Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATXMega256A3U

Transkrypt

1 PROJEKTY Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATXMegaAU Moduł umożliwia szybką realizację projektów przy użyciu bogato wyposażonego mikrokontrolera ATXMegaAU firmy Atmel. Jest on ciekawą alternatywą dla procesorów z rdzeniem ARM. W module jest możliwe zastosowanie mikrokontrolerów z rodziny ATXMega-AU o różnych wielkościach pamięci programu oraz z bliźniaczej rodziny XMegaABU mikrokontrolera wyposażonego w przełącznik zasilania awaryjnego. Rekomendacje: minimoduł z mikroprocesorem XMegaAU dla pasjonatów płytek stykowych i nie tylko. Zestaw uruchomieniowy STK_XMegaAU razem z płytką bazową umożliwia praktyczne przetestowanie współpracy mikrokontrolera z typowymi peryferiami, tj. enkoderem, modułami komunikacyjnymi XBee, wejściami analogowymi, kartą pamięci SD oraz sterownikiem silnika prądu stałego. Schemat ideowy modułu STK_XMegaAU pokazano na rysunku. Sercem modułu jest mikrokontroler U typu ATXmegaAU. Moduł umożliwia wykorzystanie oscylatora XT oraz zegara czasu rzeczywistego taktowanego za pomocą XT. Z modułów funkcjonalnych mikrokontrolera wykorzystano interfejs (PD, dodatkowe materiały na ftp: ftp://ep.com.pl user:, pass: hhcxxtt W ofercie AVT* AVT- A Podstawowe informacje: Mikrokontroler ATXMega zasilany napięciem, V. Programowanie za pomocą AVRStudio. Kompletny zestaw składa się z dwóch płytek: z mikrokontrolerem i bazowej. Zasilanie płytki z mikrokontrolerem:, V DC. Zasilanie płytki bazowej: V DC. Projekty pokrewne na FTP: (wymienione artykuły są w całości dostępne na FTP) AVT- Kieszonkowa płytka prototypowa (EP /0) AVT- Płytka uruchomieniowa z mikrokontrolerem Precision (EP /0) AVT- STMduino kompatybilna z Arduino płytka z STMF0CT (EP /0) AVT- ZEAVR Płytka ewaluacyjna dla mikrokontrolerów Atmega i Atmega (EP /0) * Uwaga: Zestawy AVT mogą występować w następujących wersjach: AVT xxxx UK to zaprogramowany układ. Tylko i wyłącznie. Bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A płytka drukowana PCB (lub płytki drukowane, jeśli w opisie wyraźnie zaznaczono), bez elementów dodatkowych. AVT xxxx A+ płytka drukowana i zaprogramowany układ (czyli połączenie wersji A i wersji UK) bez elementów dodatkowych. AVT xxxx B płytka drukowana (lub płytki) oraz komplet elementów wymieniony w załączniku pdf AVT xxxx C to nic innego jak zmontowany zestaw B, czyli elementy wlutowane w PCB. Należy mieć na uwadze, że o ile nie zaznaczono wyraźnie w opisie, zestaw ten nie ma obudowy ani elementów dodatkowych, które nie zostały wymienione w załączniku pdf AVT xxxx CD oprogramowanie (nieczęsto spotykana wersja, lecz jeśli występuje, to niezbędne oprogramowanie można ściągnąć, klikając w link umieszczony w opisie kitu) Nie każdy zestaw AVT występuje we wszystkich wersjach! Każda wersja ma załączony ten sam plik pdf! Podczas składania zamówienia upewnij się, którą wersję zamawiasz! (UK, A, A+, B lub C). PD), którego zabezpieczenie stanowi układ U. Na złącza RS/IC (zgodne z Arduino i minimodułami I C opisywanymi w EP) wyprowadzone są sygnały interfejsów szeregowego (PE, PE) oraz I C (PE0, PE). Programowanie układu jest możliwe przez złącze ISP programatorem AVRISP MKII w trybie PDI. Możliwe jest także wykorzystanie bootloadera. Do wprowadzenia w tryb programowania służy przycisk DFU, dioda PE umożliwia monitorowanie jego aktywności. Moduł ma zamontowane: przycisk zerowania RST, diodę świecącą PWR sygnalizująca załączenie zasilania oraz stabilizator U dostarczający, V do zasilania mikrokontrolera. Dławik L i kondensator C filtrują zasilanie części analogowej. Moduł może być zasilany z po zwarciu wyprowadzeń J i J0 lub z zewnętrznego zasilacza + V, dołączonego bezpośrednio do wyprowadzeń J-/. Złącze ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA /0

