Atmel ATmega2564 8비트 AVR 마이크로컨트롤러 소유자 매뉴얼

메모: QFN/MLF 패키지 아래 대형 중앙 패드는 금속으로 제작되었으며 내부적으로 AVSS에 연결됩니다. 우수한 기계적 안정성을 보장하려면 보드에 납땜하거나 접착해야 합니다. 중앙 패드를 연결하지 않은 채로 두면 패키지가 보드에서 느슨해질 수 있습니다. 일반 AVSS 핀 대신 노출된 패들을 사용하는 것은 권장되지 않습니다.

부인 성명

이 데이터시트에 포함된 일반적인 값은 유사한 공정 기술로 제조된 다른 AVR 마이크로컨트롤러 및 무선 트랜시버의 시뮬레이션 및 특성화 결과를 기반으로 합니다. 최소값과 최대값은 장치 특성이 파악된 후에 사용할 수 있습니다.

위에view

ATmega2564/1284/644RFR2는 8GHz ISM 대역용 고속 데이터 전송률 트랜시버와 결합된 AVR 강화 RISC 아키텍처를 기반으로 하는 저전력 CMOS 2.4비트 마이크로컨트롤러입니다.
단일 클록 주기에서 강력한 명령을 실행함으로써 장치는 MHz당 1MIPS에 가까운 처리량을 달성하므로 시스템 설계자는 처리 속도 대비 전력 소비를 최적화할 수 있습니다.
무선 송수신기는 250kb/s에서 최대 2Mb/s의 높은 데이터 속도, 프레임 처리, 뛰어난 수신기 감도 및 높은 전송 출력 전력을 제공하여 매우 견고한 무선 통신을 가능하게 합니다.

블록 다이어그램

그림 3-1 블록 다이어그램

AVR 코어는 풍부한 명령어 세트와 32개의 범용 작업 레지스터를 결합합니다. 32개의 레지스터는 모두 ALU(산술 논리 장치)에 직접 연결됩니다. 두 개의 독립적인 레지스터는 하나의 클록 사이클에서 실행되는 하나의 명령으로 액세스할 수 있습니다. 결과 아키텍처는 코드 효율성이 매우 높으며 기존 CISC 마이크로컨트롤러보다 최대 XNUMX배 빠른 처리량을 달성합니다. 시스템에는 내부 볼륨이 포함됩니다.tag전자 규제 및 고급 전력 관리. 누설 전류가 적어 배터리 작동 시간이 길어집니다.
무선 송수신기는 최소한의 외부 구성 요소를 사용하는 완전히 통합된 ZigBee 솔루션입니다. 뛰어난 RF 성능과 저렴한 비용, 작은 크기 및 낮은 전류 소비를 결합합니다. 무선 트랜시버에는 수정 안정화 분수형 N 합성기, 송신기 및 수신기, 확산 및 역확산 기능을 갖춘 전체 DSSS(직접 시퀀스 확산 스펙트럼 신호) 처리가 포함되어 있습니다. 이 장치는 IEEE802.15.4-2011/2006/2003 및 ZigBee 표준과 완벽하게 호환됩니다. ATmega2564/1284/644RFR2는 다음 기능을 제공합니다: 쓰기 중 읽기 기능을 갖춘 256K/128K/64K 바이트의 시스템 내 프로그래밍 가능(ISP) 플래시, 8K/4K/2K 바이트 EEPROM, 32K/16K/8K 바이트 SRAM, 최대 35개의 범용 I/O 라인, 32개의 범용 작업 레지스터, 실시간 카운터(RTC), 비교 모드 및 PWM을 갖춘 6개의 유연한 타이머/카운터, 32비트 타이머/카운터, 2개의 USART, 바이트 지향 2와이어 직렬 인터페이스, 8채널, 10비트 아날로그-디지털 변환기(ADC)(옵션 차동 입력 포함)tag프로그래밍 가능한 이득, 내부 발진기가 있는 프로그래밍 가능한 감시 타이머, SPI 직렬 포트, IEEE std. 1149.1 규격 JTAG 온칩 디버그 시스템 및 프로그래밍에 액세스하고 소프트웨어에서 선택 가능한 6가지 절전 모드에도 사용되는 테스트 인터페이스입니다.
유휴 모드에서는 SRAM, 타이머/카운터, SPI 포트 및 인터럽트 시스템이 계속 작동하도록 허용하면서 CPU를 중지합니다. 전원 차단 모드는 레지스터 내용을 저장하지만 오실레이터를 정지시켜 다음 인터럽트나 하드웨어 재설정이 발생할 때까지 다른 모든 칩 기능을 비활성화합니다. 절전 모드에서는 비동기 타이머가 계속 실행되므로 사용자는 장치의 나머지 부분이 절전 모드인 동안 타이머 기반을 유지할 수 있습니다. ADC Noise Reduction 모드는 CPU와 비동기 타이머, ADC를 제외한 모든 I/O 모듈을 정지시켜 ADC 변환 시 스위칭 노이즈를 최소화하는 모드입니다. 대기 모드에서는 나머지 장치가 절전 모드인 동안 RC 발진기가 실행됩니다. 이를 통해 매우 빠른 시동과 낮은 전력 소비가 가능합니다. 확장 대기 모드에서는 기본 RC 발진기와 비동기 타이머가 모두 계속 실행됩니다.
CPU 클록이 16MHz로 설정된 마이크로컨트롤러와 가장 중요한 상태에 대한 무선 트랜시버의 일반적인 공급 전류는 아래 그림 3-2에 나와 있습니다.

