Это многосторонняя отладочная плата для микроконтроллеров AVR ATmega48/88/168. Она отлично подходит для отладки программ, т.к. имеет огромное количество встроенных периферийных элементов. Микроконтроллеры ATmega48/88/168 имеют много полезных свойств: I/O, Таймеры , PWM генераторы, ADC, RS232, TWI, SPI, Аналоговый компаратор, Осциллятор, EEPROM. К тому же, они очень просты в использовании. Именно поэтому, автор решил разработать отладочную плату для них.
ATmega AVR микроконтроллер DIP28 Отладочная плата разработана для ATmega48 (4КБ памяти), АTmega88 (8КБ), ATmega168 (16КБ).
Новые модели ATmega48P/88P/168P или ATmega328P (32КБ) тоже поддерживаются. Внешний кварц Х1 устанавливается в гнездо, поэтому заменить его не составит труда. Также предусмотрена возможность использования внутреннего осциллятора, в таком случае можно будет использовать выводы PB6 и PB7, предназначенные для внешнего кварца. Сброс микроконтроллера – кнопка S1.
Если периферийные устройства на плате не используются – можно подключить собственное устройство (напр. ЖК-дисплей), для этого на плате предусмотрены отдельные 10-выводные штырьки.
Может быть использовано как переменное, так и постоянное питание. Источник питания может быть подключен к 2.5мм разъему или спец. разъему (см. Screw Terminals). Питание включается/выключается переключателем SW1. Напряжение стабилизирует IO 7805. При включенном питании горит красный светодиод.
Четыре зеленых светодиода подключены к порту D.
Четыре кнопки подключены к порты В.
Пьезо динамик подключается к выводу PB1 через JMP5.
ADC Микроконтроллер имеет встроенный 10-битный аналого-цифровой преобразователь.
К микроконтроллеры можно подключать сенсоры с двух типов: с аналоговым или PWM выходом. Аналоговый – к PC0 (ADC0) через JMP10. PWM к PB0 через JMP11.
Использован последовательный интерфейс ( ИС – MAX232 ).
Конфигурация I/O выводов микроконтроллера
Вы сможете переключать соединения между RS232 и I/O выводами микроконтроллера.
Крепежный терминал позволит вам легко подключать внешние устройства (напр. вольтметр) к микроконтроллеру.
В отладочной плате предусмотрен внутрисхемный программатор. Микроконтроллер программируется через RS232 порт используя Pony Prog или AVDdude программатор. Что бы избежать интерференции сигналов рекомендуется отключить аналоговые переключатели 4066 ( вручную – SW2, автоматически – при включенном сбросе ( используя JMP13 )).
На печатной плате есть крепежные отверстия диаметром 3.2 mm.
Скачать печатную плату в формате PDF или в формате EPS
Скачать печатную плату в формате PDF
Перевод: Ale)(ander, по заказу РадиоЛоцман
На одном из сайтов нашёл статью, где предлагают собрать простой тестер полупроводниковых проборов именуемый AVR-Transistortester. Изучая данную тему, нашел, что AVR-Transistortester выполнены почти все по одной схеме отличия только в применяемых микроконтроллерах и дисплеев. Самая простая схема на ATmega8 можно использовать и ATmega48, содержит весь необходимый минимум, деталей, что не составит большого труда собрать начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента — индикация на дисплее):
— NPN транзисторы — на дисплее "NPN"
— PNP транзисторы — на дисплее "PNP"
— N-канальные-обогащенные MOSFET — на дисплее "N-E-MOS"
— P-канальные-обогащенные MOSFET — на дисплее "P-E-MOS"
— N -канальные-обедненные MOSFET — на дисплее "N-D-MOS"
— P -канальные-обедненные MOSFET — на дисплее "P-D-MOS"
— N-канальные JFET — на дисплее "N-JFET"
— P-канальные JFET — на дисплее "P-JFET"
— Тиристоры — на дисплее "Tиристор"
— Симисторы — на дисплее "ТРИАК"
— Диоды — на дисплее "Диод"
— Двухкатодные сборки диодов — на дисплее "Дв диод CA"
— Двуханодные сборки диодов — на дисплее " Дв диод CС"
— Два последовательно соединенных диода — на дисплее "2 диода послед."
— Диоды симметричные — на дисплее "2 диода встречные"
— Резисторы — диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом, KОм]— Конденсаторы — диапазон от 0,2nF до 5000uF [nF, uF]
Описание дополнительных параметров измерения:
— H21e (коэффициент усиления по току) — диапазон до 1000
— (1-2-3) — порядок подключенных выводов элемента
— Наличие элементов защиты — диода — "Символ диода"
— Прямое напряжение – Uf [mV]— Напряжение открытия (для MOSFET) — Vt [mV]— Емкость затвора (для MOSFET) — C= [nF]
Традиционно для себя перечертил схему в ДипТрейс и развёл плату под свои компоненты. Я применил планарную микросхему с тридцати двумя выводами.
Вот моя схема.
Плату старался развести так чтобы все детали, были под дисплеем, а тестовая панель, кнопка и контрольный светодиод были перед дисплеем. Применил стандартный разъём питания для подключения любого адаптера до 15в., на точность показаний это ни как не влияет.
Что касаемо применяемых деталей.
Транзисторы VT1-VT3 любые маломощные соответствующие переходу.
Резисторы тоже любые, любого класса точности кроме R7-R12, главное чтобы их сопротивление не сильно отличались от требуемых. Очень важно, чтобы резисторы R7-R12 были более высокого класса точности. Если таковых у вас нет, то нужно вооружиться хорошим, точным тестером и отобрать резисторы R7-R12, с минимальной погрешностью.
От этого зависит точность показаний. Правильно собранный из рабочих деталей прибор в наладке не нуждается. Работает сразу, транзисторы и другие детали кроме конденсаторов большой ёмкости тестирует достаточно быстро.
Я, подобные микросхемы программирую, уже впаянную в плату.
Проводки подпаиваю к дорожкам ведущие к соответствующим выводам. А потом уже припаиваю остальные детали. Можно программировать и после окончательной сборки приборчика.
А каким программатором, или какой программой пользоваться уже дело вкуса. Мне так понравилась программа AVRDUDE.
Главное установить правильные фьюзы.
Для ATmega8: lfuse = 0xc1; hfuse = 0xd9
Для ATmega48: lfuse = 0x42; hfuse = 0xdf; efuse = 0xff
В архиве выкладываю все свои и не свои материалы по изготовлению данного устройства.
Также в архиве, есть прошивка для русификации показаний прибора (английский и русский EEPROM, правильное отображение в кирилице µ и Omega), это в том случае если у вас дисплей поддерживает русские символы. Мой дисплей к несчастью оказался не из таких.
Многие устройства в моих статьях строятся на основе отладочных плат. Сегодня поговорим об отладочной плате для микроконтроллеров Atmega8/48/88/168/328. Все они в DIP корпусе имеют 28 выводов и одинаковое их расположение, поэтому без проблем можно одну отладочную плату использовать для любого из вышеперечисленных микроконтроллеров. Возможности этой отладочной платы позволяют также установить, например, bootloader для arduino и использовать эту плату как arduino.
Общий вид готовой отладочной платы
Принципиальная схема отладочной платы:
Данная отладочная плата состоит из следующего набора элементов. Место для микроконтроллера в отладочной плате использовано с применением разъема для корпуса DIP-28. Применение такого разъема, в народе именуемого "кроватка" позволит в случае чего быстро заменить микроконтроллер на плате. Удобно, если по неопытности случайно залочить микроконтроллер, удобно его извлечь и "вылечить" при помощи другой схемы или просто быстро сменить тип используемого микроконтроллера.
Также для быстрой смены кварцевого резонатора использован разъем. Так как эта отладочная плата, могут возникать ситуации, когда необходимо перезапускать микроконтроллер. Для этой цели на плате предусмотрена кнопка S1 – при замыкании на землю вывода PC6, происходит рестарт или reset используемого микроконтроллера. Резистор R6 подтягивает плюс питания к этому выводу для предотвращения самопроизвольного перезапуска. Данная макетная плата имеет простое исполнение, поэтому добавил два модуля для светодиодов (по три светодиода в каждом модуле). Токоограничительные резисторы для светодиодов подобраны таким образом, что для каждого модуля можно использовать RGB светодиоды – удовлетворено условие баланса белого. Падение напряжения на красных светодиодах чуть меньше, чем у зеленых и синих, поэтому резисторы R1 и R5 имеют сопротивление 180 Ом. Кроме того, резисторы в анодах светодиодов ограничивают ток на уровне примерно 18 – 20 мА для максимальной яркости. каждый светодиод соединяется с портом микроконтроллера через перемычки (джемперы) 1 – 6. Также, благодаря штырьковым соединениям, при помощи проводка о двух концов с соответствующими разъемами типа "мама" можно соединять светодиоды с любыми другими выводами микроконтроллера. Таким образом, макетка позволит отлаживать многие простые задачи без особых телодвижений, соответствуя своей простоте относительно всеобъемлющих отладочных плат, содержащих все нужные и не нужные модули для отладки любых задач. Следуя данной концепции, на плате возможно два варианта питания – 5 вольт от USB порта через программатор и 3,3 вольта через три выпрямительных диода (P-N переход диода способствует падению напряжения примерно на 0,5 – 0,6 вольт в зависимости от применяемого типа, диоды Шоттки имеют несколько меньшее падение на переходе – порядка 0,2 вольта, их лучше не использовать). Данные режимы питания выбираются путем установки перемычек (джемперов) 7 или 10. При желании можно немного изменить печатную плату и поставить стабилизатор напряжения на 3,3 вольта, например микросхему AMS1117. Резистор R10 ограничивает ток питания отладочной платы. Его можно или убрать, или заменить на меньший или больший номинал в пределах необходимого, или просто заменить резистором номинала 0 Ом. Резистор R9 был установлен в основном с целью только подключения LCD дисплея для регулировки контраста экранчика. Однако, этот функционал не ограничивается только LCD – дисплеем, резистор можно использовать в любых других необходимых целях. И, наконец, АЦП микроконтроллера. Как правило он питается от основного напряжения через дроссель для большей стабильности напряжения и более правильных показаний. Также АЦП имеет канал опорного напряжения. Оно организовано микросхемой управляемого стабилитрона TL431 – он стабилизирует напряжение до 2,5 вольт в соответствии с подключением выводов как на схеме, и оно подается на вывод AREF. Но не всегда нужно именно 2,5 вольта опорного напряжения. Поэтому на плате организованы перемычки 8 и 9 для возможности подключения 5 вольт на вывод опорного напряжения, то есть взять его от вывода AVCC – питания АЦП.
Для подключения светодиодов на печатной плате предусмотрены контакты типа цанга вдоль края платы.
Все выводы микроконтроллера дублируются штырьками. Тут все понятно – для возможности подключения к выводам используемого микроконтроллера на отладочной плате каких-то своих модулей, схем или устройств. Штырьковые контакты питания +5 вольт и 0 вольт имеются по 5 штук на плате. Специально для программирования на печатной плате предусмотрен стандартный 10 пиновый разъем для программаторов AVR, например USBasp или AVRdoper или других.
Более подробно расположение штырьков (в том числе и для перемычек) относительно микроконтроллера можно посмотреть на печатной плате (ссылка будет ниже).
А вот так выглядит отладочная плата со стороны пайки:
Надеюсь аккуратность порадует Ваш профессиональный глаз.
Если данная статья окажется кому-то толчком для начала освоения микроконтроллеров и техники их основе, то ниже будет представлена прошивка и программный код как просто для тестирования этой отладочной платы, так и для кого-то первым опытом в прошивке микроконтроллера. Предлагаю, как и многие другие, просто моргать светодиодом.
Для этого в компиляторе необходимо определить частоту работы микроконтроллера, далее присоединить к проекту основные библиотеки компилятора для работы с выбранным микроконтроллером. Следующим шагом является обозначение куда будет подсоединяться светодиод. Далее у нас главная программа main, без нее никак нельзя, в начале главной программы инициализируется порт для работы со светодиодом. Внутри главной программы прописан бесконечный цикл while, то есть он никогда не закончится и будет крутиться по кругу от начала и до конца. А внутри этого цикла сама суть прошивки – светодиод зажигается, ждем 1 секунда, светодиод тухнет, ждем 1 секунду и так по кругу. Вот собственно и вся простая программа для тестирования.
Вот что необходимо для прошивки микроконтроллера atmega8 – fuse биты:
К статье прилагается печатная плата, нарисованная в Sprint Layout, также простая прошивка для микроконтроллера ATmega8, моргающая светодиодом для оценки работоспособности платы и просто для того чтобы данная схема не была просто железякой. Также для данной прошивки прилагается файл Proteus и исходник программного кода в AVRstudio 4. Небольшое видео для демонстрации. Ну, а при желании Вы всегда можете загрузить самостоятельно в микроконтроллер bootloader для arduino и использовать эту плату как arduino Uno или Nano. Сам я особо не любитель arduino, поэтому не делал на это большого акцента.