Instrukcja użytkownika

Transkrypt

1 MMmega0X Minimoduły dla ATmega 0/ REV. Instrukcja użytkownika Evalu ation Board s for, AVR, ST, PIC microcontrollers Sta- rter Kits Embedded Web Serve rs Prototyping Boards Minimodules for microcontrollers, etherdesigning Evaluation Boards for net controllers, RFID High Spe- ed In System programmers for AVR, PIC, ST microcontrollers Microprocesor systems, PCB, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embedded Web Servers Prototyping Boards minimodules for microcontrollers, ethernet controllers, RFID High Speed In Systems programmers for AVR, PIC, ST microcontrlollers Microprocesor systems, PCB designing Evaluation Bo- ards for `, AVR, ST, PIC microcontrollers Starter Kits Embe- dded Web Serwers Prototyping Boards Minimodules for microcontrollercontrollers, ethernet controllers, High Speed In System programmers for AVR, PIC, ST microco- Microprocesor R Many ideas one solution Systems, PCB Designing Evaluation Boards

2 Wstęp MMmega0 i MMmega0 są uniwersalnymi minimodułami dla mikrokontrolera ATmega 0/ firmy Atmel. Mikrokontroler ten jest dostępny w obudowie TQFP, która ze względu na zagęszczony układ wyprowadzeń utrudnia stosowanie go w układach prototypowych i amatorskich. My podjeliśmy próbę umieszczenia go na płytce o wymiarach x mm z układem wyprowadzeń pasującym do ogólnie dostępnych druków prototypowych. Dodatkowo dodaliśmy zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym, pamięć szeregową DataFlash o pojemności do Mb, układ monitorujący napięcie zasilania oraz złącze ISP (In-System Programming). Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera wyprowadziliśmy przy pomocy dwurzędowych złącz szpilkowych o rastrze 0,. Minimoduł ten nie jest jedynie adapterem, ale kompletną płytą główną dla Atmega0/. Wystarczy podłączyć napięcie zasilania, złącze ISP i możemy zacząć ładować kbajtów pamięci flash mikrokontrolera. Dzięki zintegrowaniu peryferii z mikrokontrolerem na jednej płytce, zastosowanie modułu może skrócić czas projektowania i ułatwić budowę systemów bazujących na mikrokontrolerach ATmega, eliminując konieczność projektowania obwodu drukowanego. Do modułu dostarczone jest oprogramowanie do komunikacji z wbudowanymi peryferiami. Cechy modułów Mikrokontroler ATmega0/ (L) () Zegar czasu rzeczywistego z magistralą I C lub SPI + podstawka pod baterię litową () Szeregowa pamięć DataFlash z magistralą SPI o pojemności do Mb () Złącze do programowania w systemie SPI z multiplekserem magistrali Układ resetu i kontroli napięcia zasilania DS lub DS) () Wszystkie porty i sygnały mikrokontrolera wyprowadzone po obu stronach płytki przy pomocy złącz szpilkowych o rastrze 0, Dodatkowy kwarc. khz dla wewnętrznego Timera/Licznika mikrokontrolera () Małe wymiary Przykładowe oprogramowanie w postaci funkcji języka C Uwagi: : W zależności o wersji minimodułu Dostępne wersje Układ dostępny jest w trzech podstawowych wersjach: MMmega00 - ATmega, MHz, kwarc.khz MMmega0 - ATmega, Mhz, DataFlash Mb, RTC I C PCF, podstawka pod baterię litową, kwarc.khz, zasilanie V DC MMmega0 - ATmega, Mhz, DataFlash Mb, RTC SPI DS0, podstawka pod baterię litową, kwarc.khz, zasilanie V DC

3 Możliwa jest również własna konfiguracja według następującego selektora: MMmega0r b f x v 0 - bez układu RTC - RTC I C PCF - RTC SPI DS0 0 - bez pamięci DataFlash - Mb DataFlash - Mb DataFlash - Mb DataFlash - Mb DataFlash - wersja V. - wersja.v 0 - bez podstawki pod baterie - podstawka pod baterie CR0. - Kwarc. Mhz - Kwarc Mhz - Kwarc Mhz - Kwarc Mhz,0 - Kwarc,0 Mhz - Kwarc Mhz Opis wyprowadzeń A PE0 (RxD) B /PEN A PE (TxD) Widok z góry B VBAT A PE (AC+) MMmega00 B A A PE (AC-) MMmega0 B A A PE (INT) MMmega0 B A PE (INT) B PF0 (ADC0) A PE (INT) B PF (ADC) A PE (INT) B PF (ADC) A PB0 (SS) B PF (ADC) A0 PB (SCK) B0 PF (ADC) A PB (MOSI) B PF (ADC) A PB (MISO) B PF (ADC) A PB (OC0) B PF (ADC) A PB (OCA) B PA0 (AD0) A PB (OCB) B PA (AD) A PB (OC) B PA (AD) A PD0 (INT0) B PA (AD) A PD (INT) B PA (AD) A PD (INT) B PA (AD) A0 PD (INT) B0 PA (AD) A PD (IC) B PA (AD&) A PD B ALE A PD (T) B PC (A) A PD (T) B PC (A) A XTAL-Out B PC (A) A RST B PC (A) A /RD B PC (A) A /WR B PC (A0) A PG B PC (A) A0 PG B0 PC0 (A) A B A B EFLASH MOSI LED RST SCK MISO ISP Header MMmega0 MMmega0 INT0 ERTC

