутренних часов или может помешать стабильному запуску.

Разработчики Atmel решили, что наличие отдельного аналогового VCC и заземления является лучшим способом создания относительно бесшумной аналоговой секции, позволяя пользователям добавлять фильтрацию и разделение цифровой и аналоговой плоскостей даже внутри ATmega. Это не просто ATMega8, это все ATMegas и даже некоторые ATTinys имеют такой дизайн.

Хорошо, что вы спросили причину!

AVCC указан как независимый вывод, потому что он подключается к ключевым аналоговым компонентам внутри и поэтому должен иметь отдельные фильтрующие конденсаторы.

Простые проекты "blinkenlights" не предъявляют требований к уровню шума и точности.

Теперь, если вы имеете в виду, должны ли они быть подключены к одному и тому же НАПРЯЖЕНИЮ, ответ будет положительным в пределах +/- 0,3 В от VCC.

Из полной таблицы данных ATMega8 :

«АЦП имеет отдельный аналоговый вывод напряжения питания, AVCC. AVCC не должен отличаться более чем на ± 0,3 В от VCC». и «AVCC - это вывод напряжения питания для аналого-цифрового преобразователя»

Напомним, что AVCC и VCC должны быть под одинаковым напряжением (в пределах +/- 0.3 Вольт), и он идентифицирован как отдельный вывод, чтобы позволить разработчику установить дополнительные фильтры на этот вход, чтобы не допустить шума в чувствительном аналого-цифровом преобразователе. преобразователь части микросхемы.

Надеюсь, это поможет!

Зачастую цифровые выводы питания и заземления выводятся с небольшим количеством шума на них. Трудно устранить весь такой шум, когда цифровая схема переключает значительные величины тока, и примерно 150 мВ или около того шума источника питания вряд ли будут влиять на схему, питаемую от цифровых выводов питания. Однако наличие 150 мВ шума на аналоговых контактах питания затруднит или сделает невозможным достижение аналоговой схемой точности с долей процента. Тот факт, что аналоговые контакты разделены, означает, что можно получать точные показания, даже если на цифровом источнике питания имеется шум 150 мВ, при условии, что цифровой источник питания не размахивается более чем на 300 мВ, а один имеет аналоговый источник питания, который где-то находится в пределах 300 мВ от обоих пределов диапазона цифрового источника питания.

Просто чтобы добавить еще одну причину, по которой AVCC следует подключать даже в простых проектах.

При использовании схемы обнаружения Brown-Out, которая опирается на ссылках внутреннего напряжения, вы можете получить неожиданное поведение и ненадежный запуск устройства. Это может проявляться в виде странных порогов напряжения, запускающих сброс БПК, или даже в том случае, если устройство не запускается с правильным напряжением.

Я просто столкнулся с этой проблемой в одном из моих «быстрых и грязных» хакерских проектов с использованием ATmega88P.

После подключения AVCC напрямую к VCC проблема с BOD, не освобождающим сброс, была решена. Так как я не использую никакие другие аналоговые периферийные устройства в своем проекте, я не стал беспокоиться о правильной развязке. Это решение найдено в одной из веток форума avrfreaks после долгих поисков. Смотрите: http://www.avrfreaks.net/comment/349747#comment-349747

Причина связана с внутренним процессом устройства и его сборкой. Поскольку они указывают, что AVCC и VCC должны быть в пределах 0,3 В, это аналогично защитному напряжению внутренних диодов, используемых в микросхемах. Если диоды смещены выше 0,3 В (например, если AVCC не подключен), эти диоды могут работать, вызывая проблемы и, возможно, повреждая устройство.