ZL11ARM. Uniwersalna płyta bazowa

Transkrypt

1 ZL11ARM Uniwersalna płyta bazowa dla modułów diparm ZL11ARM to uniwersalna płyta bazowa dla modułów diparm (np. ZL12ARM i ZL19ARM) z mikrokontrolerami wyposażonymi w rdzenie ARM produkowanymi przez różnych producentów. Jest ona wyposażona w wiele urządzeń peryferyjnych, a także możliwość wygodnego dołączenia dodatkowych peryferiów, jak choćby konwertera USB2RS232, pamięci i innych układów z interfejsami I2C, SPI, 1-Wire itp. ver. 1.0

2 2 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Podstawowe cechy i parametry zestawu płytka bazowa dla modułów diparm (np. ZL12ARM i ZL19ARM), złącze kart MMC, gniazdo USB z elementami pomocniczymi dla mikrokontrolerów AT91SAM7S, złącze interfejsu USB (dla modułu ZL1USB), złącze JTAG (ZL14PRG), 2 interfejsy RS232, głośnik piezoceramiczny, wzmacniacz audio o mocy 400 mw (z regulacją głośności), 4 diody LED, wyświetlacz LCD 2x16 znaków, 4 przyciski uniwersalne, przycisk ręcznego zerowania, termistor NTC dołączony do wejścia A/C, regulowane źródło napięcia odniesienia dla toru analogowego, potencjometryczny zadajnik napięcia wejściowego dla przetwornika A/C, możliwość zasilania z USB, linie I/O wyprowadzone na złącza szpilkowe, zasilanie VDC (dołączenie napięcia zasilającego jest sygnalizowane za pomocą diody LED).! diparm Podczas montażu modułu diparm w gnieździe płyty bazowej należy zwrócić uwagę, aby trójkątne znaczniki umieszczone na płytkach były ulokowane obok siebie! Odwrotne zamontowanie modułu może spowodować jego uszkodzenie. Wyposażenie standardowe Kod Opis ZL11ARM zmontowana i uruchomiona płyta ZL11ARM; BTC Korporacja Legionowo ul. Lwowska 5 tel.: (022) faks: (022) biuro@kamami.pl Zastrzegamy prawo do wprowadzania zmian bez uprzedzenia. Oferowane przez nas płytki drukowane mogą się różnić od prezentowanej w dokumentacji, przy czym zmianom nie ulegają jej właściwości użytkowe. BTC Korporacja gwarantuje zgodność produktu ze specyfikacją. BTC Korporacja nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody powstałe bezpośrednio lub pośrednio w wyniku użycia lub nieprawidłowego działania produktu. BTC Korporacja zastrzega sobie prawo do modyfikacji niniejszej dokumentacji bez uprzedzenia.

3 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 3 Spis treści Informacje podstawowe... 4 Konfiguracja zestawu... 6 Klawiatura... 7 Sterowanie wyświetlacza LCD... 8 Sterowanie diod LED... 9 Przetwornik piezoceramiczny Nastawnik napięcia Interfejs RS232 i konwerter UART2USB Wybór źródła zasilania Wzmacniacz audio Interfejs JTAG Interfejs MMC Źródło napięcia referencyjnego Jumpery do zastosowań specjalnych Złącza uniwersalne... 18

4 4 Informacje podstawowe ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Schemat blokowy zestawu ZL11ARM pokazano na rys. 1. Zestaw wyposażono w podstawowe peryferia, często stosowane w typowych systemach mikroprocesorowych, a także we wzmacniacz audio o regulowanej mocy wyjściowej oraz złącze karty MMC (zasilanej napięciem 3,3 V, pracującej w trybie SPI). Zestaw może być zasilany z zasilacza sieciowego o napięciu wyjściowym 9 12 VDC lub z komputera PC za pośrednictwem złącza USB (5 VDC). Schemat elektryczny zestawu (bez wzmacniacza audio, interfejsów komunikacyjnych, źródła napięcia referencyjnego i interfejsu MMC) pokazano na dwóch kolejnych rysunkach.! korzystano We wszystkich odwołaniach do linii I/O mikrokontrolerów zamontowanych na module diparm wynomenklaturę firmy Atmel, stosowaną dla mikrokontrolerów AT91SAM7S. Schemat blokowy zestawu ZL11ARM Schemat elektryczny zestawu ZL11ARM (część 1)