2 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA /0 Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATXMegaAU ABU PC PC PC PC PC PC PC PB PA PA PA PA PB PA PB PB PB PB PB PDDP PDDN V0 PF PF PETO PEDFU PETO PE0 PDDP PERXD0 PE PETXD0 PE PD PD PD PD PD PDDN PC PC PC PC PC PC PC PA PA A PRXT PR0XT RESPDICK PF PF PFBAT PF PF PERXD0 PETXD0 PE PE0 TXD RXD A PA PA PA PA PA PA PA V0 V V PD PD PD PD PD RESPDICK PF PF PF PF PF PF PF PB PB PB PB PB PB PB PF AU A + BAT RST ISP ISP 0 LCD RV k 0% 0 0 J 0 0 J C0 0.uF C 0.uF C 0.uF C 0uF L 0uH C 0uF C 0uF ADJ VI U LM- PWR IC RS PE C pf C pf XT MHz C pf C pf XT Hz DFU SN0D NC NC B A U PA PA PA PA PA PB PB PB 0 PB PB PB PB PC PC PC 0 PC PC PC PC PD PD PD 0 PD PD PD PD PE0 PE PE PE 0 PE PE PE PE PF PF PF 0 PF PF PF PF!RST/PDICK PR0 PR 0 A PA PA ATXMEGAAU U VBUS D D+ ID SG R 00k R k R 00k R k R k R 00k R R R R R k Rysunek. Schemat ideowy modułu z mikrokontrolerem ATXMegaAU

3 PROJEKTY LCD umożliwia dołączenie wyświetlacza zgodnego z HD0 w trybie czterobitowym (przystosowanego do współpracy z układami, V). Potencjometr RV służy do regulowania kontrastu. Jeżeli nie korzystamy z wyświetlacza, potencjometr może być użyty jako zadajnik analogowy, a pozostałe piny dowolnie. Porty PA, PB, PC, PF wyprowadzone są na złącza SIP zgodne z rozstawem z płytkami prototypowymi. Złącze BAT w przypadku wykorzystania procesorów xau powinno być zwarte w pozycji, z wyprowadzonym pinem PF na złącze J, w mikrokontrolerach xabu służy do przyłączenia baterii podtrzymującej RTC (pomiędzy wyprowadzenia (+)/( )). Należy pamiętać, że w przeciwieństwie do wcześniejszych procesorów AVR, peryferie mikrokontrolerów ATXmega są konfigurowalne, podobnie jak w układach programowalnych i należy zadbać, aby je odpowiednio przypisać do wyprowadzeń (w przypadku modułu porty:, IC, RS). Rysunek. Schemat montażowy modułu z mikrokontrolerem ATXMegaAU Rysunek. Prawidłowo zainicjowany moduł Xmega Rysunek. Poprawnie zidentyfikowany moduł ATXMega Rysunek. Program Flip i ATXmega Montaż i uruchomienie Zmontowanie modułu nie wymaga uwag jego schemat montażowy pokazano na rysunku. Poprawnie zmontowany moduł jest gotowy do pracy i po prawidłowej detekcji przez AVRStudio (programator AVRISP II, tryb PDI) jest możliwe jego oprogramowanie. Na rysunku pokazano prawidłowo zainicjowany moduł modelowy z wlutowanym ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA /0

4 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA /0 O O DAC DAC0 PA PA PA PA PA PA PA OC0A OC0B S0 M M STB OC0D OC0C V V0 PA PA PA PA PA PA PA DAC0 DAC E E S S TEMP POT SCK MISO MOSI SS TXD0 RXD0 OC0D STB O M M O E S0 E S S TEMP POT OC0C OC0B OC0A SS MOSI SCK MISO RXD0 TXD0 nres RSSI MTR C 0uF C 0.uF IC 0 AI JA 0 0 J JA 0 0 J C 0.uF CE 0uF/V TB PWM STBY O O P P 0 P P P P O O IN IN 0 U C 0.uF C0 0.uF C 0.uF C 0uF XBEE DOUT DIN/nCFG DIO nres RSSI/PWM0 PWM NC ndtr/slprq/di 0 AD/DIO ncts/dio ON/nSLEEP VREF ASS/AD/DIO nrts/ad/dio AD/DIO AD/DIO AD/DIO 0 AD0/DIO0 RM RES LD RSSI usd C 0.uF LD LED LD LED LD LED C 0.uF RV k 0% OUT TS LM S S EC ENC C nf C nf R 0R R k R k R k R k R k + Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATXMegaAU Rysunek. Schemat ideowy płytki bazowej

