Отладочная плата під мікроконтролери atmega 8
Днями я задумався: «Чому б мені не зайнятися вивченням нового для себе мови програмування, досвід з асемблером вже є, хочеться чогось новенького«. І цей новий для мене мова є мовою СІ. Мова Сі привернув мене, напевно, більш Новомосковскемим кодом ніж асемблер. Адже на асемблері чим більший обсяг коду пишеш, тим простіше в ньому заплутатися.
Для вивчення Сі мені знадобиться якийсь полігон для експериментів і дослідів. Адже якщо під кожну програму збирати окрему плату, труїти текстоліт і т.д. і т.п. буде потрібно занадто багато часу. Тому я вирішив створити якусь універсальну плату напхану світлодіодами, кнопками, і іншими штуками, чого мені на перших порах вистачить позаочі.
Звичайно я давно в курсі. що існують готові цікаві рішення в вигляді налагоджувальних плат різних виробників, причому за цілком доступною ціною.
Мені здається це надмірність, адже набагато дешевше і приємніше використовувати в роботі виріб розроблене і зібране своїми руками. Ну а про те що з цього всього вийшло ви зараз і дізнаєтеся. До речі хочу вам розповісти про одну цікаву розробці, про неї я розповім в одній з наступних статей, так що не пропустіть.
У конструкції плати я не намагався осягнути неосяжне, а обмежився що називається самим «ходовим функціоналом». Так я не застосовував дорогі комплектуючі, обійшовся рівно тим, що було в крокової доступності.
На зображенні нижче, ви можете бачити що з себе представляє отладочная плата.
За задумом плата повинна була бути не великий і мати різноманітні способи подачі живлення. Це задумано для того, щоб я міг експлуатувати плату в будь-якому місці, де буде така можливість і наявність харчування 5В.
СПОСОБИ ПОДАННЯ ХАРЧУВАННЯ
Харчування може подаватися чотирма різними способами:
1. Через роз'єм програмування IDC-10. Тут харчування подається прямо з програматора, що на мій погляд зручно живити і програматор і прошивати пристрій від одного джерела живлення. Про наявність харчування буде сигналізувати кольоровий світлодіод.
2. Клемна колодка встановлена на платі дозволяє живити пристрій від батарейного відсіку або від свого блоку живлення. Так взявши з собою блок живлення можна експлуатувати плату в будь-яких польових умовах, аби була по близькості розетка 220В.
3. Є можливість живити плату безпосередньо від порту USB комп'ютера. Комп'ютери зараз на кожному кроці, але ж це ще й чудові джерела пятівольтового харчування. Цим не можна не скористатися.
4. Є ще один, правда кілька «ізвращенскій» спосіб (буквально недавно його виявив), На платі є окрема колодочка для беспаечное монтажу і в ній міститься таємнича можливість. Крайні гнізда цієї колодки мають потенціали землі і напруги живлення. І якщо інші способи не підходять (по конструкції токоподводящих елементів) то це ще один варіант.
У кожному з чотирьох варіантів буде працювати індикація наявності живлення.
Весь функціонал плати залежить від наявності «фішок» і «булочок». Завжди хочеться нафарширувати плату до божевілля, але не завжди таке можливо, і часом спроби впихнути невпіхуемое, обертаються серйозними граблями в спину.
У своєму «творінні» я намагався слідувати принципам надійності, функціональності, практичності і звичайно ж економічної доцільності. В результаті вийшло те що і повинно було статися. От якось так.
Наріжним каменем на платі стоїть камінь мікроконтролера Atmaga 8. Підключення контролера до функціональних вузлів (тобішь, кнопки, светики і т.д.) я реалізував за допомогою спец. роз'ємів PLS і BLS. PLS це такі штирі, що встановлюються на плату. Відповідною частиною є гніздові роз'єми BLS на провід. Так само без використання проводів найбільш очевидні вузли можна підключити перемичками - джамперами. За замовчуванням жоден пін контролера ні з чим жорстко не зав'язаний.
Для біль шего зручності на платі присутні додаткові штирі з землею і харчуванням. Вони згруповані і встановлені у верхній частині плати, над цифровим семісегментним індикатором.
На цьому я трохи затримаюсь і постараюся висвітлити це питання більш детально:
1. Матрична клавіатура. На платі клавіатура представлена невеликим масивом кнопочок в кількості 9 штук. Збираючи кнопки в матрицю можна значно заощадити ніжки контролера, і чим більше кнопок використовується тим більше це виправдано.
Резистори підтяжки навіть купувати не довелося, знайшлися в моєму загашнику, номіналом приблизно 1кОм. Діоди можна вибрати практично будь-які. Доріжки від кнопочок підводяться до штиркам, розташованим по периметру контролера.
Підключати їх до атмеге можна установкою джамперів до прилеглих пінам, або проводками. Так клавіатуру можна підключати до абсолютно довільним пінам. На друкованій платі все це неподобство виглядає наступним чином.
2. Окремі кнопочки. Крім матричноїклавіатури я вирішив додати ще й самотньо стоять кнопочок, щоб обмежені можливості плати стали менш обмеженими. А так як один в полі не воїн, то дві кнопки встали як влиті.
Їх схемотехніка і розводка за місцем в принципі не блищать фантазією, але показати це варто.
3. Семисегментний індикатор, випаяний з плати старого комп'ютера. Раніше на таких індикаторах виводилася частота роботи процесора, була навіть якась кнопочка «ТУРБО» збільшує частоту «багаторазово»,
А мені якраз цей індикатор у нагоді і знайшов так би мовити друге життя. Даташит і технічні характеристики на нього мені нагугліть не вдалося. Так що вибачайте, проте методом ретельної прозвонки вдалося визначити таємну сутність цього твердого тіла.
Все різноманіття світлодіодів згруповані у дві групи - «вісімки». Кожна «вісімка» має всього один анод і безліч катодів. Катодами сегменти коммутируются до пінам контролера через реізістори відповідно. Резистори підбираємо під навантажувальні здатності контролера, у мене вони близько 500Ом.
На платі семисегментний індикатор я розташував зліва від контролера і вивів все катоди на PLS -штирькі. Аноди на моїй платі можуть підключатися до мережі джамперами, а втім можна проводом живити з контролера. Для зручності намалював праворуч від індикатора пам'ятку, щоб не забути яка ніжка до якого сегменту подстикована.
На реальної плати спочатку хотів вивести лутом всі написи і пам'ятки псевдошелкографіей, але в останній момент передумав. Втім якщо дуже знадобиться роздрукую потім як документоване методична розробка.
4. Світлодіоди. На своїй отладочной платі я передбачив два ряди світлодіодів, розташованих один під одним. За схемою вони підключені через резистори, як той же самий семисегментний індикатор. Світлодіоди ні під що жорстко не зав'язані. Вся комутація проводиться маніпуляцією джамперами і спец. дротів. Кожен анод світлодіода можуть підключатися до мережі установкою джамперів. Тут вмикати / вимикати доведеться установкою нуля на відповідний пін контролера, просто беремо і тягнемо проводом нульовий сигнал з контролера до катода потрібного світлодіода.
Можна піти й іншим шляхом. Підключаємо катод світлодіода джампером до землі (штирьковим панелька розташована праворуч) а до анода подаємо сигнал з контролера, проводом (штирьковим лінійка зліва).
Перестиковочная панелька, розташована посередині дана на додаток, якщо раптом захочеться використовувати інший резистор або застосувати інший схемотехнічний прийом. Також як і семисегментний індикатор, светики можна підключати крім контролера, встановлюючи відповідні джампери.
З п'єзокерамічним випромінювачем все виявилося набагато простіше. Його досить підключити до контролера. а другий висновок посадити на землю. Мені навіть резистор послідовно ставити не довелося, тому що опір пьезіка виявилося ну просто дуже великим. Так що в попередньо заготовлені отвори під резистор довелося запаяти перемичку.
Окремо хочеться сказати, що пьезокерамические випромінювачі бувають як з вбудованим генератором так і без такого. У мене він виявився з внутрішнім генератором, так що якщо генератора немає, доведеться генерувати сигнал програмно, втім це може бути навіть цікавіше.
6. Колодка для беспаечное монтажу. Як відомо всього не передбачиш, тому щоб творчий політ був менш обмежений, було вирішено встановити на плату беспаечное колодку. Колодка являє собою панельки типу PBD з дворядним розташуванням гнізд, що встановлюються на плату.
Так можна швиденько зібрати якусь схему не використовуючи паяльник. По краях колодки виведені харчування і земля, а невеликий проміжок між панельками дозволить впихнути навіть мікросхему в DIP корпусі. Принаймні це буде безумовно не зайвим доповненням.
На беспаечное колодку можна подати пітеніе відмінне від 5В, тільки іншими фичами плати доведеться поступитися. У будь-якому випадку напруга не повинна перевищувати допустиму напругу для конденсаторів сидять в ланцюзі харчування, і особливо варто поберегти індикаторний светодіодик.
Плата в цьому випадку повинна бути знеструмлена. всі джампери й проведення зняті. Тільки в цьому випадку на крайні ряди гнізд колодки можна подавати живлення і збирати схему яку вам завгодно.
Плату я спроектував в програмі DipTrace, як виявилося програма дуже зручна в застосуванні і дозволяє отримати гідний результат досить швидко. Мені після SprintLayot і Eagle CAD програма здалася просто мега крутий.
За радіодеталями чесно сказати особливо бігати не довелося, тому що основна частина у мене вже була. До речі у мене є інформація. про те як взагалі не паритися на рахунок комплектуючих. Закуповував я в основному панельки, роз'єми, кнопочки, пьезокерамический випромінювач. В принципі і все.
Далі мені залишалося все це справа роздрукувати на фотопапір і помістити під праску. Після промивання під струменем води і обробки плати ацетоном малюнок доріжок постав у всій своїй красі. Який раз переконуюся. що правильний підхід до лазерноутюжному методу дає дуже якісний результат.
Далі доріжки були Залужжя. Для цієї мети в цей раз я використав якесь нововведення. Дістав із шафи паяльник 40Вт і намотав на жало спеціальну демонтажні оплетку з магазину радіодеталей і вуаля. Результатом я виявився дуже задоволений. При залуження як флюс я застосовував звичайний аптечний гліцерин. Після напайки «секретним методом» комплектуючих вийшло те, що ви можете бачити на картинках вище.
Я думаю, що подібні плати дуже зручні в роботі і особливо для вивчення програмування контролерів. Застосовуючи отладочную плату можна не морочитися над залізом а повністю зосередити свою увагу на написання прошивки.
Всі матеріали проекту можна завантажити одним архівом.
На цьому у мене все, бажаю всього доброго і до нових зустрічей,
З н / п Сміла Васильєв.