5 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 5 Schemat elektryczny zestawu ZL11ARM (część 2)

6 6 Konfiguracja zestawu ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Ze względu na dużą liczbę elementów peryferyjnych zastosowanych w zestawie ZL11ARM, przewidziano możliwość ich selektywnego dołączania do linii I/O mikrokontrolera zamontowanego na module diparm.

7 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 7 Klawiatura Klawiatura zastosowana w zestawie składa się z 4 przycisków, które mogą być dołączone bezpośrednio do wejść portów PA17 PA20 lub do wejścia analogowego AD7. O sposobie dołączenia klawiatury decyduje zworka JP18 (tab. 1).W pierwszym przypadku klawiatura zajmuje cztery linie I/O, w drugim zajęte jest tylko jedno wejście analogowe, a stan klawiatury jest określony przez napięcie podawane na wejście AD7. W cyfrowym trybie pracy przyciski S2 S5 są dołączane indywidualnie za pomocą zworek JP6 JP9 do linii portów PA17 PA20 (tab. 2). W przypadku skonfigurowania klawiatury jako analogowej wciśnięcie każdego z przycisków powoduje podanie na wejście AD7 przetwornika A/C napięcia zależnego od stosunku rezystancji, zgodnie z tab. 3. Napięcie podawane na wejście AD7 można obliczyć zgodnie ze wzorem: U AD7 =R Sx *3,3/(4,7+R Sx ), gdzie: R Sx wartość rezystora R16 R19, w zależności od wciśniętego przycisku (w [k<w>]), U AD7 napięcie na wejściu AD7 (w [V]) Przycisk S1 służy do ręcznego zerowania mikrokontrolera. Jest on na stałe dołączony do linii nrst mikrokontrolera zamontowanego na module diparm. Tab. 1. Wybór sposobu pracy klawiatury Tab. 3. Nominalne wartości napięć na wejściu AD7 po Pozycja Opis wciśnięciu przycisków S2 S5 1-2 Cyfrowa przyciski S2 S5 są dołączone poprzez zworki JP6 JP9 do linii PA17 PA20 Nominalna wartość napięcia Wciśnięty przycisk na wejściu AD7 [V] 2-3 Analogowa przyciski są dołączone poprzez dzielniki napięcia do linii AD7 Żaden 3,3 Tab. 2. Konfiguracje zworek służących do konfiguracji klawiatury S2 2,1 Przycisk/port Zworka Zwarte styki 1-2 (Off) Zwarte styki 2-3 (On) S3 1,95 S2/PA17 JP6 Odłączony Dołączony S4 1,65 S3/PA18 JP7 Odłączony Dołączony S5 1,36 S4/PA19 JP8 Odłączony Dołączony S5/PA20 JP9 Odłączony Dołączony Uwaga! W tablicy podano wartości teoretyczne. W praktyce napięcia mogą się różnić od podanych o +/ 10%.

8 8 Sterowanie wyświetlacza LCD ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Zestaw ZL11ARM może być opcjonalnie wyposażony w alfanumeryczny wyświetlacz LCD z wbudowanym sterownikiem HD44780 (złącze W1). Pracuje on w trybie 4-bitowym i jest dołączony do linii I/O mikrokontrolera zgodnie z tab. 4. Tab. 4. Przypisanie sygnałów sterownika LCD do portów mikrokontrolera Nazwa wyprowadzenia LCD Numer wyprowadzenia LCD Nazwa linii portu mikrokontrolera RS 4 PA26 RW 5 Zwarta do masy E 6 PA27 D4 11 PA28 D5 12 PA29 D6 13 PA30 D7 14 PA31