4 Zasilanie minimodułów Moduł powinien być zasilany napięciem V DC, wyprowadzenia ( i ). W module wydzielono napięcie zasilania przetwornika ADC wyprowadzenie (A) i masę części analogowej wyprowadzenie (A). Napięcie referencyjne przetwornika ADC wyprowadzono na nóżkę (). W wypadku używania wewnętrznej baterii jej napięcie wyprowadzono na nóżkę (VBAT), natomiast gdy używane jest zewnętrzne źródło, jego napięcie powinno być również podane na nóżkę (VBAT)! Nie wolno jednocześnie używać wewnętrznego i zewnętrznego źródła napięcia podtrzymania! Pobór prądu przez moduł przy częstotliwości taktowania mikrokontrolera Mhz wynosi około 0mA. Dostępne są również wersje minimodułów na napięcie.v dla mikrokontrolerów ATmega0L/L. Reset Układ nadzoru napięcia zasilania DS/ uaktywnia sygnał mikrokontrolera jeżeli napięcie zasilania spadnie poniżej.v. Linia może być również przełączana z zewnątrz udostępniając tym samym możliwość zresetowania mikrokontrolera przez zewnętrzne elementy. Zewnętrzna aktywacja sygnału następuje po podaniu poziomu niskiego na linie wyprowadzenie (RST). Zegar czasu rzeczywistego Układ posiada wbudowany układ RTC (Real Time Clock) z podtrzymywaniem bateryjnym. W wersji MMmega0 wbudowano układ z magistralą I C PCF, natomiast w wersji MMmega0 z magistralą SPI DS0. Napięcie podtrzymania pobierane jest z bateryjki litowej (CR0) umieszczonej w podstawce lub zewnętrznego źródła poprzez wyprowadzenie (VBAT). W wersji z zegarem PCF linie SDA i SCL podłączone są bezpośrednio do wyprowadzeń (PD0 i PD) mikrokontrolera. Wyjście przerwania INT układu zegarowego zostało wyprowadzone na zewnątrz minimodułu poprzez nóżkę (INT0), pozwala to na jego połączenie z dowolnym wyprowadzeniem mikrokontrolera. Może ono być również podłączone wewnątrz minimodułu do portu PE mikrokontrolera poprzez zwarcie zworki J. W wersji z zegarem DS0 linie SDI, SDO, SCLK magistrali SPI połączono poprzez układ multipleksera HC0 z odpowiadającymi im sygnałami mikrokontrolera, pozwala to na odłączenie układu od magistrali w chwili programowania pamięci flash mikrokontrolera. Linia CE (Chip Enable) zegara została wyprowadzona na zewnątrz minimodułu poprzez nóżkę (ERTC), co pozwala na jej dowolne połączenie z wyprowadzeniami mikrokontrolera, możliwe jest również połączenie jej z portem PB mikrokontrolera poprzez zwarcie zworki J. Połączenie linii INT układu zegarowego jest identyczne jak w wersji z zegarem PCF. Pamięć szeregowa DataFlash Minimoduł posiada wbudowaną pamięć DataFlash o pojemności do Mb, w zależności od wersji minimodułu. Pamięć komunikuje się z mikrokontrolerem przy pomocy szybkiej magistrali SPI. Magistrala SPI pamięci została połączona poprzez układ multipleksera 0 z odpowiadającymi jej sygnałami mikrokontrolera. Linia CS (Chip Select) pamięci została wyprowadzona na zewnątrz minimodułu poprzez nóżkę (EFLASH), może ona być również

5 bezpośrednio połączona z portem PB mikrokontrolera poprzez zwarcie zworki J. W chwili obecnej produkowane są jedynie pamięci DataFlash o napięciu zasilania.v, z odpornością linii wejściowych na sygnał V. Napięcie zasilania pamięci.v uzyskano przy pomocy stabilizatora składającego się z trzech diod połączonych szeregowo. Złacze ISP Złącze ISP jest używane do programowania w systemie. Wszystkie sygnały interfejsu ISP zostały połączone z mikrokontrolerem przez multiplekser HC0, co pozwala na ich odłączenie od reszty modułu podczas operacji programowania. Eliminuje to możliwość przypadkowego zapisu do układu RTC, DataFlash, lub magistrali RS. Multiplekser sterowany jest sygnałem LED, podczas programowania musi on być połączony z poziomem niskim co sygnalizowane jest za pomocą diody LED (ISP). Złącze ISP jest kompatybilne z układem STK00, do programowania może być użyty programator ISPcable I lub ISPcable II produkowany przez naszą firmę lub dowolny programator posiadający wyprowadzenia w tym standardzie. Przykładowa aplikacja Wybór naszego minimodułu jest pierwszym krokiem dla projektów, które muszą być zrealizowane w krótkim czasie. Minimoduł może być użyty zarówno do prototypu eliminując konieczność projektowania obwodu drukowanego jak i do układu produkowanego seryjnie w postaci modułu, umieszczanego w układzie finalnym w postaci kanapki co zaoszczędzi miejsce na druku oraz ułatwi montaż eliminując lutowanie elementu w obudowie QFP. Aplikacja demonstruje jak w łatwy sposób można zbudować kompletny system mikroprocesorowy przy użyciu minimodułu oraz układu ewaluacyjnego EVB0. Zewnętrzny zasilacz Komputer PC Inne urządzenia z RS Przetwornica + na +/-V x RS Stabilizatory RTC ATmega Złącze ISP Pamięć RAM Uniwersalne złącze modułów LCD Wyświetlacz LCD DataFlash MMmega0X Dekoder adresów Karty rozszerzeń Karty rozszerzeń Żródło napięcia Gotowe Karty rozszeżeń Optoizolowane wejscia wyjscia Cyfrowe Karta przetworników ADC i DAC Karta Sieciowa Karta modemowa Karty prototypowe Ethernet Internet Sieć telefoniczna Przetworniki wielkości fizycznych Czujniki zblirzeniowe Elementy wykonawcze Karty rozszerzeń itp. Porty mikrokontrolera x LED x Microswitch Buzzer

6 Oscylator Moduły z mikrokontrolerami ATmega dostarczane z programowo ustawionym trybem pracy kontrolera z wewnętrznym oscylatorem RC o częstotliwości MHz. Przełączenie na zewnętrzny oscylator kwarcowy, dokonuję się poprzez ustawienie odpowiednich fuse bitów. Oprogramowanie Wraz z minimodułem dostarczane jest oprogramowanie w języku C w postaci bibliotek funkcji realizujących komunikację z wbudowanymi peryferiami. Najnowsza wersja oprogramowania i dane katalogowe wbudowanych peryferii minimodułu dostępne są na naszej stronie Wymiary Wymiary podano w milsach. mils /000 cala 00milsów =,mm (raster standardowy) Rozmiszczenie elementów MMmega00/0/0 MMmega0 MMmega0 Widok z góry Widok z dołu Widok z dołu

7 Schemat X MHz SI SCLK RST CS WP SO U ATD0/SOIC 0 JP ISP Header RESET 0 XTAL XTAL A A PC0/A PC/A PC/A0 PC/A PC/A PC/A 0 PC/A PC/A PD0/INT0 PD/INT PD/INT PD/INT PD/IC PD 0 PD/T PD/T PB0/SS 0 PB/SCK PB/MOSI PB/MISO PB/OC0/PWM0 PB/OCA/PWMA PB/OCB/PWMB PB/OC/PWM PA0/AD0 PA/AD 0 PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PA/AD PF/ADC PF/ADC PF/ADC PF/ADC PF/ADC PF/ADC PF/ADC 0 PF0/ADC0 ALE RD WR TOSC TOSC PEN PE0/PDI/RxD PE/PDO/TxD PE/AC+ PE/AC- PE/INT PE/INT PE/INT PE/INT U ATmega0 ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC0 ADC A PA PA PD PD PD PD0 PD PD PD PD PA PA PA PA /RD ALE PC PC PC PC PC PC PC PA /WR PC0 /PEN PE0 PE PE PE PE PE PB0 PB PB PB PB PE PB PB PE OSC PB A X0 X Y0 Y Z0 Z INH A B 0 C VEE X Y Z U HC0 R k R k PB PB PB C 00n C 00n JP JP PE PB PE PE PE PE PE PE PE0 PB0 PB PB PB PB PB PB PD PD PD PD0 PD PD PD PD PA0 PA PA PA PA /RD ALE PC PC PC PC PC PC PC PA /WR PC0 ADC ADC ADC ADC ADC ADC ADC0 ADC PA PA PA0 /PEN X k OSC BT BATTERY C n R k D ISP LED OSCI OSCO A0 VSS VDD INT SCL SDA U PCF D N D N X, KHz C 00n INT0 EFLASH EFLASH C 0p INT0 R 0k C p C p + C 0uF RST U DS- PG PG PG PG PB PE D N D N D N C 00n R k R k PD0 PD DIGITAL A ANALOG A VBAT VBAT MMmaga0/0 minimodules for ATmega TQFP Sheet of support@propox.com HEADER A HEADER B EFLASH ERTC SCLK IF SERMODE CE SDI 0 VBAT 0 INT0 INT PF SDO X X U DS0E X k PB PB PB ERTC PE PB MMmega0 MMmega0 MMmega0 MMmega0 J J J J Title: Size: File: Rev: Date: R Many ideas one solution