Схема отладочной платы для avr
Плата отладочная является достаточно полезным инструментом при разработке различных электронных устройств. Но можно ли создать её своими руками? Или же следует рассчитывать только на промышленные аналоги? Какие особенности есть у этого устройства? Об этом мы сегодня и поговорим.
Общая информация
Когда говорят об этой теме, то чаще всего понимается отладочная плата для Atmega8 или иного подобного микроконтроллера, в основе которого лежит 8-ми или 16-битный принцип работы. Но мир идёт вперёд. Наступает пора 32-битных микроконтроллеров. В связи с этим мы рассмотрим то, что может быть доступно нам уже сейчас. Особое внимание следует уделить отладочной плате STM32, хотя в рамках статьи рассматриваются всё же AVR. Но сначала представим общую картину.
Появление 32-битных микроконтроллеров позволило значительно расширить объем задач, которые они могли выполнить. Но необходимо оптимизировать принимаемые решения и создаваемую технику. Хотя и старым образцам будет уделено внимание, ведь не отметить их универсальность и добротность просто нельзя.
Что же собой представляет STM32?
Конечно, наибольший интерес в рамках статьи представляет плата отладочная. Но чтобы разобраться в дополнительном моменте, давайте рассмотрим основной. Допустим, у нас есть STM32F103C8T6. Отладочная плата представляет собой конструкцию с микроконтроллером, что строится на ядре ARM Cortex-M3. Оно обладает значительным количеством преимуществ, главное из которых - универсальность. Кстати, сейчас Cortex-M3 является полноценным индустриальным стандартом. Плата отладочная представляет собой поверхность, на которой могут взаимодействовать все ножки STM32, обеспечивая выполнение имеющихся задач.
Приступаем к подготовке
Итак, нам нужна плата отладочная. Какие у неё должны быть параметры? Купить её или сделать самостоятельно? Каков у неё должен быть размер? Вот с последнего вопроса мы и начнём. Первоначально необходимо подобрать такое устройство, чтобы все механизмы и составляющие элементы могли успешно разместиться на нем. В большинстве случаев достаточно, чтобы отладочная плата для AVR имела стороны в пятнадцать сантиметров. Такой размер подходит благодаря компактности и возможностям прибора.
Прежде чем приступать к изготовлению или покупке платы, необходимо первоначально составить её схему. Для этого можно разложить элементы на бумаге и провести линии соединения между ними. Если всё получилось без проблем - отлично, значит, можно приступать к практическим действиям. Тогда нужно просто разместить и припаять все требуемые элементы, и всё - плата готова. Так это выглядит вкратце. А сейчас давайте рассмотрим все более детально.
Планирование
Необходимость применения отладочных плат рано или поздно настигает каждого радиолюбителя. Это своеобразная отладка на уровне железа. При желании можно купить готовую плату на любой вкус. Но ведь нас интересует подробный разбор данной темы? Поэтому мы рассмотрим, как создаётся отладочная плата своими руками.
Первоначально необходимо определиться - разрабатываем мы плату под конкретные потребности или же делаем универсальную. Поскольку первый вариант является довольно специфическим, в рамках статьи будет рассмотрен второй. Необходимо задуматься об основании. Если посмотреть на большинство случайных любительских плат, то следует отметить, что они выглядят очень неряшливо. Провода торчат как угодно, и рассмотреть, что с чем соединено, может быть несколько проблематично. Поэтому необходимо предусмотреть возможность для их закрепления, чтобы они не пересекались.
Если создавать под конкретный случай и разрабатывать схему, то можно протравить дорожки. Этот вариант является наиболее интересным. Кстати, довольно популярной является ситуация, когда используется универсальная схема, а дорожки то наносятся, то удаляются. Чтобы лучше разобраться, давайте рассмотрим несколько примеров.
