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 del ATMega8 dice lo siguiente:

AVCC es el pin de voltaje de suministro para el Convertidor A/D, Puerto C (3..0), y ADC (7..6). Debe conectarse 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 pasa bajo. Tenga en cuenta que el Puerto C (5..4) utiliza el voltaje de suministro digital, VCC.

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

¿Debo aceptarlo simplemente, o hay una buena razón?

Answer 1

Principalmente, tiene que estar conectado porque el fabricante dice que debería estarlo.

Además de eso, debería serlo para el funcionamiento completo del chip (todos los puertos/pines), para prevenir problemas de pines flotantes en el lado de AVCC, para prevenir ruido en el lado digital. Hay problemas en los que dejar el lado de AVCC sin alimentación provoca una extracción de energía parasitaria y puede desestabilizar el reloj interno, o puede prevenir un arranque estable.

Los diseñadores de Atmel han decidido que tener un VCC y una Tierra Analógicos 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 a componentes analógicos clave internamente, y como tal debe tener capacitores de filtrado separados.

Los 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 resumir: 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 parte sensitiva del convertidor A/D del IC.

¡Espero que te haya ayudado!

Answer 3

A menudo, los pasadores de suministro digital y tierra terminarán con pequeñas cantidades de ruido en ellos. Es difícil eliminar todo ese ruido cuando la circuitry digital está cambiando cantidades significativas de corriente, y aproximadamente 150mV de ruido en la fuente de alimentación es improbable que afecte a la circuitry alimentada por los pasadores de suministro digital. Sin embargo, tener 150mV de ruido en los pasadores de suministro analógico haría que fuera muy difícil o imposible para la circuitry analógica alcanzar una precisión de una fracción de un por ciento. El hecho de que los pines analógicos estén separados significa que se pueden tomar lecturas precisas incluso si hay 150mV de ruido en la fuente de alimentación digital, siempre que el suministro digital no oscile en más de 300mV y se tenga una fuente de alimentación analógica que se encuentre en algún punto dentro de los 300mV de ambos extremos del rango de suministro digital. Eliminar el 99% del ruido de una fuente de alimentación que solo está alimentando el pin de suministro analógico, y asegurarse de que el voltaje de esa fuente esté cerca del voltaje 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 desactivación por bajo voltaje, que depende de la referencia de voltaje interna, es posible que se produzca un comportamiento inesperado y un arranque poco fiable del dispositivo. Puede manifestarse como umbrales de voltaje extraños que activan un reinicio por desactivación o incluso que el dispositivo no arranque con el voltaje correcto ocasionalmente.

Recientemente me encontré con este problema en uno de mis proyectos de "hack rápido y sucio" utilizando el ATmega88P.

Después de conectar AVCC directamente a VCC, el problema con la desactivación por bajo voltaje que no liberaba el reinicio se solucionó. Dado que no estoy utilizando ningún otro periférico analógico en mi proyecto, no me molesté en hacer un desacople adecuado. Esta solución la encontré 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. Porque especifican que AVCC y VCC deben estar dentro de 0.3V, esto es similar al voltaje 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.