AVREVB1. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. Zestawy uruchomieniowe

Transkrypt

1 AVREVB1 Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. 1

2 Zestaw AVREVB1 umożliwia szybkie zapoznanie się z bardzo popularną rodziną mikrokontrolerów AVR w obudowach 40-to wyprowadzeniowych DIP (układy ATMEGA16, ATMEGA32, ATMEGA644). Zawiera wszystkie najpotrzebniejsze i często wykorzystywane układy peryferyjne. Dzięki niemu zarówno początkujący jak i zaawansowani twórcy systemów opartych o mikrokontrolery szybko przetestują pisane przez siebie programy. Kompaktowe rozmiary oraz możliwość zasilania jak i programowania przy użyciu portu usb sprawia że jest to idealne rozwiązanie w podróży na uczelni czy w szkole.wygodne gumowe nóżki sprawiają że płytka nie przemieszcza się i nie rysuje biurka. Wyposażenie płytki : Mikrokontroler ATMEGA32 (ATMEGA16 lub ATMEGA644) z pamięcią Flash programowaną w systemie (ISP). Wgrany bootloader umożliwiający programowanie za pomocą interfejsu USB bez dedykowanego programatora. 32 linie I/O wyprowadzone na złącza szpilkowe typu goldpin Interfejs ISP KANDA Zasilanie ze złącza USB lub zewnętrznego zasilacza Wyprowadzone na złącza goldpin napięcie zasilające 5V oraz masa 2 kilobitowa pamięć EEPROM 24C02 Cyfrowy termometr z interfejsem 1-Wire DS18B20 Złącze z wyprowadzonym interfejsem 1Wire Zegar czasu rzeczywistego PCF8583 Koszyk baterii CR2032 do podtrzymania zegara RTC Układ ULN2003 (konfiguracja 2 wyjścia 500mA i 2 wyjścia 1A w układzie Open Colector) 2 potencjometry do zadawania sygnału napięciowego Odbiornik podczerwieni 36kHz TSOP4836 Buzer z generatorem Interfejs I2C Interfejs PS/2 5 przyciskowa klawiatura Przycisk reset 8 diod LED Cztero pozycyjny wyświetlacz 7-segmentowy LED ze wspolną anodą Wyświetlacz alfanumeryczny LCD 2x16 z kontrolerem HD44780 Dodatkowy tranzystor do regulacji intensywności podświetlania LCD Potencjometr ustawiania kontrastu wyświetlacza LCD Interfejs USB (FT232RL) Interfejs RS-485 z dołączanym terminatorem linii Interfejs karty SD-MMC 2

3 Spis treści Zasilanie...4 Mikrokontroler, konwerter USB/UART, gniazdo ISP...5 Wyświetlacz LED...7 Wyświetlacz LCD...8 Przyciski i diody LED...9 Zegar czasu rzeczywistego i pamięć EEPROM...10 Interfejs RS Tranzystory mocy...12 Gniazdo SD/MMC...13 Magistrala 1wire, czujnik temperatury, odbiornik podczerwieni i interfejs PS/ Wejścia analogowe i buzzer...15 Skład zestawu :

4 Zasilanie Zestaw AVREVB1 może być zasilany zarówno z portu USB komputera jak i zasilacza zewnętrznego. Aby zasilić układ z portu USB należy założyć zworkę VCC-USB (JP1). W przypadku zasilania płytki z zewnętrznego źródła należy zasilania podpiąć do złącza śrubowego PWR oraz wyjąć zworkę VCC-USB. Należy pamiętać, że maksymalny pobór prądu ze złącza USB wynosi 500mA i w przypadku większego prąd należy zasilać układ z zewnętrznego zasilacza o odpowiedniej wydajności prądowej. 4

5 Mikrokontroler, konwerter USB/UART, gniazdo ISP Zestaw AVREVB1 jest wyposażony w mikrokontroler ATMEGA32. Do mikrokontrolera został podłączony rezonator kwarcowy wraz z współpracującymi z nim kondensatorami. Układ resetu składa się z rezystora R25 i kondensatora C12. Resetu mikrokonotrolera dokonujemy poprzez wciśnięcie przycisku RESET. Układ FT232R jest konwerterem USB/UART. Układ po podłączeniu do komputera jest wykrywany jako wirtualny port szeregowy. Sterowniki do układu o ile nie zostaną zainstalowane automatycznie można pobrać ze strony producenta firmy FTDI. Układ FT232R jest bezpośrednio połączony z układem UART mikrokontrolera, istnieje możliwość jego odłączenia poprzez wylutowanie oporników R2 i R9. W każdym nowym zestawie do mikrokontrolera jest wgrany program bootloader-a któy umożliwia zaprogramowanie mikrokontrolera bez stosowania dedykowanego programatora. Do zaprogramowania mikrokontrolera potrzebny jest program Megaload.net który znajduje się na płycie dołączonej do zestawu. Szczegółowa instrukcja obsługi programu znajduje się na płycie Mikrokontroler można oczywiście zaprogramować korzystając ze złącza ISP. Kondensator C16 służy do automatycznego resetowania mikrokontrolera z programu sterującego w komputerze PC i standardowo nie jest montowany. 5

6 6

7 Wyświetlacz LED Zestaw jest wyposażony w cztery siedmiosegmentowe wyświetlacze LED z kropką dziesiętną. Zastosowane zostały wyświetlacze ze wspólną anodą. Katody przez oporniki ograniczające prąd segmentu zostały wyprowadzone na złącze kołkowe. Anody są sterowane przez cztery tranzystory, których bazy zostały wyprowadzone na złącze kołkowe. 7