5 PROJEKTY Wykaz elementów Moduł z mikrokontrolerem Rezystory: (SMD 00) R,R: V R, R, R: 00 kv R R, R: kv RV: kv (potencjometr SMD TS) Kondensatory: (SMD 00) C C: 0 mf C C: pf C C0: 0, mf Półprzewodniki: PE, PWR: dioda LED SMD 00 U: ATXMegaAU (TQFP) U: SN0DBV (SOT--) U: LM- (SOT-) Inne: BAT: złącze SIP + zwora DFU, RST: DTSML mikroprzełącznik SMD ISP: złącze IDC J, J: złącze SIP0 L: 0 mh (dławik SMD 0 ma) LCD: złącze IDC0 RS, I C: złącze SIP : złącze Micro ESB000Z XT: MHz (HC SMD) XT: Hz (kwarc zegarkowy SMD) Płytka bazowa Rezystory: (SMD 00) R, R: kv R R: kv R: 0 V RV: kv (CAV pot. montażowy z osią) Kondensatory: (SMD 00) C, C: nf C C, C C0: 0, mf C, C: 0 mf CE: 0 mf/ V (SMD C ) Półprzewodniki: LD LD: dioda LED SMD 00 TS: LM (TO-) U: TB (SSOP0) Inne: AI,, : złącze SIP 0, mm ENC: enkoder z przyciskiem EC IC: złącze EH, kątowe J, J: gniazdo żeńskie SIP0 JA, JA: listwa IDC0,+zwory MTR: złącze KK proste RES, S, S: mikroprzycisk SMD RM: listwa 0 pin, r= mm dla Xbee usd: gniazdo karty micro SD ATXmegaAU. Alternatywną i w większości wypadków wygodniejszą metodą programowania modułu jest użycie bootloadera i oprogramowania Flip. Plik *.hex odpowiedni do zaprogramowania układu (nazwa pliku odpowiada typowi procesora) znajduje się w materiałach dodatkowych w katalogu boot i na stronie firmy Atmel w opisie bootloaderów nota aplikacyjna AVR. Po zaprogramowaniu układu i ponownej inicjacji modułu układ jest rozpoznany przez system Windows jako ATxmegaAU (rysunek ) i od tego momentu można Rysunek. Tabela prawdy dla TB Rysunek. Schemat montażowy płytki bazowej programować go za pomocą programu Flip (rysunek ) poprzez interfejs bez zewnętrznego programatora. Uzupełnieniem układu jest płytka bazowa zawierająca typowe peryferiei umożliwiająca praktyczne zapoznanie się z możliwościami procesorów XMega. Jej schemat ideowy pokazano na rysunku. Wszystkie sygnały z modułu z mikrokontrolerem są udostępnione na złączach szpilkowych JA i JA. Przez odpowiednie skonfigurowanie zwór w złączach można dołączyć do procesora peryferie stanowiące wyposażenie płytki bazowej. Jako elementy stykowe przewidziano enkoder ENC uzupełniony o elementy RC polaryzujące i eliminujące zaburzenia podczas przełączania oraz dwa mikroprzełączniki S, S. Wyprowadzenia wbudowanego przetwornika A/C i C/A dostępne są wraz z zasilaniem na złączach AI,, (, V) zgodnych z Arduino Brick. Dodatkowo, dwa porty analogowe są doprowadzone do potencjometru RV oraz przetwornika temperatury TS typu LM. Trzy LEDy umożliwiają sygnalizowanie stanów portów (po konfiguracji procesora także PWM). Płytka ma gniazda dla karty microsd oraz modułów zgodnych z XBee. Złącze I C umożliwia wyprowadzenie sygnałów magistrali i zasilania do modułów rozszerzeń I C GPIO/LED/RTC/PWM opisywanych w EP. Miejsce na płytce znalazło się także dla mostkowego sterownika silnika DC typu TB. Do podłączenia silnika i zasilania drivera służy złącze MTR. Napięcie zasilania nie powinno przekraczać, V, dopuszczalny prąd drivera to, A, zalecane jest dodatkowe chłodzenie układu U przez niewielki radiator. Tabelę prawdy dla TB zamieszczono na rysunku. Elementy płytki bazowej zamontowane są na dwustronnej płytce drukowanej, której schemat montażowy pokazano na rysunku. Montaż nie wymaga opisu. Pozostaje życzyć owocnych eksperymentów. Adam Tatuś, EP 0 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA /0