Vývojová doska ATmega16/32

V tomto článku by som vám chcel predstaviť svoju vlastnú vývojovú dosku, ktorú som sa rozhodol navrhnúť a skonštruovať. Doteraz som programy pre dané aplikácie vyvíjal na kontaktnom poli, no to ma po čase omrzelo. Neustále prepájanie drôtikami a hlavné zdlhavé pripájanie programátoru k aplikácii.

Mojim cieľom bolo vytvoriť dosku, ktorej hlavnou úlohou je ušetriť čas t.j. obsahuje všetky najčastejšie používané periférie na jednej doske a nie je potrebné ich neustále predrôtovávanie ako to bolo v prípade kontaktného poľa. Dosku som sa rozhodol navrhnúť pre MCU s jadrom AVR od firmy ATMEL a to konkrétne – ATMega16 a ATMega32. Tieto dve jednočipy sú pinovo kompatibilné. Rozdiel medzi nimi je napríklad vo veľkostiach pamätí FLASH a podobne. Takže si môžeme vybrať z ktorým MCU chceme pracovať a pripojíme ho objímkou k doske.

atmega32

Obr.1 ATmega32 v puzdre TQFP44

Krátky popis MCU ATMega32

Mikrokontrolér Atmega32 je nízkopríkonový 8 bitový CMOS mikrokontrolér založený na rozšírenej architektúre AVR RISC. Tým že vykonáva výkonne inštrukcie v jednom hodinovom cykle dosahuje výpočtový výkon 16MIPS(mega instruction per second) pri použití 16MHz oscilátora.

Základné vlastnosti:
->Inštrukčný súbor obsahuje 131 inštrukcií
->32 osembitových registrov
->32 vstupov/výstupov s vnutornými PULL-UP rezistormi
->Hodinový kmitočet 0 až 16 MHz, maximálny výpočtový výkon 16 MIPS
->Pamäť programu je typu Flash s kapacitou 32KB
->Dátova pamäť SRAM s kapacitou 2KB
->Dátova pamäť EEPROM s kapacitou 1024B
->Dva 8 bitové čítače/časovače, jeden 16 bitový čítač/časovač
->4 PWM kanály
->Analógový komparátor, 8kanálovy 10bitový A/D prevodník
->Jednotky USART, SPI, I2C, WATCHDOG
->Púzdra 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad QFN/ML
->Napájanie: 2.7V – 5.5V pre ATmega32L a 4.5V – 5.5V pre ATmega32
->Spotreba pri 1MHz, 3V, 25°C :
– Active: 1.1mA
– Idle Mode: 0.35mA
– Power-down Mode: <1µ

atmega32

Obr.2 Vývody na ATmega32 v puzdre PDIP40

Popis periférií na vývojovej doske

Doska obsahuje tieto periférie: LED, tlačidlá, trimre k AD prevodníkom, alfanumerický LCD displej, prevodník sériovej linky na USB na prepojenie vývojovej dosky s PC. Všetky tieto periférie je možné od dosky „odpojiť“ jumper-om, pri sériovej linke je možné odpojiť aj obe vedenia Rx a Tx, v prípade ak by ich nebolo v danej aplikácii za potreby a aby nepôsobili rušivo. Doska ďalej obsahuje programovacie konektory a to ISP na nahrávanie programov do FLASH pamäte a JTAG na ladenie programov v aplikáciách. Všetky štyri porty som sa ešte rozhodol vyviesť na 10-pinové IDC konektory, takže ak potrebujeme doskou riadiť iný hardvér je možné ho takto pripojiť. Na doske sú ďalej prítomné dva externé kryštály, medzi ktorými sa je možné prepínať a zvoliť si tak taktovaciu frekvenciu MCU. Ja som použil 12MHz a 7.3728MHz kryštál, ktorý sa využíva hlavne v aplikáciach kde je potrebné zabezpečiť čo najnižšiu chybovosť prenosu dát po sériovej linke – USART (pozri datasheet). Napájanie je vyriešené tak aby bolo možné dosku napájať buď z extérneho zdroja, ktorého napätie sa stabilizuje na 5V stabilizátorom 7805 alebo napätím z USB portu PC-čka. Do napájacej vetvy externého napájania je zapojená aj dióda na ochranu proti prepolovaniu, keďže na to sú tieto MCU citlivé.

proto-schematic

Obr.3 Schéma zapojenia vývojovej dosky

Podrobnejší popis periférií:

-> LED – 8 kusov – pripojené na PORTC – možnosť odpojiť pomocou JP12
-> tlačidlá – 8 kusov – pripojené na PORTD – možnosť odpojiť pomocou JP13
-> alfanumerický displej 4×16 znakov – pripojený na PORTB – zapojenie realizované pre 4-bitovú komunikáciu s MCU, možnosť regulácie kontrastu pomocou trimra P5
-> USB > USART – virtuálny COM port pomocou čipu FT232RL, indikácia komunikácie pomocou LED11 a LED12
-> analógové vstupy – 4 trimre pripojené na PORTA
-> externé kryštály – 12MHz a 7.3728MHz

Zapojenie som zrealizoval na obojstrannom plošnom spoji s rozmermi 15,5×12,5 cm.

proto-board

Obr.4 Plošný spoj

Fotodokumentácia

Čo viac dodať. Snáď už len na záver pár fotiek.

rsz_foto11

Obr.5 Foto č.1

rsz_foto21

Obr.6 Foto č.2

rsz_foto21

Obr.7 Foto č.3

V prípade, že sa rozhodnete si túto dosku skonštruovať prikladám podklady a v prípade otázok ma môžete kontaktovať na e-mail :)

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Môžete použiť tieto HTML značky a atribúty: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>