AVR brd II P³yta ewaluacyjna z ATmega8

Transkrypt

1 AVR brd II P³yta ewaluacyjna z ATmega8 Wstêp: AVR brd II jest modu³em uruchomieniowym, opartym o popularny mikrokontroler ATmega8 z rodziny AVR. Na p³ycie znajduj¹ siê powszechnie u ywane modu³y, których wszystkie koñcówki wyprowadzone zosta³y na z³¹cze peryferii. Takie rozwi¹zanie umo liwia u ytkownikowi szybk¹ implementacjê w³asnego pomys³u, bez koniecznoœci projektowania nowej p³ytki. Opisy znajduj¹ce siê na p³ytce s¹ bardzo intuicyjne, co umo liwia u ytkowanie modu³u bez koniecznoœci zagl¹dania w dokumentacjê. Na p³ycie znajduj¹ siê najbardziej znane i najchêtniej u ywane modu³y, takie jak: diody LED, wyœwietlacz LCD, przyciski, potencjometr, zegarek RTC (komunikacja IC), interfejs RS-, przekaÿnik, z³¹cza urz¹dzeñ -WIRE. AVR brd II jest zestawem stworzonym z myœl¹ o osobach, które stawiaj¹ pierwsze kroki w œwiecie elektroniki oraz mikrokontrolerów. Dziêki modu³owi maj¹ mo liwoœæ poznania podstawowych w³aœciwoœci tego typu uk³adów oraz naukê programowania procesora z ca³y czas popularnej rodziny AVR. U ytkownikami AVR brd II mog¹ byæ równie osoby ju korzystaj¹ce z mikrokontrolerów z rodziny AVR. Modu³ umo liwia bowiem ³atw¹ implementacjê uk³adu mikroprocesorowego w³asnego pomys³u, bez koniecznoœci wykonywania druków PCB. AVR brd II daje równie mo liwoœæ przetestowania w³asnych rozwi¹zañ przed wykonaniem docelowego uk³adu mikroprocesorowego. Modu³ mo e znaleÿæ zastosowanie w pracowniach laboratoryjnych firm, a tak e uczelni. Wyposa enie AVR brd II mo e zostaæ wykorzystane przy tworzeniu nowych urz¹dzeñ bêd¹cych czêœci¹ projektu lub pracy dyplomowej.

2 Spis treœci: Rozmieszczenie elementów na p³ycie AVR brd II Budowa p³yty AVR brd II Zasilanie Z³¹cze ISP KANDA RS -WIRE Potencjometr ADC Przyciski Diody LED Zegar czasu rzeczywistego RTC 8 Wyœwietlacz LCD 8 PrzekaŸnik 9 Przycisk RESET 9 Mikrokontroler ATmega8 0 Z³¹cze wyprowadzeñ mikrokontrolera 0 Z³¹cze peryferii ATmega8 - rozmieszczenie portów Schemat Kontakt

3 Rozmieszczenie elementów na p³ycie AVR brd I: Rys.. Rozmieszczenie elementów na p³ycie AVR brd II. Opis: - Dioda sygnalizuj¹ca zasilanie - Z³¹cze peryferii: mikroprze³¹czniki, LCD, RTC, RS-, LED, przekaÿnik, -WIRE, ADC - Z³¹cze z wyprowadzeniami mikrokontrolera Z³¹cze zasilania: +V, - Zegar czasu rzeczywistego RTC (IC) - Z³¹cze RTC: RTC*,. - Kwarc zegarkowy,8 khz - Mikrokontroler ATmega8 8 - Kwarc MHz 9 - Przycisk RESET 0 - Diody LED - Z³¹cze zasilania USB - Z³¹cze zasilania DC-JACK - Potencjometr: CTR (od kontrastu LCD) - Wyœwietlacz LCD - Z³¹cze RS - Z³¹cza -WIRE (a - z³¹cze, b - z³¹cze ) - Potencjometr ADC 8 - PrzekaŸnik 9 - Z³¹cze przekaÿnika 0 - Z³¹cze programowania ISP KANDA - Przyciski: SW, SW, SW, SW AVR brd II -

4 Budowa p³yty AVR brd II: Zasilacz Z³¹cze zasilania (DC JACK / USB) Mikrokontroler ATmega8 (*) Przycisk RESET Z³¹cze z wyprowadzeniami wszystkich peryferii p³ytki Z³¹cze z wyprowadzeniami mikrokontrolera Z³¹cze programowania ISP KANDA Port RS Z³¹cza urz¹dzeñ -WIRE (*) Zegarek RTC (IC) (*) Wyœwietlacz LCD x (*) diody LED przyciski Potencjometr PrzekaŸnik (*) - wpinany w podstawke DIP8 (*) - szerzej - patrz -WIRE (*) - standardowo montowany uk³ad Ds0 (*) - tylko z³¹cze eñskie x pin AVR brd II -

5 Zasilanie: P³yta AVR brd II mo e byæ zasilana na dwa sposoby: Z zewnêtrznego zasilacza o napiêciu 9 - V DC lub - V AC. Zasilacz powinien posiadaæ standardowy wtyk o œrednicy bolca,mm, który nale y pod³¹czyæ do gniazda DC JACK (pozycja na rysunku ). W przypadku zasilania napiêciem DC polaryzacja nie jest istotna. Wykorzystuj¹c z³¹cze USB. Przy wyborze zasilania z magistrali USB nale y pamiêtaæ o ograniczeniu pr¹dowym do 00mA. Zasilanie uk³adu jest sygnalizowane diod¹ LED (pozycja na rysunku ). Na p³ycie AVR brd II znajduj¹ siê dodatkowe wyprowadzenia zasilania: +V oraz, odpowiednio oznaczone: + i - (pozycja na rysunku ). Z³¹cza zosta³y odpowiednio opisane. Uwaga: P³yta AVR brd II nie mo e byæ zasilana z obu Ÿróde³ jednoczeœnie. Rys.. Zasilanie. Z³¹cze programowania ISP KANDA: Na p³ycie AVR brd I znajduje siê standardowe, 0-pinowe z³¹cze (x pinów) ISP KANDA (Pozycja 0 na rysunku ). Z³¹cze ISP KANDA umo liwia pracê z wszystkimi programatorami mikrokontrolerów z rodziny AVR, m.in. AVR prog I, AVR prog II. SYGNA Y: MOSI,MISO,SCK RST NC OPIS: sygna³y magistrali SPI reset uk³adu docelowego nie pod³¹czony napiêcie uk³adu docelowego masa uk³adu docelowego Rys.. Z³¹cze ISP KANDA. Tab.. Opis wyprowadzeñ. AVR brd II -

