Akai Kaba あかいかば. mikroprocesorowa makieta dydaktyczna

Transkrypt

1 kai Kaba あかいかば mikroprocesorowa makieta dydaktyczna

2 Makieta kai Kaba (czyt. akaj kaba) czyli zerwony Hipopotam jest uniwersalnym narzędziem zaprojektowanym w celu wspomagania zarówno procesu dydaktycznego w nauce programowania róŝnych rodzin mikrokontrolerów i układów programowalnych jak i jako platforma pomocna we wczesnej fazie opracowywania prostych jak i zaawansowanych projektów opartych o wspomniane układy. Makieta jest bogato wyposaŝona w rozmaite analogowe i cyfrowe peryferia tak aby moŝliwie maksymalnie wykorzystać potencjał układu sterującego (mikrokontrolera lub układu logicznego). Wszystkie układy integrują się w jedną całość z wymiennymi modułami a przy tym mogą stanowić odrębną całość przez odłączenie ich od układu sterującego. Przez zastosowanie dodatkowych połączeń przewodowych lub w postaci zworek istnieje moŝliwość połączenia poszczególnych bloków a nawet wykorzystania ich z innymi urządzeniami. Wymienne moduły sterujące pozwalają na dostosowanie projektu do potrzeb oraz na podąŝanie za postępującą techniką (np. wymiana na nowo opracowany mikrokontroler) przy zachowaniu minimalnych kosztów, gdyŝ większość platformy pozostaje bez zmian. Moduły zostały zaprojektowane w taki sposób aby przy ich wymianie nie zachodziła potrzeba jakichkolwiek zmian w płytce bazowej w postaci innej konfiguracji zworek itp. Wymiana modułu niezaleŝnie czy na taki z mikrokontrolerem lub układem programowalnym z tej samej lub zupełnie innej rodziny nie pociąga za sobą konieczności zmian jakichkolwiek ustawień sprzętowych, a wszystkie peryferia są od razu połączone w sposób optymalny do układu sterującego. Złącza: - Port X/X xpin. Wyprowadzenie portów zgrupowanych po bitów i dodatkowo masy i zasilania V. - wire pin. Wyprowadzenie interfejsu -wire, masy i zasilania. - I pin. Wyprowadzenie interfejsu I, masy i zasilania. - SPI pin. Wyprowadzenie interfejsu SPI, masy i zasilania. Pin SS nie jest połączony z linią S w złączu karty S/MM. - Vout pin. Wyprowadzenie napięcia V i V oraz masy. - external power pwr jack.mm. Złącze zasilacza zewnętrznego -V. - L pin. Gniazdo alfanumerycznego wyświetlacza L x znaków. - US US. Złącze interfejsu US w trybie device. oprowadzenie zasilania z P. - RS 9. Złącze Ŝeńskie interfejsu RS z liniami RX, TX, RTS, TS i. - ard S/MM. Złącze kart S lub MM z wyrzutnikiem. - audio in jack.mm. Wejście liniowe audio. Wpięcie wtyku odłącza przedwzmacniacz mikrofonowy. - audio out jack.mm. Wyjście mocy audio do W. Wpięcie wtyku odłącza głośniczek. - at R0. Koszyk na baterię litową V typu R0. Podtrzymuje RT i moŝe dostarczać napięcia odniesienia lub napięcia zasilania do wybranych modułów. - md x x0pin. Złącze modułu z mikroprocesorem lub innym układem sterującym. Zworki: - L_backlight pin. WłoŜenie zworki włącza podświetlenie wyświetlacza L. - T_ON pin. WłoŜenie zworki włącza kropkę na wyświetlaczu LE is. - T_ON pin. WłoŜenie zworki włącza kropkę na wyświetlaczu LE is. - IS_ON pin. WłoŜenie zworki włącza wyświetlacza LE. - amp max_gain pin. WłoŜenie zworki zwiększa maksymalne wzmocnienie wyjściowego wzmacniacza mocy audio z x do 0x.