그림 3-2 무선 트랜시버 및 마이크로컨트롤러(16MHz) 공급 전류

송신 출력 전력은 최대로 설정됩니다. 무선 송수신기가 SLEEP 모드에 있는 경우 전류는 AVR 마이크로컨트롤러에 의해서만 소산됩니다.
딥 슬립 모드에서는 데이터 보존 요구 사항이 없는 모든 주요 디지털 블록이 주 전원에서 분리되어 매우 작은 누설 전류를 제공합니다. Watchdog 타이머, MAC 기호 카운터 및 32.768kHz 발진기를 계속 실행하도록 구성할 수 있습니다.

이 장치는 Atmel의 고밀도 비휘발성 메모리 기술을 사용하여 제조되었습니다.
온칩 ISP 플래시를 사용하면 SPI 직렬 인터페이스를 통해, 기존 비휘발성 메모리 프로그래머 또는 AVR 코어에서 실행되는 온칩 부팅 프로그램을 통해 프로그램 메모리를 시스템 내에서 다시 프로그래밍할 수 있습니다. 부팅 프로그램은 모든 인터페이스를 사용하여 응용 플래시 메모리에 응용 프로그램을 다운로드할 수 있습니다.
부팅 플래시 섹션의 소프트웨어는 애플리케이션 플래시 섹션이 업데이트되는 동안 계속 실행되어 진정한 읽기 쓰기 작업을 제공합니다. 8비트 RISC CPU와 시스템 내 자체 프로그래밍 가능 플래시를 모놀리식 칩에 결합한 Atmel ATmega2564/1284/644RFR2는 많은 임베디드 제어 애플리케이션에 매우 유연하고 비용 효과적인 솔루션을 제공하는 강력한 마이크로컨트롤러입니다.
ATmega2564/1284/644RFR2 AVR은 C 컴파일러, 매크로 어셈블러, 프로그램 디버거/시뮬레이터, 회로 내 에뮬레이터 및 평가 키트를 포함한 전체 프로그램 및 시스템 개발 도구 제품군에서 지원됩니다.

핀 설명

EVDD
외부 아날로그 공급량tage.

DEVDD
외부 디지털 공급량tage.

AVDD
조정된 아날로그 공급량tage(내부적으로 생성됨).

DVDD
규제된 디지털 공급량tage(내부적으로 생성됨).

DVSS
디지털 접지.

AVSS
아날로그 접지.

