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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TWI: Quartz notwendig?


Autor: Georg (Gast)
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Hallo,

bei der Kommunikation über UART sind ja Quarze für das präzise Timing 
notwendig. Trifft das auch für TWI zu? Ich plane zwei Mikrocontroller 
alle 10 ms nur ein paar Byte (< 8) übertragen zu lassen, also die 
Datenrate ist ja nicht so dramatisch. Kann ich dafür noch den internen 
Oszillator verwenden?

Gruß, Georg

Autor: G4st (Gast)
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Ja, da TWI Synchron (mit Taktsignal) arbeitet.

Autor: Georg (Gast)
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Stimmt, ich habs vergessen, der Master liefert ja den Takt gleich mit.

Danke!!!

Autor: Mike Dupo (hero2992)
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Hallo...
Ich arbeite mit dem My AVR MK2 Board
ich besitze einen TWI PORTExpander und eine TWI Echtzeituhr, welche ich 
für mein project benötige...

Ich brauche aber einen Kompletten Port der Direkt vom ATMega 8 kommt...

Um Port B gebrauchen zu können muss ich mir aber erst sicher sein das 
ich den 3,868400 raus nehmen kann... Ich benötige eigentlich keine 
wahnsinnige Schnelligkein, jedoch brauche ich die serielle schnitstelle 
mit einer BAUD rate von 9600...

Reicht da der Interne 1Mhz Quarz? oder gibt es im seriellen bereich zu 
grosse fehler? PortD Kann ich nicht benutzen da ich die LCD Anzeige 
brauche und Port C kann ich nicht benutzen da ich den TWI brauche 
(PC4+5)

>> Ist es möglich die LCD Anzeige über den Port B Laufen zu lassen?

ann mir jemand Helfen? Ich danke vielmals.

Autor: Flo (Gast)
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Also serielle Übertragung ohne Quarz kannste vergessen, der interne ist 
zu ungenau (abhängig von Temperatur, Versorgungsspannung).

Das mit dem Display auf den anderen Port zu schieben würde prinzipiell 
gehen, aber du wirst wahrscheinlich das passende MyAVR-LCD-Modul 
verwenden und das müsstest du komplett ummodeln.

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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Mike Dupo schrieb:
> Ich benötige eigentlich keine
> wahnsinnige Schnelligkein,
> [...]
>
> Reicht da der Interne 1Mhz Quarz?

Wenn du so eine wahnsinnige Schnelligkeit brauchst, warum nimmst du da 
nicht wenigstens den internen 8Mhz Takt.

Uart mit 9600Baud sollte auch ohne Quarz funktionieren.

Edit:
Hab zumindest noch nie Probleme damit gehabt.
(Für debug-Ausgaben bei Zimmertemperatur)

Edit:

bei 8Mhz, hat er immerhin über 800 Takte Zeit das Bit zu treffen.
So falsch kann der Quarz gar nicht gehen.

Autor: Mike Dupo (hero2992)
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Vlad Tepesch schrieb:
> Wenn du so eine wahnsinnige Schnelligkeit brauchst, warum nimmst du da
> nicht wenigstens den internen 8Mhz Takt.

Ich brauche "keine" wahnsinnige schnelligkeit, nur die Baud rate macht 
mir sorgen, ich sende 10 mal die Stunde eine Adresse von 15 Zeichen 
dadurch... mehr nicht.

Ich dachte immer der interne Quartz hat nur 1 Mhz...

Oder irre ich mich da???

Autor: avr (Gast)
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Mike Dupo schrieb:
> Ich dachte immer der interne Quartz hat nur 1 Mhz...

Da kein Quarz im Atmel drin ist kann der keine 1 MHz haben!

Es ist ein Oszillator mit z.B. 8 MHz und bei Auslieferung
gesetzter Fuse CLKDIV die durch 8 teilt.

Näheres im Datenblatt !

avr

Autor: JoergL (Gast)
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Sag mal, TWI ist doch die Atmel-Bezeichnung für I2C.
Da wird doch der Takt auf der Clock-Leitung mitgeliefert,
einer ist Master,
der andere ist Slave.
Ich würde erwarten, daß das auch per RC-Oszillator geht.

HTH,
Joerg

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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geht, völlig problemlos. Lass dich nicht irre machen.

Autor: Jean Player (fubu1000)
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Vlad Tepesch schrieb:
> bei 8Mhz, hat er immerhin über 800 Takte Zeit das Bit zu treffen.
> So falsch kann der Quarz gar nicht gehen.

Das glaubst du vielleicht. Besser nochmal Datenblatt lesen
---> 7,3 bis 8,1 Mhz ist der ab werk kalibriert.

Ich würde das OSCCAL – Oscillator Calibration Register nutzen, da 
kriegste ne bessere Genauigkeit hin. Dann klappts auch sicher mit der 
USART, ohne Fehler.
Für TWI ist die Genauigkeit egal, da ja wie oben schon erwähnt durch den 
Master Clock das Signal synchronisiert wird.

Gruß

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Vlad Tepesch schrieb:
>
> Uart mit 9600Baud sollte auch ohne Quarz funktionieren.
>
> Edit:
> Hab zumindest noch nie Probleme damit gehabt.
> (Für debug-Ausgaben bei Zimmertemperatur)

Vermutlich wird deine Zimmertemperatur nicht allzuweit von den 
Bedingungen bei der Werkskalibrierung (25 Grad) abweichen. Die Spannung 
hat zwischen 3V (Werkskalibrierung) und 5V eher wenig Einfluss auf die 
Frequenz (siehe Datenblatt). Unter diesen Bedingungen wird die 
Abweichung dann in der Regel deutlich kleiner als die erlaubten 10% 
sein, weswegen das dann noch hinhaut (für reine Debug-Ausgaben ist das 
ja auch OK, man darf sich nur nicht beschweren, wenn es mit einem 
einzelnen Exemplar mal nicht funktioniert).