3 - ->amp pin. WłoŜenie zworki dołącza wyjściowy wzmacniacz audio do wyjścia modułu. - amp-> pin. WłoŜenie zworki dołącza przedwzmacniacz wejściowy audio do wejścia 0 modułu. - LE_ON pin. WłoŜenie zworki pozwala na uŝycie diod LE. - SW_ON xpin. Zworki na poszczególnych parach pinów od - do - dołączają linie portu /F modułu do diod LE, wyświetlaczy LE i przycisków s-. Złącze umoŝliwia takŝe połączenie kablowe wymienionych elementów do innego portu w wypadku zarezerwowania portu /F do innych zadań (np. JTG). - IRE_ON pin. WłoŜenie zworki dołącza odbiornik podczerwieni do modułu. - RT_int/RT_kout pin. ZaleŜnie od połoŝenia zworki (- lub -) do wejścia przerwania modułu dołączania jest jedna ze specjalnych nóŝek układu RT tj. wyjście przerwania lub sygnału zegarowego. - RT_ON xpin. WłoŜenie zworek na piny - i - (jak na opisie graficznym) dołącza RT do magistrali I modułu. - S0_ON pin. WłoŜenie zworki dołącza cyfrowy czujnik temperatury do magistrali wire modułu. - LM_ON pin. WłoŜenie zworki dołącza analogowy czujnik temperatury do wejścia modułu. - RST_ON pin. WłoŜenie zworki powoduje zresetowanie modułu. - RS9-V pin. ZaleŜnie od połoŝenia zworki (- lub -) na pinie nr 9 złącza RS pojawi się napięcie V lub V. Funkcja jest przydatna przy dołączaniu urządzeń typu moduł bluetooth itp. Z moŝliwością zasilania przez złącze 9. - RX-TX xpin. ZaleŜnie od połoŝenia zworek uzyskuje się róŝną konfigurację podłączenia złącza RS i US. Łącząc pary - i - dołączamy interfejs US poprzez konwerter do interfejsu URT modułu. Łącząc pary - i - dołączamy interfejs RS poprzez konwerter napięć do interfejsu URT modułu. Łącząc pary - i - uzyskujemy mostek pomiędzy interfejsami US i RS. Zworki konfigurują podstawowe linie tj. RX i TX. - RTS-TS xpin. Zworki konfigurowane są identycznie jak RX-TX z tą róŝnicą, Ŝe dotyczą linii kontroli przepływu RTS i TS. Wszystkie zworki mogą słuŝyć takŝe jako punkty podłączenia kablowego do róŝnych miejsc układu. Inne elementy: - s-s przycisk. wanaście przycisków współdzielących linie 0- portu /F z wyświetlaczem is i diodami LE-. Przyciski dołączone są przez specjalną matrycę logiczną dzięki czemu na liniach portu pojawia się w postaci ro bitowej numer naciśnietego przycisku od do. JeŜeli uruchomione są wyświetlacze LE numer przycisku od 0 do 9 pojawi się takŝe na wyświetlaczu is a wspomniana liczba na diodach LE- (o ile są one uruchomione). Ze względu na współdzielone linie z układami wyjścia chcąc korzystać jednocześnie z przycisków i np. diod LE naleŝy przełączać kierunek portu urządzenia sterującego (mikrokontrolera). UWG!! Ze względów bezpieczeństwa aby nie przeciąŝyć układu sterującego zbyt duŝym prądem nie naleŝy doprowadzać do sytuacji, w której port układu ustawiony jest na wyjście i jest w stanie niskim w czasie gdy naciskamy przycisk. Sytuacja taka mogłaby zajść np. w przypadku chęci zapalenia wybranych diod LE a zgaszenia innych. W takim przypadku o wiele korzystniejszym jest sterowanie rejestrem zmiany kierunku zamiast samym rejestrem wyjściowym portu. W momencie ustawienia pinu na wyjście powinna pojawiać się na nim logiczna jedynka () tym samym