포트 B(PB7…PB0)
포트 B는 내부 풀업 저항(각 비트에 대해 선택됨)이 있는 8비트 양방향 I/O 포트입니다. 포트 B 출력 버퍼는 높은 싱크 및 소스 기능을 모두 갖춘 대칭 드라이브 특성을 가지고 있습니다. 풀업 저항이 활성화되면 입력으로 외부에서 풀 로우인 포트 B 핀이 전류를 소싱합니다. 클록이 실행되지 않는 경우에도 재설정 조건이 활성화되면 포트 B 핀은 XNUMX중 상태가 됩니다.
포트 B는 ATmega2564/1284/644RFR2의 다양한 특수 기능을 제공합니다.

포트 D(PD7…PD0)
포트 D는 내부 풀업 저항(각 비트에 대해 선택됨)이 있는 8비트 양방향 I/O 포트입니다. 포트 D 출력 버퍼는 높은 싱크 및 소스 기능을 모두 갖춘 대칭 드라이브 특성을 가지고 있습니다. 풀업 저항이 활성화되면 입력으로 외부에서 풀 로우인 포트 D 핀이 전류를 소싱합니다. 포트 D 핀은 클럭이 실행되지 않는 경우에도 재설정 조건이 활성화되면 XNUMX중 상태가 됩니다.
포트 D는 ATmega2564/1284/644RFR2의 다양한 특수 기능을 제공합니다.

포트 E(PE7,PE5…PE0)
내부적으로 포트 E는 내부 풀업 저항기(각 비트에 대해 선택됨)가 있는 8비트 양방향 I/O 포트입니다. 포트 E 출력 버퍼는 높은 싱크 및 소스 기능을 모두 갖춘 대칭형 드라이브 특성을 갖습니다. 풀업 저항이 활성화되면 외부에서 낮게 풀링된 포트 E 핀이 입력으로 전류를 공급합니다. 클럭이 실행 중이 아니더라도 재설정 조건이 활성화되면 포트 E 핀은 XNUMX상 상태가 됩니다.
QFN48 패키지의 핀 수가 적기 때문에 포트 E6은 핀에 연결되지 않습니다. 포트 E는 ATmega2564/1284/644RFR2의 다양한 특수 기능을 제공합니다.

Port F (PF7..PF5,PF4/3,PF2…PF0)
내부적으로 포트 F는 내부 풀업 저항기(각 비트에 대해 선택됨)가 있는 8비트 양방향 I/O 포트입니다. 포트 F 출력 버퍼는 높은 싱크 및 소스 기능을 모두 갖춘 대칭형 드라이브 특성을 갖습니다. 풀업 저항이 활성화되면 외부에서 낮게 풀링된 포트 F 핀이 입력으로 전류를 공급합니다. 클럭이 실행 중이 아니더라도 재설정 조건이 활성화되면 포트 F 핀은 XNUMX상 상태가 됩니다.
QFN48 패키지의 핀 수가 적기 때문에 포트 F3과 F4는 동일한 핀에 연결됩니다. 과도한 전력 소비를 방지하려면 I/O 구성을 주의 깊게 수행해야 합니다.
포트 F는 ATmega2564/1284/644RFR2의 다양한 특수 기능을 제공합니다.

포트 G(PG4,PG3,PG1)
내부적으로 포트 G는 내부 풀업 저항기(각 비트에 대해 선택됨)가 있는 6비트 양방향 I/O 포트입니다. 포트 G 출력 버퍼는 높은 싱크 및 소스 기능을 모두 갖춘 대칭형 드라이브 특성을 갖습니다. 그러나 PG3 및 PG4의 드라이버 강도는 다른 포트 핀에 비해 감소됩니다. 출력 볼륨tage 드롭(VOH, VOL)은 더 높고 누설 전류는 더 작습니다. 풀업 저항이 활성화되면 외부에서 낮게 풀링된 포트 G 핀이 입력으로 전류를 공급합니다. 클럭이 실행 중이 아니더라도 재설정 조건이 활성화되면 포트 G 핀은 3상 상태가 됩니다.
QFN48 패키지 포트 G0의 핀 수가 적기 때문에 G2 및 G5는 핀에 연결되지 않습니다.
포트 G는 ATmega2564/1284/644RFR2의 다양한 특수 기능도 제공합니다.

AVSS_RFP
AVSS_RFP는 양방향 차동 RF I/O 포트를 위한 전용 접지 핀입니다.

AVSS_RFN
AVSS_RFN은 양방향 차동 RF I/O 포트를 위한 전용 접지 핀입니다.

제안요청서
RFP는 양방향 차동 RF I/O 포트의 양극 단자입니다.

RFN
RFN은 양방향 차동 RF I/O 포트의 음극 단자입니다.

RSTN
입력을 재설정합니다. 최소 펄스 길이보다 오랫동안 이 핀의 로우 레벨은 클록이 실행 중이 아니더라도 재설정을 생성합니다. 펄스가 짧을수록 재설정이 보장되지는 않습니다.

엑스탈1
반전 16MHz 수정 발진기에 대한 입력 amp리파이어. 일반적으로 XTAL1과 XTAL2 사이의 크리스털은 무선 송수신기의 16MHz 기준 클록을 제공합니다.

엑스탈2
반전 16MHz 수정 발진기의 출력 amp리퍼.

TST
프로그래밍 및 테스트 모드 활성화 핀. TST 핀을 사용하지 않는 경우 핀을 로우로 당깁니다.

CLKI
시계 시스템에 입력합니다. 선택하면 마이크로컨트롤러의 작동 클럭을 제공합니다.

미사용 핀
플로팅 핀은 디지털 입력에서 전력 손실을 일으킬 수 있습니다.tag이자형. 적절한 소스에 연결되어야 합니다. 일반 작동 모드에서는 내부 풀업 저항을 활성화할 수 있습니다(리셋에서는 모든 GPIO가 입력으로 구성되고 풀업 저항은 여전히 활성화되지 않습니다).
양방향 I/O 핀은 접지나 전원 공급 장치에 직접 연결하면 안 됩니다.
디지털 입력 핀 TST와 CLKI를 연결해야 합니다. 사용하지 않는 핀 TST는 AVSS에 연결하고 CLKI는 DVSS에 연결해야 합니다.
출력 핀은 장치에 의해 구동되며 부동되지 않습니다. 전원 공급 핀 각각의 접지 공급 핀은 내부적으로 함께 연결됩니다.
XTAL1 및 XTAL2는 볼륨을 공급하도록 강요되지 않습니다.tag동시에.

QFN-48 패키지의 호환성 및 기능 제한

아레프
참조 권tagA/D 변환기의 출력이 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되어 있지 않습니다.

포트 E6
포트 E6은 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되어 있지 않습니다. 대체 핀 기능은 타이머 3 및 외부 인터럽트 6에 대한 클록 입력으로 사용할 수 없습니다.

포트 F3 및 F4
포트 F3과 F4는 ATmega2564/1284/644RFR2의 동일한 핀에 연결됩니다. 과도한 전류 소비를 방지하려면 출력 구성을 주의 깊게 수행해야 합니다.
포트 F4의 대체 핀 기능은 J에서 사용됩니다.TAG 상호 작용. 만약 JTAG 인터페이스를 사용하려면 포트 F3을 입력으로 구성해야 하며 대체 핀 기능 출력 DIG4(RX/TX 표시기)를 비활성화해야 합니다. 그렇지 않으면 JTAG 인터페이스가 작동하지 않습니다. 실수로 포트 F3을 구동하는 프로그램을 지울 수 있도록 SPIEN 퓨즈를 프로그래밍해야 합니다.
ADC에 사용할 수 있는 단일 종단 입력 채널은 7개뿐입니다.

포트 G0
포트 G0은 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되어 있지 않습니다. 대체 핀 기능 DIG3(역전된 RX/TX 표시기)는 사용할 수 없습니다. 만약 JTAG 인터페이스가 사용되지 않으면 포트 F4의 DIG3 대체 핀 기능 출력을 여전히 RX/TX 표시기로 사용할 수 있습니다.

포트 G2
포트 G2는 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되어 있지 않습니다. 대체 핀 기능 AMR(타이머 2에 대한 비동기 자동 검침 입력)은 사용할 수 없습니다.

포트 G5
포트 G5는 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되어 있지 않습니다. 대체 핀 기능 OC0B(8비트 타이머 0의 출력 비교 채널)는 사용할 수 없습니다.

RSTON
내부 리셋 상태를 신호하는 RSTON 리셋 출력은 ATmega2564/1284/644RFR2의 핀에 연결되지 않습니다.

구성 요약

애플리케이션 요구 사항에 따라 가변 메모리 크기를 통해 전류 소비 및 누설 전류를 최적화할 수 있습니다.

표 3-1 메모리 구성

장치	플래시	이이이프롬	에스램
ATmega2564RFR2	256KB	8KB	32KB
ATmega1284RFR2	128KB	4KB	16KB
ATmega644RFR2	64KB	2KB	8KB

패키지 및 관련 핀 구성은 애플리케이션에 전체 기능을 제공하는 모든 장치에 대해 동일합니다.

표 3-2 시스템 구성

장치	패키지	GPIO	직렬 IF	ADC 채널
ATmega2564RFR2	QFN48	33	2 USART, SPI, TWI	7
ATmega1284RFR2	QFN48	33	2 USART, SPI, TWI	7
ATmega644RFR2	QFN48	33	2 USART, SPI, TWI	7

이 장치는 ZigBee 및 IEEE 802.15.4 사양을 기반으로 하는 애플리케이션에 최적화되어 있습니다. 애플리케이션 스택, 네트워크 계층, 센서 인터페이스 및 뛰어난 전력 제어 기능을 단일 칩에 결합하면 수년간 작동이 가능해야 합니다.

표 3-3 애플리케이션 프로file

장치	애플리케이션
ATmega2564RFR2	IEEE 802.15.4/ZigBee Pro용 대규모 네트워크 코디네이터/라우터
ATmega1284RFR2	IEEE 802.15.4용 네트워크 코디네이터/라우터
ATmega644RFR2	엔드 노드 장치/네트워크 프로세서

응용 회로

기본 애플리케이션 회로도

단일 종단 RF 커넥터가 있는 ATmega2564/1284/644RFR2의 기본 응용 회로도는 아래 그림 4-1에 나와 있으며 관련 BOM은 4페이지의 표 1-10에 나와 있습니다. 50Ω 단일 종단 RF 입력은 변환됩니다. Balun B100을 사용하여 1Ω 차동 RF 포트 임피던스로 변환합니다. 커패시터 C1 및 C2는 RF 입력과 RF 포트의 AC 커플링을 제공하고, 커패시터 C4는 매칭을 향상시킵니다.

그림 4-1. 기본 애플리케이션 회로도(48핀 패키지)

전원 공급 장치 바이패스 커패시터(CB2, CB4)는 외부 아날로그 공급 핀(EVDD, 핀 44) 및 외부 디지털 공급 핀(DEVDD, 핀 16)에 연결됩니다. 커패시터 C1은 RFN/RFP에 필요한 AC 커플링을 제공합니다.
플로팅 핀은 과도한 전력 소비를 유발할 수 있습니다(예: 전원을 켜는 동안). 적절한 소스에 연결되어야 합니다. GPIO는 접지나 전원 공급 장치에 직접 연결되어서는 안 됩니다.
디지털 입력 핀 TST와 CLKI를 연결해야 합니다. TST 핀을 절대 사용하지 않을 경우 AVSS에 연결하고 사용하지 않는 핀 CLKI는 DVSS에 연결할 수 있습니다("사용하지 않는 핀" 장 참조).
커패시터 CB1 및 CB3은 통합 아날로그 및 디지털 볼륨을 위한 바이패스 커패시터입니다.tage 레귤레이터를 사용하여 안정적인 작동을 보장하고 노이즈 내성을 향상시킵니다.
최고의 성능을 얻으려면 커패시터를 핀에 최대한 가깝게 배치해야 하며 접지에 대한 저항과 인덕턴스가 낮아야 합니다.

