This is an old revision of the document!
Table of Contents
Mikrokontroller ja arendusplaat
Kodulabori keskseks mooduliks on mikrokontroller ATmega128, mis on paigaldatud arendusplaadile. Lisaks mikrokontrollerile on arendusplaadil veel mitmesuguseid perifeeriaseadmeid, pingealaldi ja väljundviigud. Kontrollerplaat sisaldab endas järgmisi komponente:
- ATmega128-16AU mikrokontroller
- 8-kanaliga analoog-digitaal muunudr (ADC)
- 128 kB Flash mälu (programmi mälu)
- 6 kanaliga programmeeritav PWM generaator
- 4 kB EEPROM mälu (andmemälu)
- Standard 6-viiguga ISP (In system programming interface ) programmeerimise liides
- 14,745 MHz taktigeneraator (lihtsalt vahetatav)
- Reaalaja kell RTC (Real Time clock)
- Programmeeritav oleku LED (PB7) ja toite indikaator LED
- Standard DB-9 jadaliidese pistik
- Grupeeritud väljundviigud (1. D, B, E pordid, 2. G, C, A pordid 3. F port)
- Taaskäivitamise (Reset) nupp
- JTAG 10-viiguga programmeerimise liides
- 2,1 mm toitepesa
- Pinge stabilisaator ja vale-polaarsuse kaitse
Mikrokontrolleri arendusplaat - Kontrollerplaat
Kontrollerplaat on varustatud alaldiga ja pingestabilisaatoriga. Sisendpingeks sobib kontrollerile 6-15 V. Voolukadude minimiseerimiseks on soovitav kasutada 6-9 V pingeallikat. Toite ühendamisel peab kontrollerplaadi toite LED hakkama põlema. Kui see ei sütti, siis võib põhjus olla nõrgas toitepinges, lühises kontrollerplaadil või temaga ühendatud seadmel või on ühendamata kontrollerplaadil olev jumper (kohe toitepesa kõrval). Kontrollerit saab programmeerida, kasutada nii ISP kui ka JTAG-ICE standaril põhinevaid programmaatoreid. JTAG programmaator toetab lisaks lihtsale programmi peale laadimisele ka programmi koodi silumist. JTAG programmaatorit võib aga kasutada ka ISP režiimis. Programmeerimise viikudele on vahele paigaldatud multiplekser, mis võimaldab kontrolleri töö ajal vastavaid viike kasutada ka teiste funktsioonide jaoks.
Kontrollerplaat on varustatud oleku LED-iga, mis on ühendatud kontrolleri väljundviiku PB7. LED süttib, kui viik seada madalasse olekusse (loogiline 0). Seda on hea kasutada lihtsate lahenduste juures indikaatorina. Moodul on varustatud kahe jadaliidesega, millest üks (UART1) on ühendatud standardse DB-9 pistikuga. Mõlemad jadaliidesed on ühendatud väljundpistikutega läbi MAX232 signaalikonverteri.
Kontrollerplaadil on olemas lisamälu, milleks on 4 Mbit Atmel AT45DB041B kiip. Mälu on ühendatud SPI liidese kaudu mikrokontrolleriga ja seda võib kasutada andmete salvestamiseks, juhul kui need peavad säilima ka peale toite eemaldamist mikrokontrollerilt.
Väljundviigud ja nende funktsioonid
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | PD7 | T2 | Taimer/Loendur2 taktsignaali sisend |
| 2 | PD6 | T1 | Taimer/Loendur1 taktsignaali sisend |
| 3 | PD5 | XCK1 | USART1 taktsignaali sisend/väljund |
| 4 | PD4 | IC1 | Taimer/Loendur1 sündmuste püüdja sisend |
| 5 | PD3 | INT3/TXD1 | Väline katkestus 3 või UART1 saate-viik |
| 6 | PD2 | INT2/RXD1 | Väline katkestus 2 või UART1 vastuvõtu-viik |
| 7 | PD1 | INT1/SDA | Väline katkestus 1 või TWI andmeviik |
| 8 | PD0 | INT0/SCL | Väline katkestus 0 või TWI taktsignaali viik |
| 9 | VCC | - | +5 V |
| 10 | GND | - | Maa |
| 11 | PB7 | OC2/OC1C | Taimer/Loendur2 või Taimer/Loendur1 võrdlustulemuse väljastusüksus (C) |
| 12 | PB6 | OC1B | Taimer/Loendur1 võrdlustulemuse väljastusüksus B |
| 13 | PB5 | OC1A | Taimer/Loendur1 võrdlustulemuse väljastusüksus A |
| 14 | PB4 | OC0 | Taimer/Loendur0 võrdlustulemuse väljastusüksus |
| 15 | PB3 | MISO | SPI master andmete sisend / SPI slave väljund |
| 16 | PB2 | MOSI | SPI master andmete väljund / SPI slave sisend |
| 17 | PB1 | SCK | SPI taktsignaali viik |
| 18 | PB0 | SS | SPI slave valiku viik |
| 19 | PE7 | INT7/IC3 | Väline katkestus 7 või Taimer/Loendur3 sündmuste püüdja sisend |
| 20 | PE6 | INT6/T3 | Väline katkestus 6 või Taimer/Loendur3 taktsignaali sisend |
| 21 | PE5 | INT5/OC3C | Väline katkestus 5 või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus C |
| 22 | PE4 | INT4/OC3B | Väline katkestus 4 või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus B |
| 23 | PE3 | AIN1/OC3A | Komparaatori negatiivne sisend või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus A |
| 24 | PE2 | AIN0/XCK0 | Komparaatori positiivne sisend või USART0 taktsignaali sisend/väljund |
| 25 | PE1 | PDO/TXD0 | Programming Data Output or UART0 Transmit Pin |
| 26 | PE0 | PDI/RXD0 | Programming Data Input or UART0 Receive Pin |
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | - | Maa |
| 2 | VCC | - | +5 V |
| 3 | PA0 | AD0 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 0 |
| 4 | PA1 | AD1 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 1 |
| 5 | PA2 | AD2 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 2 |
| 6 | PA3 | AD3 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 3 |
| 7 | PA4 | AD4 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 4 |
| 8 | PA5 | AD5 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 5 |
| 9 | PA6 | AD6 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 6 |
| 10 | PA7 | AD7 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 7 |
| 11 | - | - | Pole ühendatud |
| 12 | - | - | Pole ühendatud |
| 13 | PG2 | ALE | Välismälu-liidese aadressi lukustussignaal |
| 14 | - | - | Pole ühendatud |
| 15 | PC6 | A14 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 14 |
| 16 | PC7 | A15 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 15 |
| 17 | PC4 | A12 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 12 |
| 18 | PC5 | A13 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 13 |
| 19 | PC2 | A10 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 10 |
| 20 | PC3 | A11 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 11 |
| 21 | PC0 | A8 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 8 |
| 22 | PC1 | A9 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 9 |
| 23 | PG0 | WR | Välismälu kirjutussignaal |
| 24 | PG1 | RD | Välismälu lugemissignaal |
| 25 | - | - | Pole ühendatud |
| 26 | - | - | Pole ühendatud |
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC | - | +5 V |
| 2 | GND | - | Maa |
| 3 | REF | AREF | ADC võrdluspinge sisend |
| 4 | GND | - | Maa |
| 5 | PF0 | ADC0 | ADC sisendkanal 0 |
| 6 | GND | - | Maa |
| 7 | PF1 | ADC1 | ADC sisendkanal 1 |
| 8 | GND | - | Maa |
| 9 | PF2 | ADC2 | ADC sisendkanal 2 |
| 10 | GND | - | Maa |
| 11 | PF3 | ADC3 | ADC sisendkanal 3 |
| 12 | GND | - | Maa |
| 13 | PF4 | ADC4/TCK | ADC sisendkanal 4 või JTAG taktsignaali viik |
| 14 | GND | - | Maa |
| 15 | PF5 | ADC5/TMS | ADC sisendkanal 5 või JTAG režiimivaliku viik |
| 16 | GND | - | Maa |
| 17 | PF6 | ADC6/TDO | ADC sisendkanal 6 või JTAG andmete väljundviik |
| 18 | GND | - | Maa |
| 19 | PF7 | ADC7/TDI | ADC sisendkanal 7 või JTAG andmete sisendviik |
| 20 | GND | - | Maa |
Ühendamine
Kontrolleriplaadi ühendamisel moodulite ja seadmetega on põhireegel see, et toitekaabel ühendatakse viimasena. Kui mooduliga soovitakse ühendada lisaseadmeid, näiteks LCD ekraan, andur, vms., siis tuleb ühendamise ajaks kontrolleriplaadilt toitekaabel eemaldada. Mooduleid ja seadmeid tuleb omavahel ühendada ettevaatlikult ja liigset jõudu kasutamata, kuna ribakaabliga võib vale käsitlemise tulemusena kergesti kontaktid kõveraks painutada.