6 RS : Na p³ycie AVR brd II znajduje siê port do transmisji szeregowej RS- ze standardowym, eñskim z³¹czem typu DB-9 (pozycja na rysunku ). Linie TXD, RXD portu zosta³y wyprowadzone na z³¹cze peryferii (pozycja na rysunku ) i odpowiednio opisane: TXD, RXD. Rys.. RS. -WIRE: P³yta AVR brd II zosta³a wyposa ona w dwa -pinowe z³¹cza mêskie: z³¹cze - pozycja a, z³¹cze - pozycja b na rysunku ) umo liwiaj¹ce pod³¹czenie bezpoœrednio dwóch dowolnych urz¹dzeñ -WIRE. Piny obu z³¹cz zosta³y odpowiednio opisane (+ zasilanie +V, D - linia magistrali -WIRE, - ). Rezystor podci¹gaj¹cy R zapewnia poziom wysoki na magistrali -WIRE. Urz¹dzenia -WIRE, w zale noœci od typu, mog¹ byæ zasilane za pomoc¹ niezale nego obwodu lub pobieraæ energiê niezbêdn¹ do pracy z magistrali danych -WIRE. W zwi¹zku z tym faktem u ytkownik, poprzez prost¹ ingerencjê w budowê modu³u AVR brd II, mo e pod³¹czyæ urz¹dzenia -WIRE z dowoln¹ konfiguracj¹. Wlutowanie odpowiednio rezystorów R przy z³¹czu i R8 przy z³¹czu (obudowa SMD 080) spowoduje po³¹czenie linii + z³¹cza -WIRE z napiêciem +V modu³u. Natomiast wlutowanie odpowiednio rezystora R przy z³¹czu i R przy z³¹czu (tak e obudowa SMD 080) spowoduje po³¹czenie tej samej linii + z³¹cza z mas¹ modu³u. Przed modyfikacj¹ uk³adu nale y zapoznaæ siê z not¹ katalogow¹ danych urz¹dzeñ -WIRE. Magistrala -WIRE zosta³a wyprowadzona na z³¹cze peryferii (pozycja na rysunku ) i odpowiednio opisana: -W. UWAGA: Standardowo rezystory R, R8, R, R nie s¹ wlutowywane, co umo liwia bezpoœrednie pod³¹czenie np. dwóch czujników temperatury firmy Dallas/Maxim (z serii 8xx) z koñcówk¹ PAR. Do modu³u do³¹czamy dwa -pinowe z³¹cza eñskie, które (po samodzielnym monta u przewodu) umo liwiaj¹ estetyczne i bardzo wygodne po³¹czenie danych urz¹dzeñ -WIRE z modu³em AVR brd II. Rys.. -WIRE. Rys.. Konfiguracja -WIRE (dó³ p³yty). AVR brd II -

7 Potencjometr ADC: Na p³ycie AVR brd II znajduje siê potencjometr ADC (pozycja na rysunku ). Umo liwia on regulacjê napiêcia w zakresie 0 - V. Potencjometr mo e byæ wykorzystywany do symulacji uk³adów z wyjœciem analogowym. Linia potencjometru zosta³a wyprowadzona na z³¹cze peryferii (pozycja na rysunku ) oraz odpowiednio opisana: ADC. Rys.. Potencjometr ADC. Przyciski: P³yta AVR brd II posiada cztery mikroprze³¹czniki: SW, SW, SW, SW (pozycja na rysunku ). Wyprowadzenia przycisków znajduj¹ siê na z³¹czu peryferii (pozycja na rysunku ), gdzie zosta³y równie odpowiednio opisane: SW, SW, SW, SW. UWAGA: Przyciski nie maj¹ podci¹gania sprzêtowego. Rys. 8. Przyciski. Diody LED: Na p³ycie AVR brd II znajduj¹ siê diody LED: LD, LD, LD, LD (pozycja 0 na rysunku ). Diody stanowi¹ najprostszy interfejs miêdzy u ytkownikiem a systemem mikroprocesorowym. Wyprowadzenia diod znajduj¹ siê na z³¹czu peryferii (pozycja na rysunku ), gdzie s¹ odpowiednio opisane: LD, LD, LD, LD. Zapalenie diody odbywa siê poprzez podanie stanu niskiego na odpowiedni¹ linie procesora. Rys. 9. Diody LED. AVR brd II -