크리스털(XTAL), 1개의 부하 커패시터(CX2, CX1), XTAL2 및 XTAL16 핀에 연결된 내부 회로는 2.4GHz 트랜시버용 XNUMXMHz 크리스털 발진기를 형성합니다. 기준 주파수의 최고의 정확성과 안정성을 얻으려면 큰 기생 용량을 피해야 합니다. 크리스탈 라인은 가능한 한 짧게 라우팅되어야 하며 디지털 I/O 신호 근처에 있지 않아야 합니다. 이는 특히 높은 데이터 속도 모드에 필요합니다.
내부 저전력(32.768μA 미만) 수정 발진기에 연결된 1kHz 수정은 32비트 IEEE 802.15.4 기호 카운터("MAC 기호 카운터") 및 비동기식을 사용하는 실시간 클록 애플리케이션을 포함한 모든 저전력 모드에 안정적인 시간 참조를 제공합니다. 타이머 T/C2(“PWM 및 비동기 작동을 갖춘 타이머/카운터2”).
CX3, CX4를 포함한 총 션트 커패시턴스는 두 핀 모두에서 15pF를 초과해서는 안 됩니다.
발진기의 매우 낮은 공급 전류로 인해 PCB의 신중한 레이아웃이 필요하며 누출 경로를 피해야 합니다.
디지털 신호를 크리스털 핀이나 RF 핀으로 전환할 때 발생하는 누화 및 방사로 인해 시스템 성능이 저하될 수 있습니다. 디지털 출력 신호에 대한 최소 드라이브 강도 설정을 프로그래밍하는 것이 좋습니다("DPDS0 – 포트 드라이버 강도 레지스터 0" 참조).

표 4-1. 재료 명세서(BoM)

지정자	설명	값	제조업체	부품 번호	논평
B1	SMD 발룬 SMD 발룬/필터	2.4GHz	뷔르스 요한슨 기술	748421245 2450FB15L0001	필터 포함
CB1 CB3	LDO VREG 바이패스 커패시터	1mF(최소 100nF)	AVX 무라타	0603YD105KAT2A GRM188R61C105KA12D	X5R (0603) 10 % 16V
CB2 CB4	전원 바이패스 커패시터	1mF(최소 100nF)	AVX 무라타	0603YD105KAT2A GRM188R61C105KA12D	X5R (0603) 10 % 16V
CX1, CX2	16MHz 수정 부하 커패시터	12pF	AVX 무라타	06035A120JA GRP1886C1H120JA01	장부 (0603) 5 % 50V
CX3, CX4	32.768kHz 수정 부하 커패시터	12 ~ 25pF
C1, C2	RF 커플링 커패시터	22pF	엡코스 엡코스 AVX	비37930 비37920 06035A220JAT2A	C0G 5% 50V (0402 또는 0603)
C4(선택사항)	RF 매칭	0.47pF	존스텍
엑스탈	결정	CX-4025 16MHz SX-4025 16MHz	ACAL 타이첸 시워드	XWBBPL-F-1 A207-011
XTAL 32kHz	결정				RS=100kΩ

개정 내역

이 섹션의 참조 페이지 번호는 이 문서를 참조한다는 점에 유의하세요. 이 섹션에서 참조 개정은 문서 개정을 참조합니다.

42073BS-MCU 무선-09/14

내용은 변경되지 않았습니다. 데이터시트와 결합된 릴리스를 위해 다시 생성되었습니다.

8393AS-MCU 무선-02/13

최초 출시.

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문서 / 리소스

Atmel ATmega2564 8비트 AVR 마이크로컨트롤러 [PDF 파일] 사용 설명서
ATmega2564RFR2, ATmega1284RFR2, ATmega644RFR2, ATmega2564 8비트 AVR 마이크로컨트롤러, ATmega2564, 8비트 AVR 마이크로컨트롤러, AVR 마이크로컨트롤러, 마이크로컨트롤러

참고문헌

사용자 설명서

특징

응용 프로그램

핀 구성