This is an old revision of the document!
Table of Contents
Модуль контроллера ATMega128
Основным модулем Домашней Лаборатории является модуль контроллера, на макетную плату которого установлен микроконтроллер ATmega128. Помимо микроконтроллера на плате расположены различные периферийные устройства, стабилизатор напряжения и соединительные разъёмы. Плата модуля контроллера содержит в себе следующие компоненты:
- Микроконтроллер ATmega128-16AU
- 8-канальный аналогово-цифровой преобразователь (ADC)
- 128 kB flash-памяти (программная память)
- Программируемый широтно-импульсный генератор с 6 каналами
- 4 kB EEPROM память (память данных)
- Стандартный интерфейс программирования ISP (на английском языке in-system programming interface) с 6 выводами
- 14,7456 MHz тактовый генератор
- Часы реального времени RTC (на английском real time clock)
- LED текущего состояния (PB7) и LED индикатор напряжения
- Разъем стандартного последовательного интерфейса RS-232
- Объединенные вывод AVR (1: порты D, B, E; 2: порты G, C, A; 3: порт F)
- Кнопка сброса (на английском языке reset)
- Интерфейс программирования JTAG с 10 выводами
- 2,1 мм разъем питания
- Стабилизатор напряжения и защита от обратной полярности
Макетная плата микроконтроллера – Плата контроллера
Плата модуля контроллера снабжена выпрямителем и стабилизатором напряжения. Входное напряжение платы 6-15 V. Рекомендуемое напряжение 6-9 V. При подключение источника питания на плате должен загореться соответствующие LED. Микроконтроллер можно программировать как через ISP, так и через JTAG интерфейс. Находящийся в комплекте программатор JTAG-ICE позволяет легко загружать программу, а так же оптимизировать программный код. JTAG-ICE программатор можно использовать в ISP режиме. Выводы программирования соединены через мультиплексор, который позволяет во время работы контроллера, использовать соответствующие выводы для других функций. Плата модуля контроллера снабжена LED-ом состояния, который соединен с выводом микроконтроллера PB7. LED загорается, если вывод настроить низким (логически 0) и его можно использовать в качестве обычного индикатора. Микроконтроллер ATmega128 оснащен двумя последовательными интерфейсами, сигналы которых преобразованы на уровень RS-232 преобразователем MAX232. Для одного последовательного интерфейса (UART1) имеется стандартный RS-232 DB-9 штекер, для второго контактный разъём.
На плату установлена дополнительная память - 4 Mb Atmel AT45DB041B Flash-память. Память соединена с микроконтроллером через SPI интерфейс и её можно использовать для сохранения данных, в случае если они должны сохраняться после отключения питания от микроконтроллера.
Компоненты платы контроллера
Выводы соединительных разъемов и их функции
ADC – АЦП (Аналого-цифровой преобразователь)
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC | - | +5 V |
| 2 | GND | - | Земля |
| 3 | REF | AREF | Вход опорного напряжения ADC |
| 4 | GND | - | Земля |
| 5 | PF0 | ADC0 | Входной канал 0 ADC |
| 6 | GND | - | Земля |
| 7 | PF1 | ADC1 | Входной канал 1 ADC |
| 8 | GND | - | Земля |
| 9 | PF2 | ADC2 | Входной канал 2 ADC |
| 10 | GND | - | Земля |
| 11 | PF3 | ADC3 | Входной канал 3 ADC |
| 12 | GND | - | Земля |
| 13 | PF4 | ADC4/TCK | Входной канал 4 ADC или тактовый сигнал JTAG |
| 14 | GND | - | Земля |
| 15 | PF5 | ADC5/TMS | Входной канал 5 ADC или выбор режима JTAG |
| 16 | GND | - | Земля |
| 17 | PF6 | ADC6/TDO | Входной канал 6 ADC или выход данных JTAG |
| 18 | GND | - | Земля |
| 19 | PF7 | ADC7/TDI | Входной канал 4 ADC или вход данных JTAG |
| 20 | GND | - | Земля |
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | PD7 | T2 | Таймер/Счетчик2 вход тактового сигнала |
| 2 | PD6 | T1 | Таймер/Счетчик1 вход тактового сигнала |
| 3 | PD5 | XCK1 | Вход/выход тактового сигнала USART1 |
| 4 | PD4 | IC1 | Вход фиксации события Таймер/Счетчик1 |
| 5 | PD3 | INT3/TXD1 | Внешнее прерывание 3 или выход данных UART1 |
| 6 | PD2 | INT2/RXD1 | Внешнее прерывание 2 или вход данных UART1 |
| 7 | PD1 | INT1/SDA | Внешнее прерывание 1 или сигнал данных TWI |
| 8 | PD0 | INT0/SCL | Внешнее прерывание 0 или тактовый сигнал TWI |
| 9 | VCC | - | +5 V |
| 10 | GND | - | Земля |
| 11 | PB7 | OC2/OC1C | Единица вывода (С) результата сравнения Таймер/Счетчик1 или Таймер/Счетчик2 |
| 12 | PB6 | OC1B | Единица вывода B результата сравнения Таймер/Счетчик1 |
| 13 | PB5 | OC1A | Единица вывода А результата сравнения Таймер/Счетчик1 |
| 14 | PB4 | OC0 | Единица вывода результата сравнения Таймер/Счетчик0 |
| 15 | PB3 | MISO | Вход данных SPI master / выход SPI slave |
| 16 | PB2 | MOSI | Выход данных SPI master / вход SPI slave |
| 17 | PB1 | SCK | Тактовый сигнал SPI |
| 18 | PB0 | SS | SPI slave valik |
| 19 | PE7 | INT7/IC3 | Внешнее прерывание 7 или Таймер/Счетчик3 |
| 20 | PE6 | INT6/T3 | Внешнее прерывание 6 или вход тактового сигнала Таймер/Счетчик3 |
| 21 | PE5 | INT5/OC3C | Внешнее прерывание 5 или единица вывода С результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 22 | PE4 | INT4/OC3B | Внешнее прерывание 4 или единица вывода В результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 23 | PE3 | AIN1/OC3A | Отрицательный вход компаратора или единица вывода А результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 24 | PE2 | AIN0/XCK0 | Положительный вход компаратора или вход/выход тактового сигнала USART0 |
| 25 | PE1 | PDO/TXD0 | Выход интерфейса программирования ISP или выход данных UART0 |
| 26 | PE0 | PDI/RXD0 | Вход интерфейса программирования ISP или вход данных UART0 |
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | - | Земля |
| 2 | VCC | - | +5 V |
| 3 | PA0 | AD0 | Бит адреса и бит данных 0 интерфейса внешней памяти |
| 4 | PA1 | AD1 | Бит адреса и бит данных 1 интерфейса внешней памяти |
| 5 | PA2 | AD2 | Бит адреса и бит данных 2 интерфейса внешней памяти |
| 6 | PA3 | AD3 | Бит адреса и бит данных 3 интерфейса внешней памяти |
| 7 | PA4 | AD4 | Бит адреса и бит данных 4 интерфейса внешней памяти |
| 8 | PA5 | AD5 | Бит адреса и бит данных 5 интерфейса внешней памяти |
| 9 | PA6 | AD6 | Бит адреса и бит данных 6 интерфейса внешней памяти |
| 10 | PA7 | AD7 | Бит адреса и бит данных 7 интерфейса внешней памяти |
| 11 | - | - | Не подключен |
| 12 | - | - | Не подключен |
| 13 | PG2 | ALE | Сигнал защелкивания адреса интерфейса внешней памяти |
| 14 | - | - | Не подключен |
| 15 | PC6 | A14 | Бит адреса и бит данных 14 интерфейса внешней памяти |
| 16 | PC7 | A15 | Бит адреса и бит данных 15 интерфейса внешней памяти |
| 17 | PC4 | A12 | Бит адреса и бит данных 12 интерфейса внешней памяти |
| 18 | PC5 | A13 | Бит адреса и бит данных 13 интерфейса внешней памяти |
| 19 | PC2 | A10 | Бит адреса и бит данных 10 интерфейса внешней памяти |
| 20 | PC3 | A11 | Бит адреса и бит данных 11 интерфейса внешней памяти |
| 21 | PC0 | A8 | Бит адреса и бит данных 8 интерфейса внешней памяти |
| 22 | PC1 | A9 | Бит адреса и бит данных 9 интерфейса внешней памяти |
| 23 | PG0 | WR | Сигнал записи внешней памяти |
| 24 | PG1 | RD | Сигнал считывания внешней памяти |
| 25 | - | - | Не подключен |
| 26 | - | - | Не подключен |
Настройки по умолчанию контроллера
Настройки по умолчанию контроллера:
Соединение
Первое и последнее действие при соединении модуля контроллера с другими модулями и устройствами – это включение и отключение питания. Во время того как плата находится под напряжением опасно подключать устройства. Необходимо осторожно подключать между собой модули и устройства без применения излишней силы, т.к. можно повредить контакты разъемов и соединительных шин. При подключении программатора убедитесь, чтобы кабель был вставлен правильно. В случае программатора JTAG-ICE кабель должен быть направлен в сторону от платы (красной полоской к гнезду питания).
Соединение платы контроллера с питанием и программатором
