与Arduino“本是同根”——Atmel ATmega328P-XMINI开发板评测

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用“海纳百川”来形容市场确实有一定的道理,即使如今ARM Cortex-M系列的微控制器生态圈遍布全球,但是在差异化的细分市场中,其它架构的MCU产品终究占有不小的市场份额,以低功耗著称的Atmel AVR系列就是其中的一类,更是随着开源硬件Arduino的火热,AVR系列微控制器的热度又呈逐渐上升趋势。

近日,爱板网就拿到了一款基于AVR微控制器的Atmel Xplained系列的mini评估板——ATmega328P-XMINI,正如其名,板卡非常的迷你小巧,仅有小孩的一个巴掌大小(75mm*60mm)。

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ATmega328P-XMINI评估板

ATmega328P-XMINI评估板采用4层板的设计,板卡搭载了Atmel常见的“资源组合模式”,即EDBG调试模块+微控制器+外设,不过,在此板卡上,外设资源基本可以“忽略”,倒是主MCU的信号脚都通过“洞洞板”引出,非常方便扩展。

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ATmega328P-XMINI评估板

ATmega328P-XMINI板载资源:

除了用于基本调试的用户按键以及用户LED外,ATmega328P-XMINI评估板预留了与Arduino R3兼容的扩展接口,JTAG接口以及ISP接口,板卡同样搭载了Atmel特有的方便用户开发调试的EDBG模块,功能包括:

  • Debug接口
  • 虚拟串口
  • 数据网关接口(DGI)

用户只需一根mircoUSB线,即可轻松通过最新的免费IDE设计工具Atmel Studio6.2连接板卡实现编译、下载调试等操作。

另外,相信大家注意到了,事实上这种“凸字形”外观的板卡大家并不陌生,这与爱板网不久前评测过的Atmega168 Xplained Mini可算是“隶属同门”,何其相似(如下图)。

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Atmega168 Xplained Mini评估板

当然,仔细分辨的话这两者之间的区别也同样明显。之前的Atmega168 Xplained Mini在 板卡的接口设计时采用了与电脑USB Host接口直连的设计(类似U盘接口),虽然这样做省去了额外的microUSB线,拿来即用,非常简单方便,但是在板卡实际的开发、评估的时,免不了 需要在板卡上DIY、扩展、测试等,这时,如果板卡直连在电脑主机的USB上,会使这些操作变得非常麻烦,而且得小心翼翼的操作。而我们看到如今在 ATmega328P-XMINI开发板上已经改回原来的microUSB接口,显然这样的设计更符合实际使用习惯,更为合理。

除此之外,ATmega328P-XMINI开发板还在板卡的供电电路设计上做了优化:

  • 板卡微控制器仍旧采用microUSB的5V供电,不过在供电电路设计中加上了一个保持电流为500mA的保险丝
  • 为兼容Arduino R3的扩展接口中的3.3V电压信号,在microUSB接口处额外设计了3.3V电压输出的LDO电路

清楚了解板卡这些硬件单元和外设功能,我们再重点来看看ATmega328P-XMINI板载的AVR微控制器ATmega328p-MU。

 

ATmega328p-MU(ATmega328p-MU数据手册)微控制器

ATmega328p-MU是一颗高性能、低功耗的“迷你”8位AVR微控制器(如下图),精简指令集架构,接近芯片级的封装,集成了32KB Flash,1KB EEPROM以及2KB RAM,最大可支持23个GPIO口的扩展,非常适合低功耗、小系统控制架构的白色小家电产品。

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ATmega328P-MU微控制器

  • 高性能、低功耗的8位AVR微控制器,RSIC架构,工作电压1.8V~5.5V,MLF封装
  • 集成USART、SPI、PWM、ADC、TWI、定时器、看门狗等,最大可支持扩展23个IO口
  • 集成内部晶体振荡,温度传感器,Atmel QTouch 库支持
  • 微控制器主频速度分级:0 - 4MHz@1.8 - 5.5V, 0 - 10MHz@2.7 - 5.5.V, 0 - 20MHz @ 4.5 - 5.5V
  • 功耗@1MHz, 1.8V:Active Mode(0.2mA)、Power-down Mode:(0.1µA)、Power-save Mode( 0.75µA) (Including 32kHz RTC)

ATmega328p-MU具有AVR微控制器的典型特性,精简指令集架构,适应宽工作电压范围,灵活的低功耗模式,支持Atmel特有的QTouch库,最大可支持23个IO口,作为一款8位的单片机,性能和功能都已经足够强大了。

说实话,看到ATmega328P-XMINI评估板搭载这颗微控制器还是挺让人意外的,对于使用过Arduino开发板的朋友应该对这个型号的 AVR微控制器并不陌生,比如笔者手上的这块Arduino开发板,搭载了基于Atmel ATMEGA328P-PU AVR微控制器,见下图

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Atmel ATMEGA328P-PU微控制器

虽然封装工艺差别很大,型号也有相差,但是功能基本相同,唯一区别的就数ADC的通道数:

  • ATmega328P-MU:8通道的10位ADC
  • ATMEGA328P-PU:6通道的10位ADC

不过,正如所见到的,Arduino开发板搭载的PDIP28封装的ATMEGA328P-PU更适合学习、开发之用,而高集成度的 ATmega328P-MU才是一款真正倾向于产品化应用开发领域的MCU,总之一句话,熟悉Arduino的用户一定能快速上手Atmel ATmega328P-XMINI。

Atmel ATmega328P-XMINI应用与使用

如果你非常熟悉单片机应用市场,那么你就会发现低功耗的8位微控制器在系统控制简单的白色小家电领域非常的活跃,比如冰箱、洗衣机、电饭煲等的面板 控制系统,再者,在这个人们越来越重视高质量生活的时代,楼宇控制的舒适性也一再被强调,比如下面的恒温调节器产品,同样可以通过低功耗的AVR系列微控 制器实现。

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恒温调节器应用

介绍完评估板和微控制器的一些特点后,再来实际上电体验一下板卡的功能。ATmega328P-XMINI出厂内置的是一个通过用户按键控制实现LED点亮或者熄灭的程序,在连接microUSB上电后,系统会自动执行初始化,然后运行内置程序,如下图

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ATmega328P-XMINI上电运行出厂程序

要想对板卡进一步开发,那就必须配合IDE工具了。对 于初次接触Atmel开发板的用户,爱板网推荐大家使用Atmel官网提供的免费强大的IDE设计工具Atmel Studio6.2,这不仅可以帮助用户快速上手Atmel的评估板,更包含了最新最全的官方例程资源,比如可支持最新的Xplained mini系列评估板,如下图

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以ATmega328P-XMINI为例,只需一根microUSB线即可连接Atmel Studio6.2,实现编译、下载、调试等功能的操作。具体的步骤在这就不再详细叙述了,可以参考爱板网关于Atmega168 Xplained Mini板卡评测的内容。

小结

介绍了Atmel ATmega328P-XMINI评估板以及ATMEGA328P-MU AVR微控制器的特点及应用,板载Atmel独有的EDBG模块省去了额外的硬件调试器,预留的原型区域提供给用户各种DIY的可能,接近芯片级封装的 “迷你”AVR微控制器更是给Arduino用户提供了从开发到产品化的保障,加上强大的IDE设计工具Atmel Studio6.2,无论是学习、开发、DIY,Atmel ATmega328P-XMINI都能轻松胜任。

参考资料

 

 

更多Atmel信息请关注:
Atmel中文官网:http://www.atmel.com/zh/cn/
Atmel中文博客:http://blog.sina.com.cn/u/2253031744
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