Hi-Tech Arduino Компьютеры Интернет
HV-Lab Reference Linux Форум
Справочники Libraries Windows Галерея
Электроника Hardware Hardware Загрузки
Печатные платы Forum Программирование Мини-чат
[ Февр 26, 07:42 ] admin: Форум перешел в разряд архивного.
[ Февр 24, 19:02 ] admin: переехали на новый сервер. Грядут перемены.
[ Фев 20, 08:38 ] кулибин: Переход на SSL был непрост (особенно с абсолютными путями на изображения, но мы его осуществили)
RSS статьи
 
Статьи

Статьи->Электроника->RLN Electro Ethernet [ Поиск ]

RLN Electro Ethernet - Отладочная плата со всем необходимым!
Отправил: кулибин, Суббота, 08 Декабря 2012 15:55

Top-View.jpg

Ведь не секрет, что разработка устройств на микроконтроллерах не может обойтись без аппаратного обеспечения. Необходимо на чем-то отлаживать программу, обкатывать ее, или просто поиграться с микроконтроллером. Для отладки программы нужен какой-то определенный набор функций. В одном случае этот функционал присутствует на плате, в другом случае — подключается в виде дополнительных модулей. Если посмотреть на сравнительную таблицу наиболее функциональных/специализированных отладочных плат, то часть из них либо слишком громоздка при большом функционале, либо слишком специализирована при малых габаритах, Я решил объединить функционал и габариты в одном устройстве.

Отладочная плата RLN Electro предназначена для отладки и прототипирования управляющих прошивок на базе микроконтроллеров AVR.
При ее создании, я руководствовался следующими критериями:

Никаких лишних соединений и проводов. Все выводы жестко завязаны на свои функции, причем ноги распределены таким образом, чтобы минимизировать потери полезных функций и увеличить выгоду от сочетания «процессор — дочернее устройство». Именно поэтому, к примеру, Энкодер оказался подключен к входам PCINT. Недостаток такого подхода — отсутствие гибкости — компенсируется надежностью и компактностью решения.

Удобство компоновки органов управления — необходимо все распределить так, чтобы после подключения проводов к разъемам шлейфы не перекрывали их.

Максимальное число современных интерфейсов. В первом приближении работа не завершена, однако наличие на данной плате Ethernet и USB на порядок увеличивает число возможных применений платы.

 Функциональный метод сборки, который позволяет устанавливать текущий функционал платы простой распайкой только необходимых компонентов на плате — в виду компактности последней становится возможным устанавливать ее в конечную систему управления — это снимает требование разработки специальной платы и повышает скорость разработки.

Полная принципиальная схема бета-версии отладочной платы доступна по ссылке:

RLN_Electro_Ethernet_2012SE_b.pdf 

Рассмотрим все возможности данной платы:
Процессор:

В качестве процессора был выбран самый мощный контроллер серии 8-bit AVR – микроконтроллер Atmega640/1280/2560 в корпусе TQFP-100.

Полную информацию по процессору можно узнать из датащита: ATmega1280.pdf, однако приведем самые основные его характеристики: 

  • 64/128/256 Кбайт Flash для хранения прошивки;
  • 8Кбайт ОЗУ;
  • 4Кбайт EEPROM для хранения данных;
  • до 20МГц тактовой частоты процессора (сменный кварцевый резонатор);
  • 2 8-разрядных таймера/счетчика и 4 8-разрядных канала ШИМ;
  • 4 16-разрядных таймера/счетчика и 12 16-разрядных канала ШИМ;
  • 16 каналов 10-разрядного АЦП, из них 8 каналов полностью доступны пользователю, а к 4 каналам подключены потенциометры. Оставшиеся 4 канала выведены на разъем JTAG с неотключаемыми (в рабочей версии платы) резисторами подтяжки;
  • 86 линий ввода/вывода, из которых пользователю непосредственно доступно 49 выводов;
Органы управления и контроля:
Плата снабжена 4-разрядным 7-сегментным светодиодным индикатором с параллельным интерфейсом и разъемом для подключения символьного ЖКИ по 4-разрядному интерфейсу.
rln_electro_2.jpg Помимо этого, присутствуют 5 кнопок, подключенных к выводам PG0-PG4. Данные кнопки хорошо подходят для навигации по меню системы МенюОС.
Для прокручивания длинных списков, установки различных числовых значений и просто для регулирования параметров в рабочем режиме имеется Энкодер. Он подключен к выводам PJ5 И PJ6, с функцией вызова прерывания PCINT1_vect. Это дает возможность вести подсчет импульсов в фоновом режиме, с помощью обработчика прерывания.
4 Потенциометра позволяются задавать то или иное значение на одном из 4 входов АЦП(ADC0 -ADC4). В бета-версии подключение потенциометров инвертированное — минимальное значение на входе АЦП возвращается при повороте ручки потенциометра вправо до упора.
Выводы вход/выход:
Практически все свободные выводы микроконтроллера подключены к штырьковым разъемам IDC-10. При этом, три порта микроконтроллера — PORTD, PORTL и PORTK — выведены полностью и продублированы винтовыми зажимами для удобства подключения.
rln_electro_4.jpg Для максимального удобства все разъемы подписаны и для каждого на плате располагается таблица выводов. В финальной версии для разъемов PORTGB и PORTE — будет введена аналогичная разъемам PORTD, PORTK, PORTL схема подключения — выводам PIN0-PIN7 соответствуют выводы 1-8 разъема, 9 вывод - +5В питания, 10 вывод — общий провод.
Точек подключения питания 5В и Общего провода только винтовых — по 6 точек. По три точки каждого уровня слева и справа на плате.
Интерфейсы:
На плате присутствуют следующие интерфейсы:
  • RS-232 на базе микросхемы преобразователя MAX232. Данный преобразователь при помощи джамперов подключается к порту UART2 контроллера.

