Können Mikrocontroller mit beliebig niedrigen Taktfrequenzen betrieben werden?

Das Datenblatt für den ATTiny13A listet beispielsweise eine Mindestfrequenz von 0 MHz auf. Bedeutet dies, dass die Uhr mit einer beliebigen niedrigen Frequenz ohne negative Auswirkungen betrieben werden kann? Ich gehe davon aus, dass es bei niedrigeren Taktraten weniger Strom zieht? Bedeutet 0 MHz, dass Sie die Uhr vollständig anhalten können, und dass sie sich, solange die Spannung noch anliegt, auf unbestimmte Zeit an ihren Zustand erinnert?

Ja. Wenn das Datenblatt "vollständig statischer Betrieb" anzeigt, können Sie es mit jeder Geschwindigkeit takten, sogar mit 0 Hz. Ein "dynamischer" Chip muss eine bestimmte Taktrate haben, sonst verliert er seinen Zustand.

Ich poste eine andere Antwort, nur weil die letzte Frage, die Sie hatten, noch nicht beantwortet wurde.

Todbot ist völlig richtig. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten wird auch weniger Strom verbraucht. Dies bedeutet auch, dass Sie, wenn Sie die Uhr von einem anderen Prozessor liefern, die Lieferung jederzeit beenden und später mit der Taktung beginnen können, sofern Sie nicht schneller als mit maximaler Geschwindigkeit arbeiten.

Die Chips, die ich habe, haben eine Größenordnung zwischen 32768Hz Oszillator und einem 1MHz. Ich hatte Anwendungen, bei denen ich keine Geschwindigkeit brauchte. Ich brauchte nur einen anderen kleinen Mann, der die grundlegenden Daten für mich handhabte.

Hoffe das hilft.

Die meisten modernen Mikrocontroller-Designs funktionieren mit jedem Muster an ihrem Takteingang, vorausgesetzt, kein hoher Impuls liegt unter einer bestimmten Mindestlänge, kein niedriger Impuls liegt unter einer bestimmten Mindestlänge und kein Niedrig-Hoch-Niedrig oder Hoch-Niedrig-Hoch Das Impulspaar liegt unter einer bestimmten Länge. Im Wesentlichen geschieht Folgendes: Nachdem der Chip alle mit einer bestimmten Taktflanke verbundenen Aktionen ausgeführt hat, befindet er sich in einem Zustand, in dem er nur auf die nächste Taktflanke wartet. Wenn die nächste Taktflanke zehn Tage lang nicht eintrifft (es sei denn, der Chip verfügt über einen externen Watchdog), befindet sich der Chip in demselben Zustand, als wäre die Flanke in dem Moment angekommen, in dem der Chip dafür bereit war.

Beachten Sie, dass das Anhalten der Uhr auf einem Mikrocontroller im Allgemeinen den Stromverbrauch erheblich reduziert, jedoch nicht so stark wie das Verwenden der Funktion "Ruhezustand". Der Stromverbrauch der meisten Mikrocontroller im "Run" -Modus kann ziemlich gut als ein konstanter Ruhestrom zuzüglich einer bestimmten Strommenge pro Zyklus pro Sekunde (was natürlicher ausgedrückt als Ladung pro Zyklus sein könnte) geschätzt werden. Beispielsweise kann ein Chip einen Ruhestrom von 10 uA plus einen Strom von 0,1 mA / MHz (100 pC / Zyklus) aufweisen. Wenn ein solcher Chip mit 10 MHz betrieben wird, ergibt sich ein Strom von 1,01 mA. Wenn Sie es mit 1 MHz betreiben, erhalten Sie 0,11 mA. Ein Betrieb mit 100 kHz würde 0,02 mA ergeben. Läuft es bei 1Hz, ergibt es 0.0100001mA. Andererseits könnte der Chip einen Ruhestrom von 1 uA bieten. Allgemein, Wenn Sie in den Ruhemodus wechseln, werden Bereiche des Chips, die im Ruhemodus nichts Nützliches bewirken, vollständig abgeschaltet, wodurch eventuelle Leckströme in diesen Bereichen vermieden werden. In einigen Fällen wird auch die Spannung in Bereichen wie Registerdateien auf ein Niveau reduziert, in dem die Registerdateien ihren Inhalt enthalten können, aber nicht sehr schnell darauf zugreifen können (da auf sie überhaupt nicht zugegriffen werden kann, spielt die Zugriffsgeschwindigkeit keine Rolle). .

Einige ältere Mikroprozessoren, Mikrocontroller und andere Geräte hatten maximale Zeiten für hohe und / oder niedrige Takte. Solche Prozessoren verwendeten dynamische Logik, um Schaltungen einzusparen. Betrachten Sie als Beispiel für eine dynamische Logik ein Schieberegister: Ein typisches statisches Registerbit erfordert eine Zwei-Transistor-Schaltung, um den Wert zu halten, während ein dynamisches Registerbit den Wert am Gate eines Auslesetransistors hält. Ein zweiphasig getaktetes dynamisches Schieberegister kann im NMOS unter Verwendung von vier NFETs und zwei Widerständen pro Bit realisiert werden. Ein statisches Schieberegister würde acht NFETs und vier Widerstände pro Bit erfordern. Dynamische Logikansätze sind heute bei weitem nicht mehr so ​​verbreitet. In den 1970er Jahren war die Gatekapazität beträchtlich und konnte nicht beseitigt werden. Es gab also keinen besonderen Grund, davon keinen Gebrauch zu machen. Heute, Die Gatekapazität ist im Allgemeinen viel geringer, und die Chiphersteller versuchen aktiv, sie weiter zu reduzieren. Um die dynamische Logik zuverlässig arbeiten zu lassen, muss häufig bewusst gearbeitet werden, um die Gate-Kapazität zu erhöhen. In den meisten Fällen könnte die zusätzliche Chipfläche, die zum Erhöhen der Kapazität benötigt wird, genauso effektiv verwendet werden, um mehr Transistoren hinzuzufügen, um die Kapazität unnötig zu machen.

Ja, Sie können die Uhr vollständig stoppen und zu einem späteren Zeitpunkt ohne Folgen neu starten. Sie könnten sogar die Uhr durch einen Druckknopf ersetzen und Ihr Programm buchstäblich Schritt für Schritt durchgehen (Frequenz: ca. 0,1 Hz).

Die Leistung ist mit der Frequenz nahezu linear: Bei 10 MHz verbraucht der Mikrocontroller 10-mal so viel Leistung wie bei 1 MHz. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Verbrauch bei 0 Hz vollständig Null ist. Es gibt immer eine statische Ableitung, die jedoch sehr gering ist, normalerweise 1 uA oder weniger.

PS: Beachten Sie, dass der ADC eine minimale Betriebsfrequenz hat. Wenn die Frequenz zu niedrig ist, entlädt sich der Kondensator, über den die Spannung gemessen wird, zu stark und Ihre Messung ist falsch.

Als ich zu spät auf diese Frage kam, erinnerte sie mich an ein Projekt, das ich vor einiger Zeit gesehen hatte.

Es ist ein Fledermausdetektor, der einen PIC verwendet, der die meiste Zeit bei null Hz läuft, und der dann durch genau das Signal getaktet wird, das er erkennt.

http://www.micro-examples.com/public/microex-navig/doc/077-picobat.html