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一、前言

单片机ATMEGA8 是一款常用到的 八位单片机,它是 RISC 指令集合。能够在 16MHz 时钟下达到 16 MIPS。它能够支持全静态工作模式,也就是说,工作始终可以低至  0Hz,下面测量一下这个单片机在低频下的工作特性。

▲ 图1.1.1 测试单片机

二、电路设计

设计测试电路,将 单片机晶振两端连接到端口,这样可以从外部引入时钟震荡信号。通过电源端口测量单片机的功耗电流。铺设单面PCB,一分钟之后得到测试电路板。电路板制作的非常完美。下面进行焊接测试。

AD\Test\2024\August\TestMega8Clock.PcbDoc

▲ 图1.2.1

▲ 图1.2.2

焊接电路板,清洗之后进行测试,在主程序中,循环改变 LED 的状态。使用示波器测量 LED输出波形的频率为 726.8kHz,大约是 时钟频率的 二十二 分之一,此时,电源功耗为 26.8mA。

▲ 图1.2.3 LED的波形

三、降低频率

使用 DG1062给 MEGA8的 OSC1提供一个 22Hz 的正弦波。OSC1是MEGA8晶振的e输入端口。可以看到此时,单片机依然工作,只是 LED 闪烁频率非常低了。但是,此时 LED 闪烁频率似乎不是 1Hz。

将DG1062输出信号改为 方波信号,此时,可以看到 单片机的 LED 闪烁频率为 1Hz,这说明,在 正弦波驱动下,有可能其中存在着一些干扰信号,产生额外的工作时钟脉冲。测试,单片机的工作电流在3mA 和 9mA 之间摆动。这有可能是因为 LED 的点亮所带来的 电流波动。

▲ 工作电流的波动

下面,将LED 从电路板上拆下来,这样就可以消除 LED 电流对于单片机工作电流的影响。可以看到,此时单片机的工作电流稳定在 4.7mA左右。

四、工作频率与电流

通过网络编程,控制 DG1062输出的频率从 10Hz 变化到 20MHz,测量单片机工作电流。测量显示,单片机工作电流与频率之间近似呈现线性关系。

▲ 图1.4.1 频率和工作电流之间的关系

下面,在测量单片机工作频率从 10Hz到1MHz 之间的工作电流,开始的时候,工作电流之后 2.2mA,当频率变化到 1MHz的时候,工作电流增加到 5mA。

▲ 图1.4.2 工作频率从10Hz变化到1MHz对应的工作电流

为了得到单片机低频下的工作电流,再次测量了从 10Hz 到100kHz 对应的单片机工作电流。

▲ 图1.4.3 测量从 10Hz到100kHz 对应的工作电流

结 ※

文测量了ATMEAG8 低频工作特性,它是一个全静态单片机,工作频率可以降低到 0Hz,在工作频率为0Hz时,静态电流大约为 2mA。后面,随着工作频率的增加,工作电流大致线性上升。



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