  • RS-485 на базе микросхемы ADM3485. Данный преобразователь жестко подключен к синхронному порту UART1.

  • USB с разъемом формата B для подключения платы в качестве дочернего устройства. Преобразователь собран на базе микросхемы FT232RL. Особенностью этой микросхемы и разводки является то, что она может выступать программатором. Для этого на плате предусмотрен 4-контактный разъем для подключения к контроллеру и программирования в т. н. Режим bit-bang.

  • Аналоговый датчик тока на базе эффекта Холла с гальванической развязкой. Подключается к входу ADC8 АЦП контроллера. В данный момент устанавливается датчик на номинальный ток 5А постоянного и переменного тока.
rln_electro_1.jpg Из разъемов программирования на плате имеются:
6-контактный и 10-контактный разъемы программирования ISP для подключения старых и новых версий программаторов.
10-контактный разъем программирования и отладки при помощи JTAG
Ethernet
Данная плата оборудована Ethernet контроллером W5100 для организации связи с сетью Интернет. Данная микросхема обладает аппаратным TCP-стеком что экономит вычислительные ресурсы контроллера. Схемотехника Ethernet-контроллера аналогична применяемой на Ethernet-shield для Arduino и практически совместима с ним. Отличие от стандартной библиотеки в номере ноги с функцией SS — в Arduino он подключен к ноге PB4, в данной плате к ноге PB0. Сделано это для высвобождения ноги с функцией ШИМ.
Гальваническая развязка:
В качестве выходов с гальванической развязкой используются 6 миниатюрных реле с 1 переключающейся группой контактов.
В качестве гальванически развязанных входов предполагалось использовать 4 входа на оптопарах, однако при разработке были применены микросхемы, отсутствующие в необходимом миниатюрном корпусе и в бета-версии не установлены. В промышленной версии данные входы будут присутствовать. Подключаются они ко входам PJ0-PJ3, с функцией PCINT.
rln_electro_3.jpg
 
Видеообзор на данную отладочноую плату

 Состояние проекта:

В настоящее время проект готовится к запуску в серийное производство.  Вся документация и возможности описыаются для реально существующего предсерийного образца.

Серийный образец будет отличаться следуюими пунктами:

  • Установлены светодиод питания, светодиоды RX TX на всех 4-х портах UART;
  • Изменено подключение потенциометров. Максимум, как и положено, справа;
  • Самы потенциометры пододвинуты ближе к релюшкам и теперь не мешают дисплею;
  • Два штырьковых порта PORTGB и PORTE приведены в соответствие с полными портами: выводы 1-8 соответствуют выводам 0-7 портов, 10 вывод - земля , 9 вывод - +5В
  • Исправлена схема галиванически развязанных входов;
  • Изменена ножка INT у Ethernet;
  • В верхнем левом углу установлен разъем для MicroSD-карты.

Стоимость платы вместе с дисплеем составит 2800 рублей.

Голосов Голосов: 1 - В среднем: 5

Добавить комментарий Оценить
Комментарии

Статистика
Всего 205 статей в базе
Наиболее просматриваемые: Arduino и сеть RS485.
Лучшие по оценкам: РЦВМ1 - Релейная Цифровая Вычислительная Машина

Пользователи в разделе статьи: 2 (0 Пользователи 2 Гости и 0 Скрытые пользователи)
Видимые пользователи:


 
 

MKPortal©2003-2008 mkportal.it
MultiBoard ©2007-2009 RusMKPortal
Страница сгенерированна за 0.01218 секунд с 24 обращениями в базу данных

Intel Core i5-3450 2Gb RAM 100Gb HDD 100Mbps Ethernet

© Artem Kashkanov 2005-2016