> bei 8Mhz, hat er immerhin über 800 Takte Zeit das Bit zu treffen.
> So falsch kann der Quarz gar nicht gehen.

So einfach ist das nicht. Der Pegel auf dem USART-RX-Pin wird immer in 
bestimmten Zeitfenstern eingelesen. Diese Fenster liegen zwar >800 Takte 
auseinander, die Zeitfenster sind aber trotzdem nur verhältnismässig 
wenige Takte gross (genaugenommen dürften die sich eigentlich nicht 
unterscheiden, egal ob der Prozessor nun mit 1 oder mit 8 MHz läuft, der 
USART läuft schliesslich in beiden Fällen mit dem gleichen Takt, nur der 
Teiler zum Systemtakt ist ein anderer). Ausserdem gibt es auch noch die 
Senderichtung, wo der Zeitpunkt, an dem der Empfänger (PC) den Pegel 
einliest, nicht beeinflussbar ist.

Erschwerend kommt hinzu, dass der RC-Oszillator ja nicht wild hin- und 
herschwankt, sondern relativ gleichförmig "falsch" geht, weshalb sich 
die Abweichung auch nicht rausmittelt. Dementsprechend summieren sich 
die Abweichungen schnell auf, nach nur 10 Bits (Start, 8x Daten, Stop) 
kann das schon eine komplette Bitdauer sein (10%*10 = 100%)! Unter 
diesen Bedingungen kann von einer sauberen Übertragung keine Rede mehr 
sein.

Wenn man den internen Oszillator selbst nachkalibriert (vielleicht mit 
Hilfe der TWI-RTC), kann man 1% Genauigkeit hinbekommen, damit kann man 
dann auch RS232 machen. Bei relativ grossen Intervallen (die Rede war ja 
von 10x pro Stunde, also ca. alle 6 Minuten) könnte man auch jeweils 
immer direkt vor einer Übertragung eine Kalibrierung vornehmen, um 
schwankende Umgebungstemperaturen auszugleichen. Je nach Wichtigkeit der 
Daten aber trotzdem noch ein Protokoll mit Checksummen drüberlegen, um 
Übertragungsfehler abzufangen!

Zum Problem vom Anfang des Threads: Warum ist denn überhaupt unbedingt 
ein kompletter Port am Stück notwendig? So aufwendig (auch im Sinne von 
Prozessortakten) ist es nun auch wieder nicht, den 8 Bit-Wert für die 
Ausgabe am Schluss auf zwei IO-Ports aufzuteilen (z.B. Bits 0-5 auf 
PB0-PB5 und Bits 6 und 7 auf PC0 und PC1, dann ist das schnell erledigt: 
PORTB = (PORTB&0xC0)|(tmp&0x3f); PORTC = (PORTC&0xFC)|(tmp>>6);, ggf. 
noch mittels cli(), sei() Interrupt-fest machen). Einlesen geht sogar 
noch schneller, falls es Inputs werden sollen. Wenn die zusätzlichen 
Takte ein Problem sein sollten, kann man immer noch einen schnelleren 
Quarz nehmen, 3,8 MHz ist ja noch weit von den Limits des AVR entfernt.

Andreas

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Andreas Ferber schrieb:
>
> Vermutlich wird deine Zimmertemperatur nicht allzuweit von den
> Bedingungen bei der Werkskalibrierung (25 Grad) abweichen. Die Spannung
> hat zwischen 3V (Werkskalibrierung) und 5V eher wenig Einfluss auf die
> Frequenz (siehe Datenblatt). Unter diesen Bedingungen wird die
> Abweichung dann in der Regel deutlich kleiner als die erlaubten 10%
> sein, weswegen das dann noch hinhaut (für reine Debug-Ausgaben ist das
> ja auch OK, man darf sich nur nicht beschweren, wenn es mit einem
> einzelnen Exemplar mal nicht funktioniert).

Ups, falsches Datenblatt (ATmega88) erwischt. Beim ATmega8 ist die 
Frequenz deutlich stärker von Vcc abhängig, und Angaben zu den 
Bedingungen bei der Werkskalibrierung konnte ich auf die schnelle keine 
finden.

Andreas

Autor: Thomas Burkhart (escamoteur)
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Hallo,

zur ursprüngleichen Frage zurück. TWI / I2C ist eine Synchrone 
Datenübertragung. Solange Du die Minimalabständer der Zustandsänderungen 
der einzelnen Signale zueinaner einhälst, ist das Timing ziemlich 
unwichtig.

Gruß
Tom

Autor: Vlad Tepesch (vlad_tepesch)
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@Andreas Ferber
Danke für die ausführliche Erklärung!
Hatte ich wohl bisher immer Glück, aber wie gesagt, ich hatte den AVR 
nicht unter extremen Umweltbedingungen betrieben

Autor: Mike Dupo (hero2992)
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Hallo, auch ich sag danke für die lehrreichen worte...

ich möchte nur eine Tastenfeldabfrage machen und da ich in Bascom 
programmiere, kam mir der befehl getadc gelegen. ich dachte so könnte 
ich mir as leben vereinfachen, scheint dann aber nicht so zu sein.. dann 
werde ich die abfrage doch anders programmieren müssen.

MFG Hero

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