8 Zegar czasu rzeczywistego RTC: Na p³ycie AVR brd II znajduje siê zegar czasu rzeczywistego RTC ( pozycja na rysunku ), komunikuj¹cy siê z mikrokontrolerem po szynie IC. P³yta AVR brd II umo liwia zastosowanie jako zegara czasu rzeczywistego opcjonalnie jednego z uk³adów: DS lub DS0, oba firmy Dallas/Maxim. Dodatkowo na p³ycie AVR brd I znajduje siê z³¹cze z liniami RTC* oraz (pozycja na rysunku ). Linia jest wyprowadzeniem masy modu³u. Natomiast linia RTC*, w zale noœci od uk³adu, pe³ni nastêpuj¹ce funkcje. W przypadku uk³adu DS0 u ywana jest jako linia dodatniego zasilania, umo liwiaj¹ca, razem z lini¹, podpiêcie baterii (szerzej - nota katalogowa uk³adu). W przypadku uk³adu DS jest to dodatkowa linia przerwania (szerzej - nota katalogowa uk³adu). Wyprowadzenia zegara RTC znajduj¹ siê na z³¹czu peryferii (pozycja na rysunku ), gdzie s¹ odpowiednio opisane: INT, SCL, SDA. UWAGA: Standardowo na p³ycie AVR brd I jest montowany uk³ad DS0. Rys. 0. Zegar czasu rzeczywistego RTC. Wyœwietlacz LCD: P³yta AVR brd II umo liwia pod³¹czenie wyœwietlacza LCD x znaków (pozycja na rysunku ) ze standardowym kontrolerem HD80. Poniewa na z³¹cze zosta³a wyprowadzona tylko starsza czêœæ magistrali wyœwietlacza, musi on pracowaæ w trybie czterobitowym. Linie RS, E, D, D, D, D oraz LGT zosta³y wyprowadzone na z³¹cze peryferii (pozycja na rysunku ) i tak samo opisane. Linia LGT umo liwia sterowanie podœwietleniem z poziomu mikrokontrolera (wystawienie poziomu wysokiego na tej linii spowoduje podœwietlenie wyœwietlacza). Mo na równie ustawiæ podœwietlenie na sta³e poprzez po³¹czenie linii LGT do zasilania modu³u. AVR brd II posiada dodatkowo potencjometr do ustawiania kontrastu: CTR (pozycja na rysunku ). UWAGA: Na samym module montowane jest tylko -pinowe (jednorzêdowe) z³¹cze eñskie, umo liwiaj¹ce pod³¹czenie wyœwietlacza. Sam wyœwietlacz LCD x z podœwietleniem jest dodatkow¹ pozycj¹, któr¹ mo na u nas dokupiæ. Rys.. Wyœwietlacz LCD. AVR brd II - 8

9 PrzekaŸnik: Na p³ycie AVR brd II znajduje siê przekaÿnik z serii JZC-F ( pozycja 8 na rysunku ) Wyprowadzenie przekaÿnika znajduje siê na z³¹czu peryferii (pozycja na rysunku ), gdzie jest odpowiednio opisane: PR. Z³¹cze przekaÿnika zosta³o odpowiednio opisane na rysunku (pozycja 9): - NO - C - NC W celu w³¹czenia przekaÿnika na liniê PR nale y podaæ stan niski. UWAGA: Przed pod³¹czeniem nale y sprawdziæ napiêcie oraz obci¹ alnoœæ do³¹czanego urz¹dzenia, czy nie przekracza parametrów podanych w nocie przekaÿnika. Pod³¹czenie do styków przekaÿnika napiêcia powy ej V grozi pora eniem. Nie odpowiadamy za jakiekolwiek szkody wyrz¹dzone podczas u ywania p³yty testowej AVR brd II. Rys.. PrzekaŸnik. Przycisk RESET: P³yta AVR brd II zosta³a wyposa ona w dodatkowy przycisk zeruj¹cy - RESET (pozycja 9 na rysunku ). Wciœniêcie przycisku wymusza niski poziom na koñcówce RESET mikrokontrolera. Rys.. Przycisk RESET. AVR brd II - 9