4 zapalając diodę LE. Kiedy pin zostanie przestawiony na wejście, rezystor pull-down wymuszą stan niski i dioda pozostanie zgaszona a naciśnięcie przycisku spowoduje przepływ jedynie niewielkiego prądu przez wspomniany rezystor. W tym momencie moŝna takŝe odczytać stan przycisku. Przez szybkie przełączanie kierunku dzięki bezwładności oka ludzkiego moŝna skorzystać zarówno z przycisków jak i diod LE czy teŝ wyświetlaczy siedmiosegmentowych. - is wyświetlacz LE. Wyświetlacz siedmiosegmentowy LE sterowany z linii 0- portu /F za pośrednictwem dekodera. zięki dekoderowi liczba ro bitowa pojawiająca się na liniach portu jest zamieniana na sygnały dla odpowiednich segmentów wyświetlacza. Linie współdzielone są z przyciskami s- i diodami -. - is wyświetlacz LE. Sterowany identycznie do is z tym, Ŝe z linii - portu. Linie te są współdzielone z diodami LE-. - LE- dioda LE. iody LE dołączone do linii 0- portu /F. - U odbiornik podczerwieni. Odbiornik modulowanego khz sygnału w paśmie podczerwieni. MoŜe słuŝyć np. do odbierania sygnałów z pilota. - U układ RT. Zegar czasu rzeczywistego z dedykowanym kwarcem i podtrzymywaniem bateryjnym komunikujący się z modułem po magistrali I. - U9 LM. nalogowy czujnik temperatury, na którego wyjściu napięcie zmienia się o 0mV na kaŝdy º. W temperaturze 0º napięcie na jego wyjściu wynosi 0V. - U0 S0. yfrowy czujnik temperatury komunikujący się z modułem po magistrali wire. - LE i LE. iody sygnalizujące transmisję po interfejsie US (dla określonego działania wymagane jest zaprogramowanie układu FT). - LE9 i 0 LE. iody sygnalizujące transmisję po interfejsie URT. - LE LE. ioda sygnalizująca obecność napięcia zasilania. - mic mikrofon. Mikrofon elektretowy dołączony do trójstopniowego przedwzmacniacza. - Speaker głośniczek. Głośnik mylarowy o mocy 0.W dołączony do wyjścia wzmacniacza mocy. - PR potencjometr. Potencjometr regulacji kontrastu wyświetlacza L. - PR potencjometr. Potencjometr regulujący wzmocnienie wyjściowego wzmacniacza audio. - PR potencjometr. Potencjometr regulujący wzmocnienie wejściowego przedwzmacniacza audio. - reset przycisk. Przycisk resetujący moduł.

5 Zasilanie zewnêtrzne L x znaków G³oœniczek 0.W US / zasilanie Wyprowadzenie napiêæ V i V RS nalogowy i cyfrowy czujnik temperatury SPI S/MM Modu³ u bit GPIO - udio I/O x przycisk Mikrofon Wyœwietlacz mio segmentowy x LE bit GPIO Odbiornik podczerwieni wire RT I bit GPIO

6 ->amp amp max_gain R 0k ->amp - => amp connected to mic +V +V R9 0k 9 00n R0 k 0n +V R 0R R 0R R 00k 00n max gain +V ~x 0x PR 0k Gain = 0x amp_ U LM 0u 0 U 0n Vin STPSL0U LMM- VS YP GIN GIN Gain = 0x ass boost = d R k R 00k STPSL0U 0u 00n R 0k 00p Gain = 0x U LM Vbus n audio in PR 0k 0u n R 0R 0n LS R R k R audio out 00k +V U Gain = 0x LM 00p kai Kaba R 0R amp-> V KI K 0 +V U9 LMZ +VS VOUT 00n 0u amp-> - => audio input connected to 0 LM_ON S MOSI SK 00n MISO U LM LM_ON - => temp sensor connected to S0_ON wire S0_ON - => S0 connected to wire bus ard S M LK T R k U0 S0 Q PK MM 0u Vbat N N 0 p at V 00n X k U PF Vdd SL S OSI OSO INT Vss LKO R R R 0k 0k 0k Hz RT_ON - & - => RT I bus connected RT_ON RT_int SL S Hz-INT Hz-LKO RT_int n 9 0u Vs OUT R 00R +V U TSOP Title R0 0k T N00 IRE_ON ired IRE_ON - => ired receiver connected to MU Size Number Revision ate: Sheet of File: E:\Elektronika\..\kai Kaba peryferia v SHO rawn y:

7 US VUS - + Vbus K 0n +V 9 0u 00n +V 00n 0 9 U FTRL IO TX RX RTS USM TS USP TR SR RESET RI OSI US0 OSO US VOUT US US US TEST 9 0 RX TX RX-TX TS RTS RTS-TS 00n 00n TS RX0 RTS TX9 MU-RS U MXSE + 00n - V+ + 00n - RX-TX - - V- RTS-TS - - MU-US US-RS n RS9-V J 9 +V Pin9 +V +V 9 Ŝeńskie 0 RS9-V - - P (męskie) R T TR SR RTS TS 9 RI R k R k LE0 LE9 LE LE R9 k R k Title Size Number Revision ate: Sheet of File: E:\Elektronika\..\kai Kaba US_RS v. rawn SHO y:

8 s s s s s s s s s9 s0 s s s s w s w w w s w9 w0 w w +V PR 0k L_backlight L +V V kntr VL VL L_backlight - => L backlight ON s 9 T 0 T T RS RW EN RS RW EN x Liquid rystal isplay w w w w w9 w w s T w w0 T w w T 9 N s U H I V L is Red- PH 9 0 a a s 0 9 b b s c c s T_ON d d s e e f f g g P R 0R T w w T w s R 0k s s s s w0 T w9 w T w IS_ON U I L PH IS_ON - => seg LE isplays enable H V a b c d e f g is Red- 9 0 a 0 9 b c d e f g P 0 N T_ON R 0R LE LE LE LE LE LE LE LE R k R k R k R k R k R k R k R k SW_ON -(...) => LE/Switch enable T()_ON - => ot ON Title Size s s s s sw sw sw sw Number U Y Y Y Y Y Y Y Y V L_ON - => LEs enable OE OE MHTW LE_ON 0 SW_ON Header X sw sw sw sw Revision ate: Sheet of File: E:\Elektronika\..\kai Kaba led_lcd_switch v. rawn y:.sho 9 9 s s s s s s s s s s s s R 0k R9 0k R0 0k R 0k R 0k R 0k R 0k R 0k R 0k

9 md I SPI wire wk wk wk M M M S SL SS SK MOSI MISO wire U SR RST S SK SS TS TX ired S Vbat RS PF.0 PF. PF. PF. EN kai Kaba module reset 0b9b bb bb bb bb 0b9b bb bb bb bb 0b9b bb bb bb bb 0b 9b b b b b b b b b RST_ON - => MU reset reset RST_ON reset MOSI MISO RTS RX wire SL Hz 0 RW PF. PF. PF. PF. P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. PE.0 PE. PE. PE. sw PF.0 sw PF. sw PF. sw PF. sw PF. sw PF. sw PF. sw PF. 0a 9a a a a a a a a a 0a 9a a a a a a a a a 0a 9a a a a a a a a a 0a 9a a a a a a a a a P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. PE. PE. PE. PE. Vout Header +V R9 k LE P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. P.0 P. P. P. PE.0 PE. PE. PE. PF.0 PF. PF. PF. P 9 0 P 9 0 P 9 0 P 9 0 PE 9 0 PF 9 0 P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. P. PE. PE. PE. PE. PF. PF. PF. PF. znacznik znacznik znacznik Vbus +V STPSL0U external power PWR. RUEF090 F ZW0-V 00n Vin U L0T IN OUT 0u 0u STPSL0U 00n 00n U LFT IN OUT 0u 0 0u 00n STPSL0U Title Size Number Revision ate: Sheet of File: E:\Elektronika\..\kai Kaba zasilanie_złącza rawn v SHO y: