ATMega8: ¿por qué VCC y AVCC tienen que estar conectados?

Question

A menudo leo que es una buena práctica conectar VCC con AVCC. Incluso en la hoja de datos de ATMega8 lo dice así:

AVCC es el pin de voltaje de alimentación para el Convertidor A/D, Puerto C (3..0), y ADC (7..6). Debe estar conectado externamente a VCC, incluso si el ADC no se utiliza. Si se utiliza el ADC, debe estar conectado a VCC a través de un filtro paso bajo. Tenga en cuenta que el Puerto C (5..4) utiliza la fuente de alimentación digital, VCC.

Pero en ningún lugar puedo encontrar una explicación sobre por qué tienen que estar conectados. Un circuito simple para hacer parpadear un LED funciona sin conectar VCC y AVCC.

¿Solo tengo que aceptarlo, o hay una buena razón?

Answer 1

Principalmente, debe estar conectado porque el fabricante dice que así debe ser.

Además de eso, debe ser para el funcionamiento completo del chip (todos los puertos/pines), para evitar problemas de pines flotantes en el lado AVCC, y para evitar ruido en el lado digital. Hay problemas donde dejar el lado AVCC sin alimentación causa consumo de energía parasitaria y puede desestabilizar el reloj interno, o puede evitar el arranque estable.

Los diseñadores de Atmel han decidido que tener un VCC y una Tierra Analógica separados es la mejor manera de permitir una sección analógica relativamente libre de ruido, al permitir a los usuarios agregar filtrado y separación de los Planos Digital y Analógico, incluso dentro del ATmega. No es solo el ATMega8, que yo sepa todos los ATMegas e incluso algunos ATTinys tienen este diseño.

Answer 2

¡Bien hecho por preguntar por la razón!

AVCC está especificado como un pin independiente porque se conecta internamente a componentes analógicos clave, y como tal debe tener capacitores de filtrado separados.

Proyectos simples de "blinkenlights" no tienen requisitos de ruido y precisión.

Ahora, si te refieres a si deben estar conectados al mismo VOLTAJE, la respuesta es sí dentro de +/- 0.3V de VCC

Desde el datasheet completo del ATMega8:

"El ADC tiene un pin de suministro de voltaje analógico separado, AVCC. AVCC no debe diferir más de ±0.3V de VCC." y "AVCC es el pin de voltaje de suministro para el Convertidor A/D"

Para recapitular: AVCC y VCC deben estar al mismo voltaje (dentro de +/- 0.3 Volts), y se identifica como un pin separado para permitir al diseñador colocar filtros adicionales en esa entrada para mantener el ruido fuera de la porción sensible del convertidor A/D del IC.

¡Espero que eso ayude!

Answer 3

A menudo, los pines de suministro digital y tierra terminan con pequeñas cantidades de ruido. Es difícil eliminar todo ese ruido cuando la circuitería digital está cambiando cantidades significativas de corriente, y unos 150 mV de ruido en la fuente de alimentación es poco probable que afecte la circuitería alimentada por los pines de suministro digital. Sin embargo, tener 150 mV de ruido en los pines de suministro analógico haría muy difícil o imposible que la circuitería analógica logre una precisión de fracción de porcentaje. El hecho de que los pines analógicos estén separados significa que se pueden tomar lecturas precisas incluso si hay 150 mV de ruido en la fuente de alimentación digital, siempre que el suministro digital no varíe en más de 300 mV y se tenga un suministro analógico que esté en algún lugar dentro de 300 mV de ambos extremos del rango de la fuente de alimentación digital. Eliminar el 99% del ruido de una fuente de alimentación que solo alimenta el pin de suministro analógico, y asegurarse de que la tensión de la fuente esté cerca de la tensión de suministro digital, a menudo es mucho más fácil que tratar de eliminar todo el ruido de la fuente de alimentación digital.

Answer 4

Solo para agregar otra razón por la cual AVCC debería estar conectado incluso en proyectos simples.

Cuando se utiliza un circuito de detección de caída de tensión (BOD), que depende de la referencia de voltaje interna, es posible que se produzca un comportamiento inesperado y un arranque no confiable del dispositivo. Puede manifestarse como umbrales de voltaje extraños que desencadenan el reinicio del BOD o incluso que el dispositivo no arranque con el voltaje correcto ocasionalmente.

Me encontré con este problema en uno de mis proyectos "rápidos y sucios" utilizando un ATmega88P.

Después de conectar AVCC directamente a VCC, se solucionó el problema con el BOD que no liberaba el reinicio. Dado que no uso otros periféricos analógicos en mi proyecto, no me molesté en hacer un desacoplamiento adecuado. Esta solución se encontró en uno de los hilos del foro de avrfreaks después de mucha búsqueda en Google. Ver: http://www.avrfreaks.net/comment/349747#comment-349747

Answer 5

La razón tiene que ver con el proceso interno del dispositivo y cómo está construido. Debido a que especifican que AVCC y VCC deben estar dentro de 0.3V, esto es similar a la tensión de protección de los diodos internos utilizados en Chips. Si los diodos están polarizados por encima de 0.3V (por ejemplo, si AVCC no está conectado), esos diodos podrían conducir, causando problemas y quizás dañando el dispositivo.