8 Wyświetlacz LCD Na płytce zostało zainstalowane gniazdo wyświetlacza alfanumerycznego LCD zgodnego ze sterownikiem HD Do złącza zostały podłączone wszystkie wyprowadzenia niezbędne do uruchomienia wyświetlacza w trybie cztero bitowym (D4-D7, E, RS). Dodatkowo na złączu jest dostępny sygnał WR umożliwiający odczyt danych z wyświetlacza. Wyprowadzenie zostało podciągnięte do masy za pomocą rezystora R22 i w przypadku nie korzystania z odczytu pozostawiamy je niepodłączone. Po podłączeniu zasilania podświetlanie wyświetlacza jest włączone. Istnieje możliwość regulacji intensywności podświetlania za pomocą wyprowadzenia BL. Stanem aktywnym na wejściu BL jest stan niski (podświetlanie włączone). Podając sygnał PWM o wypełnieniu 0-100% regulujemy średni prąd podświetlania. Regulacji kontrastu wyświetlacza dokonujemy za pomocą potencjometru Contrast. 8

9 Przyciski i diody LED Na płytce umieszczono 5 przycisków typu micro switch. Przyciśnięcie przycisku powoduje zwarcie do masy jednej z linii wyprowadzonych na złącze kołkowe. Zestaw jest wyposażony także w 8 diod led wraz z opornikami ograniczającymi prąd. Anody diod zostały przyłączone do napięcia zasilającego natomiast katody wyprowadzono na złącze kołkowe. 9

10 Zegar czasu rzeczywistego i pamięć EEPROM Na płytce znajduje się zegar czasu rzeczywistego typu PCF8583 wraz z niezbędnymi elementami zewnętrznymi oraz pamięć szeregowa EEPROM 24C02. Oba układy są podłączone do magistrali I2C. Wyprowadzenia adresowe układów zegara i pamięci zostały tak podłączone aby nie występował konflikt adresów na magistrali I2C. Adresy bazowe dla zegara RTC : 0xA2 oraz pamięci EEPROM : 0xA0. Zarówno linia CLK jak i SDA magistrali zostały podciągnięte do dodatniego napięcia zasilania. Zegar RTC może być podtrzymywany bateryjnie, na płytce znajduje się gniazdo baterii litowej typu CR1220. Dodatkowo na wyjście kołkowe wyprowadzono wyjście INT układu PCF8583 umożliwiając wyzwalanie zewnętrznych układów od przerwania RTC. Do linii INT podłączono diodę LED sygnalizującą wystąpienie przerwania od zegara RTC. 10

11 Interfejs RS-485 Do naszej dyspozycji jest interfejs magistrali RS-485 MAX485. Linie transmisyjne oraz wyboru kierunku transmisji zostały wyprowadzone na złącze kołkowe natomiast linie danych A i B na złącze śrubowe typu ARK. 11

12 Tranzystory mocy Na płytce znajduje się układ scalony ULN2003 zawierający 7 tranzystorów darlingtona NPN. Jeden z nich został wykorzystany do sterowania buzzerem. Pozostałe zostały połączone w konfiguracji 4 wyjść : dwa o wydajności prądowej 500mA (pojedynczy tranzystor) O4 i O3 oraz w dwa wyjścia o wydajności prądowej 1A (dwa tranzystory połączone równolegle) O2 i O1. Wyjścia zostały wyprowadzone na złącze śrubowe typu ARK. Na złączu jest dostępna także masa układu. Dodatkowo wyprowadzono dodatnie napięcie zasilające układu (dostępne także na złączu zasilającym) pozwalające wykorzystać wewnętrzne diody zabezpieczające zawarte w strukturze układu ULN

13 Gniazdo SD/MMC Gniazdo kart SD/MMC pozwala na wykorzystanie w swojej aplikacji karty pamięci flash. Karta wymaga zasilania z napięcia 3.3V które jest uzyskiwane z wyjścia 3V3OUT układu FT232R. Dodatkowo na płytce zastosowano oporniki wyrównujące poziomy napięć między mikrokontrolerem a kartą pamięci (5V/3.3V). Wszystkie istotne sygnały zostały wyprowadzone na gniazdo kołkowe. 13

14 Magistrala 1wire, czujnik temperatury, odbiornik podczerwieni i interfejs PS/2 Na płytce umieszczono odbiornik zmodulowajej podczerwieni o częstotliwości 36kHz umożliwiający współpracę z popularnymi pilotami zdalnego sterowania. Do naszej dyspozycji jest także gniazdo PS/2 wraz z opornikami podciągającymi linię danych oraz zegarową, pozwalające na podłączenie myszki lub klawiatury komputerowej. Na płytce dostępne jest także gniazdo śrubowe z wyprowadzoną magistralą 1Wire dzięki czemu istnieje możliwość współpracy z wieloma ciekawymi układami wykorzystującymi ten sposób transmisji. Do magistrali podłączono czujnik temperatury DS18B20. Istnieje możliwość jego odłączenie poprzez wylutowanie opornika R28. 14

15 Wejścia analogowe i buzzer Zestaw wyposażono w dwa potencjometry pozwalające zadawać napięcie np. na wejścia przetworników A/C mikrokontrolera. Wyjścia napięciowe zostały podłączone do gniazda kołkowego, na które zostało wyprowadzone także napięcia odniesienia przetwornika A/C mikrokontrolera. Na płytce znajduje się także sygnalizator akustyczny z generatorem (buzzer). Buzzer jest sterowany wysokim poziomem logicznym poprzez jeden z tranzystorów zawartych w strukturze układu ULN

16 Skład zestawu : Zestaw AVREVB1 zawiera : Płytka AVREVB1 Wyświetlacz LCD 2x16 znaków Kabel USB A-B 1,8m 16