9 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 9 Sterowanie diod LED Diody LED zamontowane na płytce ZL11ARM są sterowane poprzez bufor U5, który dołącza je do linii PA0 PA3 zgodnie z tab. 5. Diody można odłączyć od portu mikrokontrolera za pomocą zworki JP23 (tab. 6). Tab. 5. Sposób dołączenia LED do portów mikrokontrolera Oznaczenie diody na płytce LED Linia portu mikrokontrolera LED0 D1 PA0 LED1 D2 PA1 LED2 D3 PA2 LED3 D4 PA3 Tab. 6. Sterowanie pracą bufora U5 zworka JP23 Pozycja Opis 1-2 LED dołączone do linii PA0 PA3 2-3 LED odłączone

10 10 Przetwornik piezoceramiczny ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Odtwarzanie dźwięków umożliwia przetwornik piezoceramiczny Gl2, który za pomocą zworki JP14 może być dołączany do linii PA15 (tab. 7). Tab. 7. Zworka JP14 służy do dołączania/odłączania przetwornika piezoceramicznego Pozycja Przetwornik Gl2 1-2 odłączony 2-3 dołączony do linii PA15 Nastawnik napięcia Zastosowany na płytce potencjometr P2 służy do podawania napięcia o wartości z zakresu 0 +3,3 V na wejście AD4 przetwornika A/C wbudowanego w mikrokontroler.

11 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 11 Interfejs RS232 i konwerter UART2USB Gniazdo Zl1 służy do dołączenia do współpracującego komputera interfejsu UART0 (w mikrokontrolerach AT91SAM7S) lub interfejsu szeregowego DBGU (za pomocą którego można m.in. programować pamięć Flash mikrokontrolera). Konfiguracje zworek dla UART0 pokazano w tab. 10. Interfejs UART1 (w mikrokontrolerach AT91SAM7S) można dołączyć do gniazda DB9 oznaczonego Zl2 lub do opcjonalnego konwertera ZL1USB, montowanego w gnieździe Zl3. Wyboru toru komunikacyjnego można dokonać za pomocą zworek JP4 i JP5 zgodnie z tab. 11. Dodatkowe informacje o interfejsie USB (ZL1USB) przystosowanym do zamontowania w zestawie! ZL11ARM można znaleźć w Internecie pod adresem: Interfejs ZL1USB jest dostępny w sklepie internetowym (?id=6698). Tab. 10. Konfiguracje interfejsu UART0 (mikrokontroler AT91SAM7S) Pozycja JP10 Pozycja JP11 Pozycja JP12 Pozycja JP13 COM RX TX Konfiguracja 1-2 (COM) 1-2 (COM) 1-2 (On) 1-2 (On) Aktywny UART0 2-3 (DBG) 2-3 (DBG) 1-2 (On) 1-2 (On) Aktywny DBGU 2-3 (Off) 2-3 (Off) U2 odłączony od linii mikrokontrolera Uwaga: Inne pozycje zworek zabronione! Tab. 11. Konfiguracje interfejsu UART1 (mikrokontroler AT91SAM7S) Pozycja JP4 TX Pozycja JP5 RX Konfiguracja 1-2 (USB) 1-2 (USB) Aktywny konwerter USB (Zl3) 2-3 (RS) 2-3 (RS) Aktywny RS232 (COM1)

12 12 Wybór źródła zasilania ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Zestaw może być zasilany napięciem o wartości 9 12 VDC z zewnętrznego zasilacza sieciowego lub z interfejsu USB dowolnego komputera PC. Do wyboru źródła służy zworka JP15 (tab. 8). Polaryzacja napięcia podawanego na złącze Zl6 nie jest istotna, wejście stabilizatorów jest zabezpieczone za pomocą mostka Graetz a. Tab. 8. Wybór źródła zasilania zworka JP15 Pozycja Zasilanie z 1-2 USB 2-3 zasilacza zewnętrznego