Плата питания
Допустим, мы строим что-то значительное по размеру, и наше устройство складывается из нескольких модулей. В данном случае схема отладочной платы должна предусматривать возможность получения на входе постоянного или переменного напряжения. Чтобы добиться нескольких способов подключения, нужно подумать о разъемах и клеммниках. Для обеспечения работы нужно предусмотреть не только батареи, но и стабилизатор. А на случай легких перегрузок и сопутствующих перегревов можно использовать и небольшой радиатор.
Плата микроконтроллера
А вот и самое интересное. Вполне возможно, что отладочные платы для микроконтроллеров и вспомогательных элементов - это сложнейшие составляющие. Ведь они являются «мозгами» технических устройств. Для успешного старта в сфере отладочных плат начинать со сложных 32-битных контроллеров нежелательно. Можно начать с чего-то попроще. Например, с ветерана мехатронных разработок ATmega8. Чтобы не усложнять ситуацию дополнительно, можно обойтись построением односторонней печати.
А что делать, если требования выходят за эти рамки? Использовать двухстороннюю печать? Как вариант - да. Но если превышение возможностей незначительно, то часто можно обойтись без монтажных перемычек. Лучше вынести разъемы портов и цепи подтяжки на отдельных миниатюрных платочках. Такой подход позволит облегчить разводку платы микроконтроллера. Но это только общая теория. Давайте же поговорим о реализации на практике.
Ручное изготовление печатной платы
Первоначально нам необходима бумага, на которой будет нарисована разводка для печатной платы. Желательно, чтобы она была тонкой. Это важно для достижения точного сверления отверстий. Чтобы не возникло никаких неожиданностей, бумагу можно приклеить к картону с помощью клея. Далее следует вырезать приклеенный рисунок. Что ж, шаблон для сверления уже готов. Подбираем заготовку фольгированного стеклотекстолита необходимого размера. Прикладываем бумажно-картонный шаблон и обрисовываем его по периметру карандашом или маркером. Затем стеклотекстолит режем по нанесённым нами линиям, используя ножницы по металлу, или же пилим ножовкой. Склеиваем части с помощью клея.
Кстати, небольшой совет: не нужно мазать всю поверхность, достаточно оставить по капле клея в каждом из четырех углов. Если нет желания ждать - используйте «Момент». Он позволит продолжить работу через несколько секунд.
Сверлим отверстия
Для этой цели наилучшим образом подойдёт специальный мини-станок. Но можно воспользоваться и ручным инструментарием. Для подавляющего большинства целей с лихвой хватает сверла с диаметром 0,8 мм. Следует отметить, что качественная плата может не получиться с первого раза из-за сложности работы и необходимости иметь твердую руку. Если подобные действия будут осуществляться впервые (а так, вероятнее всего, и будет), то можно только посоветовать морально подготовиться к тому, что будут поломаны сверла. После выполнения всего спектра работ, чтобы убедится в их качестве, посмотрите на просвет. Если будут заметны определённые дефекты, их необходимо оперативно устранить.
Наносим топографический рисунок
Места, где будут проходить токопроводящие дорожки, нужно защитить от разрушения во время травления. Для этого их покрывают специальной маской. Перед нанесением необходимо удалить все сторонние субстанции. В особенности это относится к клею, который случайно мог вытечь на поверхность.
После того как дорожки размечены, мы можем приступать к процессу нанесения рисунка. Для этой цели подойдёт водостойкая эмаль (любая).
Переносим рисунок с бумаги на стеклотекстолит
Это самый ответственный этап. Необходимо бумагу (той стороной, где рисунок) приложить к стеклотекстолиту и прижать с большим усилием. Затем разогреваем полученный «бутерброд» в духовой печи до температуры в 200 градусов. Ждём, пока плата охладится до комнатного значения. После этого остаётся отодрать бумагу - и рисунок останется на печатной плате. Это может показаться довольно сложным, особенно с температурой. Специально для таких сомневающихся людей некоторые умельцы предлагают использовать электроутюг. Но здесь следует сделать одно важное предупреждение: результат получается нестабильный. Конечно, можно попробовать попрактиковаться день-второй, и, возможно, будет не хуже, чем в случае с печью. Но всё же существует проблема сложности обеспечения одновременного нагрева поверхности по всей печатной плате до одной температуры. Поэтому рисунок таким способом переносится не полностью.
Наиболее значительные проблемы доставляют пробелы, которые возникают при таком создании. Для безопасности во время «приготовления» печатной платы в духовке её можно дополнительно с разных сторон укрыть листами из металла толщиной в пять-шесть миллиметров. Это делается во избежание негативной деформации во время термической обработки платы.
Заключение
Вот, в общем-то, плата для AVR и готова. Конечно, здесь описан универсальный способ, и доделывать под конкретные условия каждому придётся самостоятельно, ориентируясь по своим потребностям. Можно и поэкспериментировать с созданием универсальных плат. Каждый умелец их постоянно в чем-то дорабатывает, чтобы они были лучше и качественнее. К тому же их освоение позволяет обеспечить надёжность создаваемых схем.
Еще один простой пример изготовления отладочной платы, но на этот раз для устройств с применением микроконтроллера ATTiny2313. Расположение ножек для программирования у ATTiny2313 идентичное ATTiny13. Соответственно и платы выйдут похожими. Отличием от будет наличие внешнего задающего генератора (кварца). По умолчанию, с завода ATTiny2313 поставляется с включенным внутренним генератором, поэтому если работа микроконтроллера не планируется от внешнего генератора его можно не устанавливать. Разъем питания дублируем на случай подключения к плате программатора с питанием от схемы (на один разъем подаем питание, с другого питаем программатор).
Для изготовления отладочной платы устройств на ATTiny2313 нам нужно:
Собираем отладочную плату по рисунку:
1 припаиваем в панельку под микросхему и штырьки (как на рисунке);
2 как показано на рисунке (красная линия) делаем перемычку с лицевой стороны платы. Еще одну перемычку делаем с другой стороны;
3 перемычками-«соплями» соединяем штырьки и ножки панельки (места пайки обведены зеленым).
Наша отладочная плата готова!
Заключение.
— Ставим метки на GND, SCK для правильного подключения питания и программатора;
— Все остальное на отладочную плату будет допаиваться в согласно выбранной схемы устройства. (как вариант можно допаять штырьки к каждой ножке микроконтроллера для подключения других плат и периферии);
— Для более надежной работы в условиях повышенных помех очень желательно дополнить схему, подтягивающим к питанию ножку сброса, резистором (внутренний подтягивающий резистор имеет сопротивление около 10 кОм – этого бывает мало) и фильтрующим керамическим конденсатором на ножках питания (в пределах 0.1 мкФ);
-Теперь вставляем в панельку микроконтроллер и при помощи прошиваем ATTiny2313 нужной прошивкой.
(Visited 16 070 times, 1 visits today)
Раздел: Метки: ,Навигация по записям
Простая отладочная плата для устройств AVR ATTiny2313 с кварцем. : 70 комментариев
- GetChiper Автор записи
Фьюзы трогали?
На другой тини2313 проверяли? - Toxa12345
я долго мучался о том: «КАКОЙ жэ мк выбрать» остановился на тиньке 2313 по тому, что она дешевле атмег, и не настолько кострирована как тинька 13 так жэ изза наличия линий RxD и TxD что позволяет осуществить связь по ЮАРТ
З.Ы. у нас в Курске купить МК не проблема. тинька 2313-стоит 130 руб. а атмега8 аж 200руб про тиньку 13 не узнавал - GetChiper Автор записи
А может ATmega88 или ATmega48?
- Andrey1979
Доброго времени.
Собрал я плату по предложенной схеме, подключил к USBasp, подключил 2313, подал 5 в. Extreme Burner выдает Incorrect Chip Found. Соответственно ничего не прошить не считать нельзя. При замене тиньки то же самое.
Кто нибудь сталкивался с подобным?
Возможно это связано с помехами?«– Для более надежной работы в условиях повышенных помех очень желательно дополнить схему, подтягивающим к питанию ножку сброса, резистором (внутренний подтягивающий резистор имеет сопротивление около 10 кОм – этого бывает мало) и фильтрующим керамическим конденсатором на ножках питания (в пределах 0.1 мкФ);»
а еще, специально для чайников, можно ли отразить данные действия в виде схемы.
- GetChiper Автор записи
Чего там отображать.
Конденсатор ставится параллельно питанию (т.е. между ножками 10 и 20)
Резистор 10 кОм ставится между Vcc и сбросом (т.е. между ножками 1 и 20) - Andrey1979
Спасибо за ответ. Поставил 4,7 КОм и 220пФ. Стало немного веселее. extreme burner пишет то же что и было. А вот khazama через раз сообщает The chip signature is 0x1e000. MISMATCH Expected signature for ATTiny 2313 is 1e 91 0a. В остальных случаях также пишет ошибку соединения.
Использую беспаечную макетную плату, так что проблем с грязной пайкой быть не должно. Где еще можно поискать?
- GetChiper Автор записи
220пФ маловато. Нужно 0.1 мкФ — керамический (не полярный) и 10-100 мкФ электролитический (полярный) поставить в параллель.
- Dederik
добрый день))) я ненашел кварц 20,000 вместо него толька смог найти кварц 4,000. если я поставлю кварц 4,000 то у меня будет тормозит микро-р? и конденсаторы то же надо ли менять для кварца 4,000? я живу в самарканде с радио запчастями у нас проблема(((даже и незнаю где найти панельку под микрокон-р(((можна ли самому сделать панельку под микро-р?
- Dederik
ответе хоть кто нибудь)))
- GetChiper Автор записи
Спокойно — были выходные 🙂
Кварц можно поставить любой если Вы планируете на этой платке учиться и делать свои устройства (конденсаторы под кварц менять не нужно). А можно вообще не ставить кварц — пользоваться встроенным RC-генератором.
Насчет сделать панельку — может просто насмерть припаять МК в макетке?
- Dederik
спасибо за помощь))) у меня еще один к вам вопрос, но не по теме не знаю где и задать(((сегодня ко мне принесли электронный счетчик на ремонт Holley DDS28. я там покопалься и нашел там микро-р Fudan FM24C02 которая отвечает за показания счетчика. в микро-ре храниться вся запись. не подскажете как сделать под него программатор чтоб можно было считывать и редактировать данные микро-ра??? и как к вам на прямую писать???
- GetChiper Автор записи
FM24C02 — это последовательная энергонезависимая память (EEPROM)
я думаю найдется много шнурков и программ для этого дела (если поисковик поспрашивать) — вот первое попавшееся http://www.msplata.ru/teleprog.html - Dederik
Спасибо за помощь:-)
- kosmogon
Я считаю что нужно начинать с практики, потому рассматривать эмуляторы я не буду.
Для начала нужен программатор, но информации об этом в интернете тонны, потому остановлюсь лишь поверхностно. Самый простой из них - это так называемые «5 проводов», сделать его легко - берем LPT кабель и через резисторы соединяем с МК, как показанно на рисунке:
Делать все нужно предельно аккуратно, спалить LPT таким - на раз.
Гораздо лучше сделать что то приличнее - например USBasp он безопаснее, и работает через USB.
Как вариант - купить программатор в том же Voltmaster или Чип-и-Дип.
Параметры для начала не так важны, кроме цены и поддерживаемых микросхем.
По сути все. Кристалл + программатор + желание и стремление, этого достаточно для того чтобы заняться программированием МК. Но еще очень большую роль играет организация самой схемы и периферии (обвязки) МК.
Можно конечно изготавливать печатную плату для каждого случая, когда хочется поиграться, но я за более универсальные и быстрые решения.
Конечно есть макетные платы, но по мне так паутина из проводов и перемычек выглядит ужасно, да и ненадежно и, что самое главное не наглядно (а при разработке и обучении это важно).
Существуют отладочные платы для различных микроконтроллеров. И все в них хорошо, кроме цены (самая простенькая от 2-3 тыс.р - оно конечно того стоит, но на то оно и радиолюбительство, чтобы по возможности обойтись своими руками). Потому я принял решение создать свою простую отладочную плату, которая будет отвечать моим требованиям.
Какие требования были к данной плате:
- Простота исполнения
- Наглядность
- Универсальность
- Дешевизна
- Простота создания тестового устройства
- Наличие LCD дисплея
- Встроенная клавиатура
- 2 свободных порта (с возможностью их использовать по своему усмотрению)
- COM порт у платы для интеграции с компьютером
Что было использованно при изготовлении:
- Стеклотекстолит односторонний ~70р
- Колодки для подключения периферии и коммутации (штырьки как на материнках, на которые вешаются джамперы) ~50р
- Кнопки тактовые - ~ 50р
- Панелька для микросхемы 30р
- Разьем для COM порта 20р
- Микросхема MAX232a 50р
- LCD индикатор - от 250р
- Сама микросхема ATmega32 от 200р
вот что в итоге у меня получилось:
2. Разводка
Теперь по порядку. Начнем с разводки платы в Sprint-Layout. По сути, это самый ответственный момент в создании устройства, нужно учесть все ньюансы, а также на этом моменте нужно понять - что конкретно требуется от платы, как это должно выглядеть, как удобнее. Потому не советую повторять в слепую, стоит сесть и просмотреть аналоги, вычленить для себя интересные решения или узлы. У меня получилось вот так:Подробнее о периферии, для этого стоит взглянуть на распиновку кристалла:
- На PORTA будет висеть клавиатура - 7 кнопок, расположенных так, чтобы с помощью них можно было при надобности осуществить навигацию, например, по меню (крестовина), и пара кнопок для доп ф-й.
- на PORTB я разместил LCD дисплей, таким образом, как это предусмотренно в codevision avr стандартными средствами (используются три командных регистра дисплея и 4 регистра данных)
- PORTC и PORTD вывел колодками для подключения периферии. еще я предусмотрел рядом с колодками еще цанговые панельки, но в моем хозяйстве их неоказалось и их установка отложена до лучших времен
- Также я разместил max232 c обвязкой из конденсаторов и разъем COM порта.
- Для универсальности каждый пин контроллера выведен на колодки, параллельные панельке для микросхемы.
- пины программирования SCK, MISO, MOSI и RESET продублированны еще одним рядом колодок
3. Изготовление печатки
Как только плата была разведена, методом лазерного утюга была изготовленна печатка. на методе останавливаться нет смысла, так как он сотни раз описан в интернете, и как минимум . Результат:4. Завершающий этап
далее сверлим, лудим, паяем нашу плату.5. Заключение
И вот, наша отладочная плата для упрощения разработки на МК готова. Теперь для того, чтобы научиться работать с функционалом МК AVR нам не придется ваять клубок проводов. просто подключаем к свободным портам нужную периферию (будь то светодиоды, датчики, драйверы приводов и сервомашинок, а так же многое другое), и спокойно пишем программу.В заключение хочу сказать, что вид и функциональность данной платы формировались на субьективных требованиях и желаниях, и каждый желающий сделать такое устройство должен сам сесть и обдумать постановку задачи и требования.
На все работы ушел один вечер.
Статьи была описана сборка важной части нашей отладочной платы - схемы питания. Стоит сказать, что блок питания не всегда обязательно должен быть на любой отладочной или макетной плате. Если уже имеется готовый блок питания в виде готовой конструкции, то можно использовать и его. Широкое распространение получили и так называемые "лабораторные" блоки питания, имеющие одно или несколько стандартных выходных напряжений, часто регулируемых. Подобный блок питания также можно собрать самому или приобрести готовый. Тогда не потребуется каждый раз собирать схему питания для тестовых конструкций.
Продолжим собирать нашу отладочную плату. На этот раз мы установим на неё микроконтроллер, подключим несколько светодиодов и запустим на ней первую программу.
Первым делом подготовим необходимые детали:
Рис. 1. Основные детали.
В качестве основы возьмём AVR-микроконтроллер ATmega8
. Это достаточно мощный микроконтроллер с большим объёмом памяти и разнообразной периферией. Можно также применить и любой другой микроконтроллер. С примером использования микроконтроллера ATtiny2313
на этой отладочной плате можно ознакомиться в другом варианте этого текста по ссылке: .
Как всегда, первым делом после выбора детали, нужно ознакомиться с расположением её выводов и основными характеристиками. Вся нужная информация для ATmega8
содержится в её . Помните, почти все выводы микроконтроллера могут иметь несколько функций. Эти функции можно выбирать при написании программы для µC. И на это следует обращать внимание уже на этапе составления принципиальной схемы. Кроме того, уже в процессе составления схемы удобно использовать условное обозначение деталей с "живой" распиновкой, то есть, при обозначении детали на схеме, чертить выводы так, как они расположены на самом деле. Тогда размещение компонентов и на схеме, и на плате будет происходить проще, понятнее и с меньшим количеством ошибок. (Почти во всех редакторах схем есть возможность нарисовать своё собственное условное обозначение детали.)
Начертим схему:
Рис. 2. Схема с микроконтроллером ATmega8
.
Кварцевый резонатор Q1 с конденсаторами С1 и С2 образуют источник тактового сигнала для микрооконтроллера µC1. Это очень чувствительная к помехам часть схемы, поэтому проводники для нее следует выбирать минимальной длины, а к проводнику между С1, С2 и восьмой ножкой µC1 (утолщённая линия на схеме) ничего больше не присоединять. Резистор R1 и конденсатор С3 образуют цепочку сброса для микроконтроллера. Резисторы R2-R5 необходимы для ограничения тока через свтодиоды LED1
-LED4
. В цепи питания стоит блокировочный конденесатор С4. В качестве источника питания будем использовать стабилизатор, собранный в первой части статьи. (Список всех возможных замен в схеме расположен в конце этой страницы.)
Рис. 3. Распространённая распиновка ISP-вилки.
Проводники для программирования следует подключить к одноимённым проводникам программатора. Эти проводники удобно подключить к ответной части разъёма имеющегося программатора с помощью стандартной вилки для установки на плату IDC-10MS (Рис. 3). Точное расположение выводов на этой вилке необходимо обязательно сверить с имеющимся программатором!
Рис. 4. Верх платы.
Расположим все детали на будущей отладочной плате в соответствии со схемой. Сначала одну за другой установим детали в отверстия, откусим бокорезами или кусачками излишнюю длину выводов элементов и запаяем. После этого можно провести соединения проводами. В той части схемы, которая не будет меняться в дальнейшем, соединения лучше производить с нижней стороны платы. Панельку (ещё говорят "кроватку") для микроконтроллера можно запаять пустой, а потом вставить в неё микроконтроллер. При этом нужно не забывать о "ключе" панельки и самого микроконтроллера. В нашей схеме, например, соединения кварца, соединения с программатором и соединение микроконтроллера с питанием изменяться в будущем не будут. А соединения со светодиодами мы, скорее всего, будем изменять для разных экспериментов.
Рис. 5. Низ платы.
Проводники питания лучше всего взять какого-то другого цвета; для плюсового провода можно взять красный, для минуса - синий или чёрный цвет. При разведении соединяющих проводников с обратной стороны платы не забываем о "зеркальности"!
Ровненько установить светодиоды можно следующим образом: продев небольшую полоску картона между выводами светодиодов, установить их в отверстия платы, с обратной стороны отрезать лишнюю длину выводов и запаять их. После пайки ножек полоску картона можно вынуть, Рис. 6.
Рис. 6. Установка светодиодов.
Перед включением ещё раз проверим правильность соединений, а самое главное - правильность разводки проводников питания к микроконтроллеру!
Если при подключении питания зелёный сигнальный светодиод в схеме стабилизатора светится и ничего не нагревается, значит схема собрана правильно.
Теперь можно себя поздравить, мы только что получили собранную своими руками настоящую отладочную плату!
Сразу же загрузим в микроконтроллер простейшую программу мигания светодиодами: .
После загрузки прошивки в микроконтроллер светодиоды начнут поочерёдно мигать. Время свечения и пауз будет приблизительно равно одной секунде:
Видео 1. Работа тестовой прошивки.
Применять такую отладочную плату можно не только для тестирования конструкций или программных алгоритмов. Иногда электронные схемы, собранные на макетных платах, применяют для построения законченных устройств даже профессиональные электронщики.
В будущем я приведу несколько примеров, как на основе этой отладочной платы можно собрать простой автомат световых эффектов, музыкальный звонок, таймер со светодиодной индикацией, и даже основной модуль простого робота.
Возможные замены в схеме с микроконтроллером ATmega8
Рис. 2:
- Кварцевый резонатор Q1 можно применить на частоту от 2 до 8 Мегагерц. Тестовая прошивка (мигание светодиодами) будет работать медленнее или быстрее.
- Конденсаторы С1 и С2 должны быть одинаковой емкости от 18 пФ до 27 пФ.
- Ёмкость конденсаторов С3 и С4 может быть от 0,01мкФ до 0,5 мкФ.
- Резистор R1 может быть заменён на другой, сопротивлением от 10 до 50 кОм.
- Токоограничительные резисторы R2-R5 могут иметь сопротивление от 680 Ом до 1 кОм.
- Светодиоды LED1 -LED4 могут быть любого цвета и размера.
- Основной микроконтроллер может иметь следующие обозначения: ATmega8L -8PU, ATmega8 -16PU. Главное, чтобы он был в корпусе DIP или PDIP.
Дополнения:
- ZIP: Тестовая прошивка мигания свтодиодами .
- URL: .
Смелых и Удачных Экспериментов!!!
Обычно еще до сборки окончательного варианта устройства, происходит его отладка. Отлавливаются баги в программе, подбираются номиналы деталей итд. Для удобства применяют отладочные платы. На отладочной плате как правило размещаются различные кнопки, индикаторы, преобразователи интерфейсов да и еще куча всего. Тут многое зависит от потребностей разработчика. Кому-то потребуется Ethernet с USB, а кому-то и обычного RS-232 с несколькими светодиодами да парой кнопок за глаза. Это уже вторая версия моей отладочной платы. Первая была неплохой, но все же в ней было небольшое количество мелочей которые я не учел. В этой отладочной плате я старался учесть все то в чем чаще всего возникает потребность у разработчика устройств на микроконтроллерах AVR.
Что есть на этой плате
- 8 светодиодов с токоограничивающими резисторами. Делать больше восьми штук смысла нет, и меньше тоже т.к. их сразу при помощи одного восьмижильного шлейфа соединить с портом контроллера. Очень удобно на мой взгляд
- Линейный стабилизатор обеспечивающий плату 5-ю вольтами. Стоит на радиаторе на всякий пожарный. Греется ощутимо.
- DC-DC преобразователь на 3.3 вольта. Некоторые микросхемы питаются от 3.3 вольт, именно для них этот стабилизатор и предназначен. Кстати от этого напряжения может быть запитана сразу вся плата, нужно только перекинуть перемычку в нужное положение.
- Преобразователь RS-232 <-> TTL . В комментариях не нуждается. Почему не USB? Просто тупо закончились порты:-)
- Генератор на 74HC00 . На всякий пожарный если вдруг криво прошились фьюзы. Редкое явление у меня, но на всякий случай решил добавить. Генерит меандр частотой около 2 мГц.
- R-2R ЦАП. Вещь одноразовая т.е. поиграл и забросил. Развел на плате чисто по приколу т.к. оставалось пустое место.
- Пара N-канальных мосфетов . Мало-ли, вдруг придётся управлять чем то мощным. Например каким-нибудь движком. Поэтому пусть будут.
- 4 резисторных делителя. Необходимы для сопряжения 3.3 вольтовой логики с 5-ти вольтовой.
- ZIF панелька. Благодаря ей можно без труда устанавливать любой контроллер в дип корпусе. От восьминогой тини до 40-ка ногой меги.
- Светодиодный семисегментный четырёхразрядный индикатор. К каждому сегменту прикручен токоограничевающий резистор, все сегменты соединены между собой.
- 28-и контактная панелька. Воткнуть второй контроллер или еще чего. Может пригодится.
- 8 кнопок с управляемой подтяжкой. Без кнопок ни куда. Основное средство ввода данных в микроконтроллер. Подтяжка может отключаться индивидуально для каждой кнопки при помощи группы переключателей. Подтягиваться кнопки могут как к плюсу питания так и к минусу.
- Бипер с транзисторным ключом. Иногда нужно пропищать.
- Переменный резистор. Иногда нужен для отладки программ работающих с АЦП
- Обвязка для I2C. Два обычных резистора на 4.7к. Могут отключаться/подключаться перемычками.
- Источник опорного напряжения на TL431 выдает пять вольт. Перемычкой подключается к контроллеру.
- Две интегрирующих цепочки для отладки ШИМ.
- Разъем для отладки проектов с программным интерфейсом USB . Кроме самого разъема еще имеется необходимая обвзяка.
- Разъём для подключения SD карты памяти .
Почти все детали SMD. вот так выглядит обратная сторона платы:
Правда флюс не до конца смыт. Да и пофигу устал я его отмывать. На плату не впаян переменный резистор и часовой кварц. Они куда то загадочным образом потерялись во время сборки платы.
Питание платы
Плата может питаться от внешнего источника питания выдающего напряжение примерно 12 вольт. Конечно можно и больше но линейный стабилизатор будет греться сильней. 5 вольт так же можно получить от программатора, jtag отладчика и порта USB. Если требуется питание 3.3 вольта то может быть задействован DC-DC преобразователь. Выбор нужного источника осуществляется спец перемычкой.
Разъёмы на плате
Разъемы jtag и isp — мои собственные и скорее всего не совместимы с другими отладчиками и программаторами. Но я думаю не составит труда переделать их как вам нужно.
Схема и печатка
Косяков в разводке пока замечено не было. Но это не значит что их нет! Поэтому лучше всё еще раз проверить. Схема данной платы не составлялась по одной простой причине что состоит она из независимых друг от друга кирпичиков (DC-DC преобразователь, преобразователь уровней итд) схемы которых можно найти у меня на сайте да и в инете вообще. да и тем более все номиналы подписаны на самой печатке. Если на выходных смогу победить лень, то нарисую:-)
Для изготовления платы понадобятся:
Индикация
Разъёмы и панельки
| Наименование | Количество шт. |
| SCZP-40 ZIF-панелька с нулевым усилием | 1 |
| SCS-28 Панелька под микросхему DIP-28 | 1 |
| 104B-TAA0-R Держатель для SD/MMC карты | 1 |
| USBB-1J Розетка USB на плату угловая тип B | 1 |
| DRB-9MA Разъем D-SUB 9 контактов, вилка на плату угловая | 1 |
| Разъем питания 7-0088 на плату, 5.5 x 2.5 мм | 1 |
| Штыри PLS. Продаются сразу в виде ряда штырей. Их надо разламывать и запаивать. Ломать их легко. Я насчитал 324 штырька. Лучше взять с запасом штук 350. | 324 |
Микросхемы
Кнопки и переключатели
Резисторы SMD 1206
| Наименование | Количество шт. |
| 220 Ом | 19 |
| 68 Ом | 2 |
| 0 Ом | 20 |
| 1 Ом | 3 |
| 4.7 кОм | 3 |
| 10 кОм | 6 |
| 2.2 кОм | 3 |
| 100 Ом | 4 |
| 820 Ом | 1 |
| 1 кОм | 11 |
| 2 кОм | 11 |
| 1.5 кОм | 5 |
| 3.3 кОм | 1 |
