Надежный иип на ir2153 (софтстарт+защита от кз)

Тактирование микроконтроллеров

Тактовый генератор это своего рода сердце микроконтроллера. По кажлому «тику» или импульсу тактового генераора происходи какая нибудь операция — передаются какие либо данные по шинам и регистрам, работают таймеры, переключаются порты ввода/вывода. Чем больше тактовая частота тем больше энергии нужно микрокнтроллеру.

Импульсы формируются тактовым генератором с определенной скоростью (частотой). Сам генерато может быть как может быть как внутренний так и внешний. Все это гибко настраивается. 

Микроконтроллер можно тактировать от:

• внутреннего генератора с внутренней задающей RC цепочкой. При таком тактировании никакой обвязки не нужно. К выводам XTAL1 и XTAL2 можно ничего не подключать, их можно использовать как обычные порты ввода/вывода. Внутренний RC генератор можно настроить на 4 значения частоты;
• внутреннего генератора с внешней задающей RC цепочкой. Тактирование аналогично предидущему способоу, только вот задающая RC цепочка находится не внтури МК, а снаружи, такая схема позволяет изменять частоту прямо на ходу. Изменение задающей частоты происходит путем изменения значения сопротивления;
• внутреннего с внешним задающим кварцем. В этом случае снаружи МК цепляют кварцевый резонатор с небольшой обвязкой кварца из двухконденсаторов. Если используется кварц(резонатор) с частотой менее 1 МГц то конденсаторы можно и не ставить.
• внешнего генератора. Это когда импульсы поступают на вход МК от внешнего генератора. Такое тактирование применяют когда нужно чтобы несколько независимых микроконтроллера работали синхронно от одного генератора.

 У каждого способа тактирование есть свои достоинства. Если мы используем внутренюю или внешнюю RC цепочку то у нее есть один недостаток — » плавание частоты в зависимости от температуры. И мы не можем максимально развить максимальную частоту. Если использовать кварц то он занимает 2 ножки микроконтроллера. На кварце можно развить максимальную частоту. Частота тактирования микроконтроллера зависит от того какой кварц мы подключили.

Посмотреть способы тактирования МК можно в даташите System Clock and Clock Options. Если в кратце, то выбор способа тактирования осуществлятеся путем выставления определенных Fuse битов. Но если вы пока еще не ознакомились с ними, то лучше пока туда не лезть и использовать выбранный по умолчанию способ тактирование. По умолчанию в МК выбран внутренний генератор. Если не правильно выставить Fuse биты можно «залочить» МК и он превратиться в мертвеца и вернуть его к жизни будет совсем не просто, но все же возможно.

Напряжение питания

Каждый микроконтроллер имеет точно определенный уровень напряжения питания, при котором производитель гарантирует его правильную работу. Иногда микроконтроллер одного типа может быть изготовлен в 2-х вариантах, различающихся допустимыми напряжениями питания.

Как правило, максимальный диапазон тактовой частоты микроконтроллера также связаны с напряжениями питания.

Самые распространенные ошибки новичков:

• они вообще не фильтруют линию питания или ставят фильтры только по выходу стабилизатора напряжения
• они размещают силовые фильтры подальше от микроконтроллера
• они не подключают все вводы питания «потому что схема и так работает»
• они не подключают питания к аналоговой части «потому что я аналоговой частью не пользуюсь»

Хорошая практика для питания микроконтроллеров:

• каждый вывод питания Vcc (Vdd) должен быть оборудован конденсатором емкостью 100 нФ на землю, расположенным как можно ближе к микроконтроллеру
• стабилизатор с конденсаторами, номиналы которых вы найдете в его техническом описании, должны гарантировать стабильное питание с максимально возможным энергопотреблением разработанной системой
• подключите питание к аналоговой части, даже если вы ее не используете.

Портативный паяльник TS80P
TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…

Подробнее

Подключение микроконтроллера и программирование

Микроконтроллеры AVR программируются через интерфейс SPI посредством маршрутизации сигналов через шесть линий:

• VCC (напряжение питания),
• GND (сигнальная земля),
• RST (программный сброс),
• MOSI (приём данных),
• MISO (передача данных),
• SCK (сигнал синхронизации).

Для маршрутизации всех отмеченных сигналов между устройствами, как правило, используется один из двух стандартизированных разъемов:

1. 6-контактный разъем (2×3).
2. 10-контактный разъём (2×5).

Разъёмы соединяются с платой программатора и программируемым устройством через шлейф-кабель. Фирменная плата программатора «AVR Pocket Programmer» комплектуется всеми необходимыми аксессуарами.

Два типа контактных разъёмов интерфейса ISP применимы к использованию при работе совместно с инструментом программирования

На фирменной плате программатора присутствует переключатель режима питания. Если переключатель находится в положении «Power Target», плата запитана напряжением 5В от USB.

Иначе, в положении переключателя «No Power», питание на контакте 5В отсутствует. Этот вариант — «No Power», используется для программирования чипов с малым питающим напряжением (3,3В или 1,8В).

Микроконтроллеры: программирование утилитой AVRDUDE

Утилита AVRDUDE — это инструмент для командной строки Windows. Чтобы применить этот инструмент, нужно запустить «командную строку» Windows (Пуск -> Выполнить). Затем рекомендуется проверить готовность утилиты вводом команды:

avrdude -c usbtiny -p atmega328p

Команда предполагает наличие подключенного к системному разъёму программатора микроконтроллера ATmega328P. Для чипа другой серии команда, соответственно, несколько изменится.

Так, для микроконтроллера ATtiny45 строка будет выглядеть следующим набором:

avrdude -c usbtiny -p t45

Если схематично подключения программатора и программируемой микросхемы в норме, утилита выдаст примерно следующий терминальный текст:

Стандарты изготовления микроконтроллеров предполагают внедрение идентификаторов. При первом запуске утилита определяет этот идентификатор

Эта базовая команда утилиты позволяет идентифицировать подключенный микроконтроллер AVR. Инструмент AVRDUDE в процессе проверки читает идентификатор чипа.

Идентификаторы программируемых микросхем отличаются в зависимости от типа AVR. Тот же микроконтроллер ATmega328P идентифицируется как 0x1E950F, что и отмечено в окне выдачи.

Следующим шагом, когда проверено рабочее состояние схемы, можно следовать далее — читать и записывать программный код с помощью утилиты AVRDUDE.

Прошивку Flash-памяти выполнит команда:

avrdude c usbtiny p atmega328p U flash:w:test.hex

или для варианта с ATtiny45:

avrdude c usbtiny p t45 U flash:w:test.hex

Примечание: имя файла «test.hex» только в качестве примера.

Процедура записи Flash-памяти требует некоторого времени. Несколько больше, чем при чтении данных. При этом строка состояния командного терминала всегда изменяется при чтении, записи, проверке устройства.

Примерно такой выглядит последовательность чтения записи памяти микроконтроллера утилитой в терминальном окне программного инструмента

Опция «U» команды AVRDUDE управляет чтением и записью памяти микропроцессора. Этой опцией пользователь указывает на работу с флеш-памятью.

Дополнительно символом «w» указывается функция записи и следом через двоеточие указывается имя (и расположение) файла (в примере test.hex), содержимое которого требуется записать в память.

Опция «U» также используется для чтения содержимого памяти AVR. Например, следующая команда позволит считать содержимое памяти чипа AVR и сохранить в файле под названием «test.hex»:

avrdude c usbtiny p atmega328p U flash:r:test.hex:r

или для варианта с ATtiny45:

avrdude c usbtiny p t45 U flash:r:test.hex:r

Прочесть развёрнуто об утилите программирования и применяемых в процессе командах можно на этом блоге.

Простой импульсный БП для УМЗЧ

Представляю вашему вниманию испытанную мной схему достаточно простого импульсного сетевого блока питания УМЗЧ. Мощность блока составляет около 180Вт.

Входное напряжение – 220В;

Выходное напряжение – +-25В;

Частота преобразования – 27кГц;

Максимальный ток нагрузки – 3,5А.

Схема блока

достаточно проста:

Она представляет из себя полумостовой инвертор с переключающим насыщаюшимся трансформатором. Конденсаторы С1 и С2 образуют делитель напряжения для одной половины полумоста, а так же сглаживают пульсации сетевого напряжения.

Второй половиной полумоста являются транзисторы VT1 и VT2, управляемые переключающим трансформатором Т2.

В диагональ моста включена первичная обмотка силового трансформатора Т1, который рассчитан так что он не насыщается во время работы.

Кратко принцип его работы. Конденсатор С7 заряжается через резистор R3, при этом напряжение на коллекторе транзистора VT3 пилообразно растёт. При достижении этого напряжения примерно 50 – 70В, транзистор лавинообразно открывается, и конденсатор разряжается через транзистор VT3 на базу транзистора VT2 и обмотку III трансформатора Т2, тем самым запуская преобразователь.

Конструкция и детали

Блок питания собран на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита. Чертёж платы не привожу, так как у каждого в заначке свои детали. Ограничусь лишь фото своей платы:

По моему, утюжить такую плату не имеет смысла, она не слишком сложная.

В качестве транзисторов VT1 и VT2 можно применить отечественные КТ812, КТ704, КТ838, КТ839, КТ840, то есть с граничным напряжением коллектор-эмиттер не менее 300В, из импортных знаю только J13007 и J13009, они применяются в компьютерных БП. Диоды можно заменить любыми другими мощными импульсными или с барьером шоттки, я, например, использовал импортные FR302.

Трансформатор Т1 намотан на двух сложенных кольцах К32Х19Х7 из феррита марки М2000НМ, первичная обмотка намотана равномерно по всему кольцу и составляет 82 витка провода ПЭВ-1 0,56.

Перед намоткой необходимо скруглить острые кромки колец алмазным надфилем или мелкой наждачной бумагой и обмотать слоем фторопластовой ленты, толщиной 0,2 мм, так же нужно обмотать и первичную обмотку.

Трансформатор Т2 намотан на кольце К10Х6Х5 из феррита той же марки. Все обмотки намотаны проводом МГТФ 0,05. Обмотка I состоит из десяти витков, а обмотки II и III намотаны одновременно в два провода и составляют шесть витков.

Наладка БП

ВНИМАНИЕ!!! ПЕРВИЧНЫЕ ЦЕПИ БП НАХОДЯТСЯ ПОД СЕТЕВЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ, ПОЭТОМУ НУЖНО СОБЛЮДАТЬ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ НАЛАДКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ. Первый запуск блока желательно производить подключив его через токоограничивающий резистор, представляющий из себя лампу накаливания мощностью 200Вт и напряжением 220В

Первый запуск блока желательно производить подключив его через токоограничивающий резистор, представляющий из себя лампу накаливания мощностью 200Вт и напряжением 220В.

Как правило, правильно собранный БП в наладке не нуждается, исключение составляет лишь транзистор VT3. Проверить релаксатор можно подключив эмиттер транзистора к минусовому полюсу.

После включения блока, на коллекторе транзистора должны наблюдаться пилообразные импульсы частотой около 5Гц.

Доработка схемы

Если вход схемы подключен к push-pull выходу, то особой доработки не
требуется. Рассмотрим случай, когда вход — это просто выключатель,
который либо подтягивает базу к питанию, либо оставляет её «висеть в
воздухе». Тогда для надёжного закрытия транзистора нужно добавить ещё
один резистор, выравнивающий напряжение между базой и эмиттером.

Кроме того, нужно помнить, что если нагрузка индуктивная, то
обязательно нужен защитный диод. Дело в том, что энергия, запасённая
магнитным полем, не даёт мгновенно уменьшить ток до нуля при
отключении ключа. А значит, на контактах нагрузки возникнет напряжение
обратной полярности, которое легко может нарушить работу схемы или
даже повредить её.

Совет касательно защитного диода универсальный и в равной степени
относится и к другим видам ключей.

Если нагрузка резистивная, то диод не нужен.

В итоге усовершенствованная схема принимает следующий вид.

Резистор R2 обычно берут с сопротивлением, в 10 раз большим, чем
сопротивление R1, чтобы образованный этими резисторами делитель не
понижал слишком сильно напряжение между базой и эмиттером.

Для нагрузки в виде реле можно добавить ещё несколько
усовершенствований. Оно обычно кратковременно потребляет большой ток
только в момент переключения, когда тратится энергия на замыкание
контакта. В остальное время ток через него можно (и нужно) ограничить
резистором, так как удержание контакта требует меньше энергии.

Для этого можно применить схему, приведённую ниже.

В момент включения реле, пока конденсатор C1 не заряжен, через него
идёт основной ток. Когда конденсатор зарядится (а к этому моменту реле
перейдёт в режим удержания контакта), ток будет идти через резистор
R2. Через него же будет разряжаться конденсатор после отключения реле.

Ёмкость C1 зависит от времени переключения реле. Можно взять,
например, 10 мкФ.

С другой стороны, ёмкость будет ограничивать частоту переключения
реле, хоть и на незначительную для практических целей величину.

Защита от помех AC

Момент выключения

Напряжение в сети является синусоидой, которая 100 раз в секунду пересекает значение 0. Если выключить нагрузку в тот момент, когда напряжение в сети равно нулю – это сильно уменьшит выброс. Для этих целей проще всего использовать твердотельные реле (SSR) с детектором нуля (Zero-Crossing Detector): такие реле сами отключают и включают нагрузку в нужный момент. Детектор нуля есть почти во всех моделях SSR, но лучше уточнить в документации. Для самодельных симисторных ключей, работающих в режиме вкл/выкл (без диммирования) рекомендуется ставить управляющую оптопару с детектором нуля: она тоже будет включать и выключать нагрузку в лучший для этого момент, то есть в ближайшем нуле.

Искрогасящие цепи AC

Также обратите внимание на то, что в некоторых твердотельных реле уже стоит снабберная цепь, об этом можно узнать из даташита на конкретную модель. На самодельный симисторный диммер такую цепь желательно не лениться и всё таки ставить, чтобы уменьшить помехи в сети

Полезные страницы

• Набор GyverKIT – большой стартовый набор Arduino моей разработки, продаётся в России
• Каталог ссылок на дешёвые Ардуины, датчики, модули и прочие железки с AliExpress у проверенных продавцов
• Подборка библиотек для Arduino, самых интересных и полезных, официальных и не очень
• Полная документация по языку Ардуино, все встроенные функции и макросы, все доступные типы данных
• Сборник полезных алгоритмов для написания скетчей: структура кода, таймеры, фильтры, парсинг данных
• Видео уроки по программированию Arduino с канала “Заметки Ардуинщика” – одни из самых подробных в рунете
• Поддержать автора за работу над уроками
• Обратная связь – сообщить об ошибке в уроке или предложить дополнение по тексту ([email protected])

Таблица: основное различия между микроконтроллерами AVR, ARM, 8051 и PIC

	8051	PIC	AVR	ARM
Разрядность	8 бит	8/16/32 бит	8/32 бит	32 бит, иногда 64 бит
Интерфейсы	UART, USART,SPI,I2C	PIC, UART, USART, LIN, CAN, Ethernet, SPI, I2S	UART, USART, SPI, I2C, иногда CAN, USB, Ethernet	UART, USART, LIN, I2C, SPI, CAN, USB, Ethernet, I2S, DSP, SAI, IrDA
Скорость	12 тактов на инструкцию	4 такта на инструкцию	1 такт на инструкцию	1 такт на инструкцию
Память	ROM, SRAM, FLASH	SRAM, FLASH	Flash, SRAM, EEPROM	Flash, SDRAM, EEPROM
Шинная архитектура	CLSC	Частично RISC	RISC	RISC
Архитектура памяти	Фон-неймановская	Гарвардская	Модифицированная	Модифицированная гарвардская
Энергопотребление	Среднее	Низкое	Низкое	Низкое
Семейства	Вариации 8051	PIC16,PIC17, PIC18, PIC24, PIC32	Tiny, Atmega, Xmega, спец. AVR	ARMv4,5,6,7 …
Производители	NXP, Atmel, Silicon Labs, Dallas, Cyprus, Infineon …	Microchip	Atmel (Microchip)	Apple, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics, TI …
Стоимость	Низкая	Средняя	Средняя	Низкая
Популярные микроконтроллеры	AT89C51, P89v51	PIC18fXX8, PIC16f88X, PIC32MXX	Atmega8, 16, 32; вариации для Arduino	LPC2148, ARM Cortex-M0, ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M7

digitrode.ru

Примеры симисторов

Примеры симисторов приведены в таблице ниже. Здесь \(I_H\) — ток удержания,
\(\max\ I_{T(RMS)}\) — максимальный ток, \(\max\ V_{DRM}\) — максимальное напряжение,
\(I_{GT}\) — отпирающий ток.

Модель	\(I_H\)	\(\max\ I_{T(RMS)}\)	\(\max\ V_{DRM}\)	\(I_{GT}\)
BT134-600D	10 мА	4 А	600 В	5 мА
MAC97A8	10 мА	0,6 А	600 В	5 мА
Z0607	5 мА	0,8 А	600 В	5 мА
BTA06-600C	25 мА	6 А	600 В	50 мА

Реле

С точки зрения микроконтроллера, реле само является мощной нагрузкой,
причём индуктивной. Поэтому для включения или выключения реле нужно
использовать, например, транзисторный ключ. Схема подключения и также
улучшение этой схемы было рассмотрено ранее.

Реле подкупают своей простотой и эффективностью. Например, реле
HLS8-22F-5VDC — управляется напряжением 5 В и способно коммутировать
нагрузку, потребляющую ток до 15 А.

Главное преимущество реле — простота использования — омрачается
несколькими недостатками:

• это механический прибор и контакты могу загрязниться или даже привариться друг к другу,
• меньшая скорость переключения,
• сравнительно большие токи для переключения,
• контакты щёлкают.

Часть этих недостатков устранена в так называемых твердотельных
реле. Это,
фактически, полупроводниковые приборы с гальванической развязкой,
содержащие внутри полноценную схему мощного ключа.

Заключение

Таким образом, в арсенале у нас достаточно способов управления
нагрузкой, чтобы решить практически любую задачу, которая может
возникнуть перед радиолюбителем.

Полезные источники

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Том 1. — М.: Мир, 1993.
2. Управление мощной нагрузкой переменного тока
3. Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 1
4. Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 2
5. Управление мощной нагрузкой постоянного тока. Часть 3
6. Щелкаем реле правильно: коммутация мощных нагрузок
7. Управление мощной нагрузкой переменного тока
8. Управление MOSFET-ами #1
9. Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов
10. Ключ на плечо! – особенности применения высоковольтных драйверов производства IR

Простейший ключ

В дальнейшем полевым транзистором мы будет называть конкретно MOSFET,
то есть полевые транзисторы с изолированным
затвором
(они же МОП, они же МДП). Они удобны тем, что управляются
исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше
порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через
транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное
преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё
время, пока открыт транзистор.

Также в дальнейшем мы будем использовать только n-канальные MOSFET
(даже для двухтактных схем). Это связано с тем, что n-канальные
транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики.

Простейшая схема ключа на MOSFET приведена ниже.

Опять же, нагрузка подключена «сверху», к стоку. Если подключить её
«снизу», то схема не будет работать. Дело в том, что транзистор
открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает
пороговое. При подключении «снизу» нагрузка будет давать
дополнительное падение напряжения, и транзистор может не открыться или
открыться не полностью.

Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через
затвор не идёт, затвор образует с подложкой паразитный
конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот
конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы. И
если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё
потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя.

При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует,
фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен

где \(V\) — напряжение, которым управляется транзистор.

Таким образом, достаточно будет поставить резистор на 100 Ом, чтобы
ограничить ток заряда — разряда до 10 мА. Но чем больше сопротивление
резистора, тем медленнее он будет открываться и закрываться, так как
постоянная времени \(\tau = RC\) увеличится

Это важно, если транзистор
часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе

Основные параметры, на которые следует обращать внимание — это
пороговое напряжение \(V_{th}\), максимальный ток через сток \(I_D\) и
сопротивление сток — исток \(R_{DS}\) у открытого транзистора. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов

Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов.

Модель	\(V_{th}\)	\(\max\ I_D\)	\(\max\ R_{DS}\)
2N7000	3 В	200 мА	5 Ом
IRFZ44N	4 В	35 А	0,0175 Ом
IRF630	4 В	9 А	0,4 Ом
IRL2505	2 В	74 А	0,008 Ом

Для \(V_{th}\) приведены максимальные значения. Дело в том, что у разных
транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно
отличаться. Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот
транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с
напряжением питания 3,3 В или 5 В.

Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов
достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях
управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной
мощности в виде тепла.

Защита от помех DC

Раздельное питание

Один из лучших способов защититься от помех по питанию – питать силовую и логическую части от отдельных источников питания: хороший малошумящий источник питания на микроконтроллер и модули/сенсоры, и отдельный на силовую часть. В автономных устройствах иногда ставят отдельный аккумулятор на питание логики, и отдельный мощный – на силовую часть, потому что стабильность и надёжность работы очень важна.

Искрогасящие цепи DC

При размыкании контактов в цепи питания индуктивной нагрузки происходит так называемый индуктивный выброс, который резко подбрасывает напряжение в цепи вплоть до того, что между контактами реле или выключателя может проскочить электрическая дуга (искра). В дуге нет ничего хорошего – она выжигает частички металла контактов, из за чего они изнашиваются и со временем приходят в негодность. Также такой скачок в цепи провоцирует электромагнитный выброс, который может навести в электронном устройстве сильные помехи и привести к сбоям или даже поломке! Самое опасное, что индуктивной нагрузкой может являться сам провод: вы наверняка видели, как искрит обычный выключатель света в комнате. Лампочка – не индуктивная нагрузка, но идущий к ней провод имеет индуктивность. Для защиты от выбросов ЭДС самоиндукции в цепи постоянного тока используют обыкновенный диод, установленный встречно-параллельно нагрузке и максимально близко к ней. Диод просто закоротит на себя выброс, и все дела:

Где VD – защитный диод, U1 – выключатель (транзистор, реле), а R и L схематично олицетворяют индуктивную нагрузку. Диод нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО ставить при управлении индуктивной нагрузкой (электромотор, соленоид, клапан, электромагнит, катушка реле) при помощи транзистора, то есть вот так:

При управлении ШИМ сигналом рекомендуется ставить быстродействующие диоды (например серии 1N49xx) или диоды Шоттки (например серии 1N58xx), максимальный ток диода должен быть больше или равен максимальному току нагрузки.

Фильтры

Если силовая часть питается от одного источника с микроконтроллером, то помехи по питанию неизбежны. Простейший способ защитить МК от таких помех – конденсаторы по питанию как можно ближе к МК: электролит 6.3V 470 uF (мкФ) и керамический на 0.1-1 мкФ, они сгладят короткие просадки напряжения. Кстати, электролит с низким ESR справится с такой задачей максимально качественно.

Ещё лучше с фильтрацией помех справится LC фильтр, состоящий из индуктивности и конденсатора. Индуктивность нужно брать с номиналом в районе 100-300 мкГн и с током насыщения больше, чем ток нагрузки после фильтра. Конденсатор – электролит с ёмкостью 100-1000 uF в зависимости опять же от тока потребления нагрузки после фильтра. Подключается вот так, чем ближе к нагрузке – тем лучше:

Подробнее о расчёте фильтров можно почитать здесь.

Драйвер полевого транзистора

Если всё же требуется подключать нагрузку к n-канальному транзистору
между стоком и землёй, то решение есть. Можно использовать готовую
микросхему — драйвер верхнего плеча. Верхнего — потому что транзистор
сверху.

Выпускаются и драйверы сразу верхнего и нижнего плеч (например,
IR2151) для построения двухтактной схемы, но для простого включения
нагрузки это не требуется. Это нужно, если нагрузку нельзя оставлять
«висеть в воздухе», а требуется обязательно подтягивать к земле.

Рассмотрим схему драйвера верхнего плеча на примере IR2117.

Схема не сильно сложная, а использование драйвера позволяет наиболее
эффективно использовать транзистор.

Заключение

Ошибочное мнение о том, что 32‑разрядные микроконтроллеры дешевле 8‑разрядных со сходными характеристиками, обычно возникает из-за некорректного сравнения. Как правило, поставщики активно предлагают 32‑разрядные микроконтроллеры по проектным ценам, в то время как 8‑разрядный микроконтроллер берется из выборки с меньшими объемами закупки. Так, если сравнивать цены у стоковых дистрибьюторов, то сравнение получается более корректным и выигрышным в пользу AVR.

Инициализация ядра в 8‑разрядных AVR не занимает программного кода: все установки осуществляются аппаратно и задаются однократно при программировании микроконтроллера установками FUSE-битов

Это особенно важно в приложениях, где микроконтроллер должен выйти на рабочий режим в кратчайшее время. Инициализация 32‑разрядного процессора с популярными процессорными ядрами серии Cortex-M включает программную инициализацию системы тактирования, шин, циклов задержки при доступе к Flash-памяти, сторожевого таймера и монитора питания

Другими словами, простейшая программа в 8‑разрядном процессоре будет заметно компактнее, а переход к началу ее выполнения произойдет заметно быстрее.

В основу 8‑разрядного AVR положен RISC-процессор с регистровым файлом на 32 регистра общего назначения (РОН), работающий на частоте до 32 МГц. Такого количества РОН нет в большинстве 8‑ и 16‑разрядных процессоров и в младших ядрах серии Cortex-M. Увеличенное число регистров общего назначения снижает количество пересылок данных при манипуляциях с ними, что повышает удельную производительность процессора и снижает частоту доступа к ОЗУ. Более того, высокая производительность процессора нужна не в каждой задаче. Если устройство выполняет простейшую обработку нажатий на клавиатуру, вывод текстовых данных на дисплей, исполняет несложные алгоритмы, то высокие тактовые частоты и работа с 32‑разрядными данными не требуются.

Помимо эффективного процессорного ядра, микроконтроллеры AVR содержат на кристалле и богатый набор периферийных блоков, которые обеспечивают широкую применимость AVR в задачах, где используются 8‑ и 16‑разрядные микроконтроллеры. Сюда относятся как цифровые, так и производительные аналоговые блоки. Благодаря примененным технологическим процессам микроконтроллеры AVR обеспечивают хорошую устойчивость к электромагнитным помехам — проблема зависания тактовых генераторов здесь не так ярко выражена, как у 32‑разрядных микроконтроллеров, выпускаемых по меньшим проектным нормам.

Скорость обмена данными по последовательным коммуникационным интерфейсам у AVR может быть заметно выше в сравнении с 32‑разрядными платформами благодаря оптимальным связям на кристалле AVR процессорного ядра, памяти и периферии. Часто встречающаяся неэффективная организация связей периферии и памяти у микроконтроллеров с более современным процессорным ядром Cortex-M0+ может в конечном счете свести на нет все их преимущества.

Эффективная связь процессора с памятью, большое количество регистров общего назначения и оптимальная разрядность процессора обеспечивают платформе AVR большую производительность даже в сравнении с процессорным ядром Cortex-M0. При выполнении операций с байтовыми числами получается заметная экономия оперативной памяти и памяти программ.

В погоне за низким энергопотреблением в активном режиме производители новейших 32‑разрядных микроконтроллеров уменьшают проектные нормы производства кристаллов, обеспечивая этим снижение динамических утечек. Но стремление понизить параметр «мА на МГц» имеет и оборотную сторону медали — растет энергопотребление в статическом режиме, где утечка через затвор транзистора обратно пропорциональна размеру диэлектрика под его затвором. При производстве микроконтроллеров AVR применяются сравнительно крупные проектные нормы для диэлектрических слоев кристалла и меньшие проектные нормы для металлизированных слоев. Более крупный диэлектрик обеспечивает меньшие утечки в статическом режиме, а более тонкий металл снижает паразитную емкость, что положительно сказывается на энергопотреблении кристалла в активном режиме.