10 Mikrokontroler Atmega8: Pozycja na rysunku. Cechy mikrokontrolera ATmega8 zosta³y przedstawione w tabeli. P³yta AVR brd II jest wyposa ona dodatkowo w rezonator kwarcowy MHz (pozycja 8 na rysunku ). PROCESOR FLASH SRAM EEPROM PERYFERIA ATMEGA 8 8 KB KB B -x 8-bitowe liczniki -x -bitowy licznik -Wewnêtrzny zegar -Komparator analogowy -x kana³y PWM -Interfejs SPI -Interfejs TWI -Interfejs USART -Programowalny licznik WATCHDOG z zintegrowanym oscylatorem --cio kana³owy 0-cio bitowy przetwornik ADC NAPIÊCIE ZASILANIA CZÊSTOTLIWOŒÆ TAKTOWANIA.V -.V 0 - Mhz Tab.. Cechy mikrokontrolera. UWAGA: Mikrokontroler w obudowie DIP8 wpinany jest w 8-pinow¹ podstawkê. Daje to mo liwoœæ jego ³atwej i szybkiej wymiany, bez koniecznoœci u ywania dodatkowych narzêdzi. Z³¹cze wyprowadzeñ mikrokontrolera: Na p³ycie AVR brd II wyprowadzenia mikrokontrolera zosta³y rozmieszczone na jednorzêdowym, 0- pinowym z³¹czu mêskim (pozycja na rysunku ). Wszystkie linie wyprowadzeñ zosta³y odpowiednio opisane, tak jak przedstawia to rysunek. Rys.. Z³¹cze wyprowadzeñ mikrokontrolera. AVR brd II - 0

11 Z³¹cze peryferii: P³yta AVR brd I zosta³a wyposa ona w jednorzêdowe z³¹cze peryferii (pozycja na rysunku ). Sygna³y obs³uguj¹ce wszystkie modu³y na p³ycie zosta³y wyprowadzone w³aœnie na to z³¹cze. Dziêki takiemu u³o eniu z³¹cza p³yta AVR brd I zyska³a na funkcjonalnoœci oraz przejrzystoœci. Z³¹cze dodatkowo zosta³o przedstawione na rysunku. Opisy: - wyprowadzenia przycisków - wyprowadzenia LCD - wyprowadzenia zegarka RTC - wyprowadzenia RS - wyprowadzenia diod LED - wyprowadzenie przekaÿnika - wyprowadzenie -WIRE 8 - wyprowadzenie ADC Rys.. Z³¹cze peryferii. Atmega8 - rozmieszczenie portów: Rys.. ATmega8. AVR brd II -

12 AVR brd II - *RTC + + USB B VI VO IC 8 9 X C C C C R LED SV R R R R R0 R H Q CONTRAST RS R/W E D0 D 8 D 9 D 0 D D D D LED_K LED_A DISP D+ D- VBUS X C C C C C LED LED LED LED R R R9 R S S S S Q R R R8 JP PB(SCK) 9 PB(XTAL/TOSC) 0 PB(XTAL/TOSC) 9 8 A AREF A 0 PB(MISO) 8 PB(MOSI/OC) PB(SS/OCB) PB(OCA) PB0(ICP) PD(AIN) PD(AIN0) PD(T) PD(XCK/T0) PD(INT) PD(INT0) PD(TXD) PD0(RXD) PC(ADC/SCL) 8 PC(ADC/SDA) PC(ADC) PC(ADC) PC(ADC) PC0(ADC0) PC(/RESET) IC L C8 C C8 Q C0 C9 S C R0 SV K NC NO C K D Q R9 R X- X- X- R SV C SV PIN J DC_JACK_ C C+ C- C+ C- TIN TIN 0 ROUT ROUT 9 V+ V- TOUT TOUT RIN RIN 8 ICG$ ICP X X VBAT SDA SCL SQW/OUT 8 IC SV R8 R SV C SCL SCL SDA SDA TXD TXD RXD RXD -WIRE -WIRE RS RS E E D D D D D D D D LED LED LED LED LED LED LED LED SW SW SW SW SW SW SW SW RTC_I RTC_I RST RST RST PC0 PC0 PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC PD0 PD0 PD PD PD PD PD PD PD PD PD PD PD PD PD PD PB0 PB0 PB PB PB PB PB PB PB PB PB PB PB PB PB PRZEK PRZEK ADC ADC LGT LGT NC LM80 00n 00n 0R green 0R 0R K 00R R LCD Hole BC8 JMD 00n 00n 00n 00n 00n 0R 0R 0R 0R.8kHz K K K ATMEGA8 00n 00n 00n MHZ p p 00n 0k CQ BC8 00R 0K 00n MA- 00n MAX DS0 0R 0R 00n

13 Kontakt: www: Data modyfikacji: AVR brd II -