13 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 13 Wzmacniacz audio Standardowym wyposażeniem zestawu jest wzmacniacz mocy audio, na wejście którego jest podawany sygnał z portu PA23 mikrokontrolera. Potencjometr P1 służy do regulacji głośności, a zworka JP3 umożliwia dołączenie wejścia wzmacniacza do linii PA23 (tab. 9). Głośnik o impedancji większej lub równej 8 Ω należy dołączyć do styków oznaczonych SPK. Tab. 9. Dołączenie wejścia wzmacniacza do PA23 zworka JP3 Pozycja Wejście wzmacniacza 1-2 odłączone 2-3 dołączone do linii PA23

14 14 Interfejs JTAG ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Zestaw wyposażono w złącze JTAG (Zl7) umożliwiające dołączenie do mikrokontrolera specjalnego interfejsu umożliwiającego debugowanie pracy mikrokontrolera oraz programowanie pamięci Flash (jak np. ZL14PRG). Interfejs JTAG jest uaktywniany za pomocą zworki JP1 (tab. 12). Po zmianie położenia jumpera mikrokontroler musi zostać zrestartowany (np. za pomocą przycisku S1).! sem: Dodatkowe informacje o interfejsie-programatorze ZL14PRG można znaleźć w Internecie pod adrehttp:// Tab. 12. Konfiguracje interfejsu JTAG zworka JP1 Pozycja JTAG 1-2 wyłączony 2-3 aktywny

15 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 15 Interfejs MMC Interfejs karty MMC (MultiMedia Card) składa się z bufora U3, który jest uaktywniany za pomocą zworki JP16 (tab. 15). Należy pamiętać, że buforowana przez U3 linia danych DO karty MMC jest dołączona do linii I/O PA12 mikrokontrolera! W przypadku uaktywnienia bufora U3 linia ta musi być skonfigurowana jako wejściowa. Tab. 15. Aktywność interfejsu MMC zworka JP16 Pozycja 1-2 Bufor U3 aktywny (linia PA12 mikrokontrolera musi być skonfigurowana jako wejściowa!) 2-3 wyłączony Zworka JP17 umożliwia wybranie stanu logicznego na wejściu CS karty MMC (tab. 16). Tab. 16. Sterowanie wejściem CS karty MMC zworka JP17 Pozycja Stan CS zależy od stanu linii PA11 mikrokontrolera

16 16 Źródło napięcia referencyjnego ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Zestaw wyposażono w źródło regulowanego napięcia odniesienia dla toru przetwarzania A/C i C/A (U4 i elementy pomocnicze na rys. 3). Napięcie to jest podawane na styk EXT_VREF podstawki modułu diparm, a jego wartość można regulować za pomocą P3 (VREF) w zakresie 2,6 3,3 V.

17 ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm 17 Jumpery do zastosowań specjalnych Na płytce zastosowano dwa jumpery (JP2 i JP24) przeznaczone do zastosowań zależnych od typu mikrokontrolera zamontowanego na module diparm. Ich funkcje zostały szczegółowo opisane w dokumentacjach modułów przystosowanych do współpracy z płytką bazową ZL11ARM.

18 18 Złącza uniwersalne ZL11ARM uniwersalna płytka bazowa dla modułów diparm Linie I/O modułów diparm wyprowadzono na złącza szpilkowe JP20 i JP22. W zależności od typu modułu diparm oznaczenia styków są różne (poza przypisanymi na stałe dla interfejsu JTAG, sygnału zerującego i zasilania), dlatego na płytce ZL11ARM oznaczono je liczbami z sufiksami A i B. Przypisanie funkcji do wyprowadzeń mikrokontrolerów AT91SAM7S256 (stosowane z modułach ZL12ARM_7S256, oznaczanych także diparm_sam7s256) i AT91SAM7S64 (stosowane z modułach ZL12ARM_7S64, oznaczanych także diparm_sam7s64) pokazano na rysunku. Przypisanie funkcji do wyprowadzeń mikrokontrolerów AT91SAM7S256 (stosowane z modułach ZL12ARM-256, oznaczanych także diparm-sam7s256) i AT91SAM7S64 (stosowane z modułach ZL12ARM-64, oznaczanych także diparm-sam7s64)