Vývojová deska pro procesory ATMEL-51

(vloženo 13.5.2009)

Při pokusech a při ladění programů pro jednapadesátku mě napadla myšlenka vyrobit jakousi desku, na které by byl procesor a vstupní/výstupní periferie a která by tak nahradila různé drátaření a bastly na nepájivém kontaktním poli. Výsledkem realizace této myšlenky je níže popsaná vývojová deska, která se dá použít pro -51 i pro další procesory se stejným zapojením a s ISP programovacím rozhraním.

Na vývojové desce se nachází

·         patice DIL40 pro procesor + lišta pro připojení krystalu

·         nezbytné blokovací kondenzátory, stabilizovaný zdroj 5V napájení

·         port pro ISP programátor

·         8 červených LED s budičem pro indikaci log.1

·         8 zelených LED s budičem pro indikaci log.0

·         LCD display 2x16 znaků

·         8 tlačítek spínajících log.1

·         8 tlačítek spínajících log.0

·         DIP spínače pro trvalé nastavení volitelné úrovně (+ nebo GND)

·         Samobudící piezoelement, buzený úrovní log.1 nebo log.0

·         UART sběrnice vyvedená na lištu a svorkovnici

 

Přiřazení periferií

Všechny periferie (s výjimkou LCD displaye, který je připojen pevně) jsou volitelně přiřaditelné na libovolný port procesoru. Toto přiřazení se provádí vodičem, stejně jako na nepájivém kontaktním poli. Na desce jsou proto osazeny lišty, do kterých se vodič zasouvá a je v nich pevně nakontaktován. Způsob i provedení lišt je stejné, jako je u precizní patice pro IO (viz fotky). Možnost drátového přiřazení libovolné periferie na libovolný port mi přišla nejpraktičtější.

 

Schéma zapojení vývojové desky - kliknutím se otevře .pdf v původním rozlišení.

El. zapojení periferií

LCD Display

Je zapojen podle 4 bitového propojení. Mechanicky je s deskou propojen dvěma šrouby a jednořadou lištou, takže je ho možné případně vyměnit nebo odmontovat. Pinově je kompatibilní se všemi LCD moduly 2x16 znaků. V případě použití displaye s podsvitem (jako v mém případě) se podsvícení zapíná propojkou na liště J12.

Červené LED

8ks červených LED diod s tranzistorovými budiči slouží k indikaci úrovně log. 1 na portech. Aby darlingtony při nezapojených vstupech nezůstávaly náhodně sepnuté, je na ně přes odporovou síť RN3 přivedeno záporné předpětí. Proud, potřebný k sepnutí jedné LED je stanoven právě odporovou sítí a je 5uA.

Zelené LED

8 ks zelených LED pro indikaci log. 0 ovládá budič IC2. Na jeho místě můžeme použít libovolný typ, pinově jsou většinou shodné. Budič se chová stejně, jako by každou LED budil tranzistor PNP, proud LEDkami byl zvolen rezistory 560 Ohm s ohledem na dostatečnou svítivost a zároveň co nejmenší odběr ze zdroje. Proud, který budič odebírá z každého vstupu je asi 2mA. Předpětí vstupů je nastaveno uvnitř IO.

Piezoměnič + tlačítka

Piezo je buzeno buď z tranzistoru Q1 úrovní log.1, nebo přímo z lišty J16 úrovní log.0. Tlačítka TL1-TL8 spínají kladnou úroveň, zatímco TL9-16 úroveň zápornou (log. 0). Trvalé nastavení úrovně na port je možné DIP přepínačem, u kterého můžeme jumperem na liště J14 vybrat, zda bude spínat log. 1 nebo log.0.

Ostatní zapojení je patrné ze schématu. Porty 0, 1 a 3 mají nastavené kladné předpětí odporovými sítěmi 10k, zatímco u portu 2 je odporová síť pull-down volitelná (může se osadit do volné lišty J5).

Napájení desky

Desku je možné napájet dvěma způsoby:

1)  Napětí 5V z externího zdroje se připojí na svorku X4-3

2) Na svorku X4-1 připojíme napájecí napětí v rozsahu cca 7-30V a ze svorky X4-3 můžeme odebírat stabilizované napětí 5V pro napájení dalších obvodů. Přítomnost napětí 5V na desce indikuje zelená LED D10 „POWER“. Stabilizátor i celá deska jsou chráněny diodami proti opačné polaritě vstupního napětí.

 

 

Motiv plošného spoje a osazovací plán - deska je jednostranná. Po kliknutí se otevře pdf v původním rozlišení.

DPS

Všechny součástky Vývojové desky jsou osazeny na jednostranném plošném spoji. Velké prázdné plochy jsou zakryté měděnou plochou, čímž se usnadní leptání desky. Desku jsem nenavrhoval pro určitou krabičku, protože její použití ani nepředpokládám. Je pouze přišroubována na pevném podkladu (tak aby vývody součástek neškrábaly po stole J).

 

Testovací program

Pro oživení a vyzkoušení desky jsem napsal jednoduchý prográmek (Test_vd.hex). Nejprve červené LED D1-D8 se připojí na port P1 (D1 na P1.0 až D8 na P1.7), zelené na port P2 stejným způsobem. Tlačítko TL1 je na portu P3.0, TL2 na P3.1 a TL3 na P3.2. Piezo přiřadíme na port P3.3 tak aby bylo buzené úrovní log.1.

 Program vypíše na LCD display text „VYVOJOVA DESKA“, postupně rozsvítí všechny LEDky (nejprve červené, pak zelené) a potom reaguje na stisk tlačítek TL9 a TL10 a podle nich rozsvěcí nebo zhasíná LED1 a LED2. Při stisku tlačítka TL11 pípá piezo. Časování programu je vypočítané pro krystal 24 MHz. Změnou přiřazení můžeme libovolně otestovat všechny porty. Program je ke stažení ve zdrojovém formátu .asm s komentáři a je tedy snadno modifikovatelný.

 

Ke stažení

Schéma zapojení v Eaglu (vývojová_deska.sch)

Předloha plošného spoje v Eaglu (vývojová_deska.brd)

Testovací program pro oživení desky v assembleru (test_vd.asm)

Testovací program pro oživení desky v hexa formátu (test_vd.hex)

 

== tato stránka se nachází na adrese www.djpeak.cz ==