Mega32 Application Board

 

USB

 

Das "C-Control Pro Application Board MEGA 32" (Conrad Artikel-Nr. 198245) verfügt über eine USB Schnittstelle zum Laden und Debuggen des Programms. Durch die hohe Datenrate dieser Schnittstelle sind die Datenübertragungszeiten gegenüber der seriellen Schnittstelle erheblich kürzer. Die Kommunikation erfolgt über einen USB-Controller von FTDI und einen AVR Mega8 Controller. Der Mega8 hat einen eigenen Reset-Taster (SW5). Im USB-Betrieb wird der Status der Schnittstelle über zwei Leuchtdioden angezeigt (LD4 rot, LD5 grün). Leuchtet nur die grüne LED, so ist die USB-Schnittstelle bereit. Erfolgt eine Datenübertragung, so leuchten beide LEDs. Das gilt auch für den Debugmodus. Ein Blinken der roten LED zeigt einen Fehlerzustand an. Wird ein Programm im Interpreter gestartet, dann leuchtet die rote LED während der Laufzeit. Für die USB-Kommunikation wird die SPI-Schnittstelle des Mega32 verwendet (PortB.4 bis PortB.7, PortA.6, PortA.7) und müssen über die entsprechenden Jumper verbunden sein.

 

 

Ein- Ausschalter

 

Der Schalter SW4 befindet sich an der Frontseite des Application Boards und

dient zum Ein/Ausschalten der Spannungsversorgung.

 

 

Leuchtdioden

 

Es stehen 5 Leuchtdioden zur Verfügung. LD3 (grün) befindet sich an der Frontseite unter dem DC-Anschluß und leuchtet, wenn die Versorgungsspannung vorhanden ist. LD4 und LD5 zeigen den Status der USB-Schnittstelle an (siehe Abschnitt USB). Die grünen Leuchtdioden LD1 und LD2 befinden sich neben den vier Tasten und stehen dem Anwender frei zur Verfügung. Sie sind über einen Vorwiderstand an VCC gelegt. Über Jumper kann LD1 an PortD.6 und LD2 an PortD.7 angeschlossen werden. Die Leuchtdioden leuchten wenn der entsprechende Port Pin low (GND) ist.

 

 

Taster

 

Es sind vier Taster vorgesehen. Mit SW3 (RESET1) wird beim Mega32 ein Reset ausgelöst, und mit SW5 (RESET2) ein Reset für den Mega8. Die Taster SW1 und SW2 stehen dem Anwender zur Verfügung. SW1 kann über einen Jumper an PortD.2 gelegt werden und entsprechend SW2 an PortD.3. Es besteht die Möglichkeit SW1/2 entweder gegen GND oder VCC zu schalten. Diese Wahlmöglichkeit wird mit JP1 bzw. JP2 festgelegt. Um bei offenem Taster einen definierten Pegel am Eingangsport zu haben, sollte der entsprechende Pullup eingeschaltet sein (siehe Abschnitt Digitalports).

 

Ein Drücken von SW1 beim Einschalten des Boards aktiviert den seriellen Bootloadermodus.

 

 

LCD

 

Ein LCD-Modul kann an das Application Board angesteckt werden. Es stellt 2 Zeilen zu je 8 Zeichen dar. Auch anders organisierte Displays können grundsätzlich über diese Schnittstelle betrieben werden. Jedes Zeichen besteht aus einer monochromen Matrix von 5x7 Punkten. Ein blinkender Cursor unter einem der Zeichen kann die aktuelle Ausgabeposition anzeigen. Das Betriebssystem bietet eine einfache Softwareschnittstelle für Ausgaben auf das Display. Das Display wird an den Stecker X14 (16-polig, zweireihig) angeschlossen. Durch einen mechanischen Verpolungsschutz ist ein falsches Einstecken nicht möglich.

 

Das verwendete LCD Modul ist vom Typ Hantronix HDM08216L-3. Weitere Informationen findet man auf der Hantronix Webseite http://www.hantronix.com und im Datasheets Verzeichnis auf der CD-ROM.

 

Das Display wird im 4-Bit Modus betrieben. Daten werden am Ausgang EXT-Data angelegt, und dann der Reihe nach in das Schieberegister 74HC164 mit EXT-SCK hinein getaktet. Mit setzen von LCD-E werden die 4-Bit dann an das Display übergeben.

 

 

LCD-Kontrast (LCD ADJ)

 

Die beste Sichtbarkeit der LCD-Zeichen ergibt sich bei frontaler Betrachtung. Gegebenenfalls muss der Kontrast etwas nachgeregelt werden. Der Kontrast kann über den Drehwiderstand PT1 eingestellt werden.

 

 

Tastatur

 

Für Benutzereingaben steht eine 12-er Tastatur (0..9,*,#) zur Verfügung. (X15: 13-poliger Stecker). Die Tastatur ist 1 aus 12 organisiert, d.h. jeder Taste ist eine Leitung zugeordnet. Die Tasteninformation wird seriell über ein Schieberegister eingelesen. Wird keine Tastatur verwendet, so können die 12 Eingänge als zusätzliche Digitaleingänge verwendet werden. Die Tastatur verfügt über einen 13-poligen Anschluß (einreihig) und wird an X15 so angesteckt, daß das Tastenfeld zum Application Board zeigt.

 

Die einzelnen 12 Leitungen der Tastatur werden über PL(parallel load - KEY-E) in die Schieberegister der 74HC165 übernommen. Dann wird über einzelnes Triggern von CP (clock input - EXT-SCK) die einzelnen Bits zu Q7

gelatched. Dort können sie mit EXT-Data eingelesen werden. Damit alle Bits von einem 74HC165 in den anderen 74HC165 gelangen, ist der eine Q7 des 74HC165 mit dem DS des anderen 74HC165 verbunden.

 

I2C-Schnittstelle

 

Über diese Schnittstelle können mit hoher Geschwindigkeit serielle Daten übertragen werden. Es werden dazu nur zwei Signalleitungen benötigt. Die Datenübertragung geschieht gemäß dem I2C-Protokoll. Zur effektiven Nutzung dieser Schnittstelle werden spezielle Funktionen zur Verfügung gestellt (siehe Softwarebeschreibung I2C).

 

 I2C SCL

 I2C-Bus Taktleitung

 PortC.0

 I2C SDA

 I2C-Bus Datenleitung

 PortC.1

 

 

Spannungsversorgung (POWER, 5 Volt, GND)

 

Das Application Board wird über ein Steckernetzteil (9V/250mA) versorgt. Je nach zusätzlicher Beschaltung des Application Boards kann es später notwendig sein ein Netzteil mit höherer Leistung zu verwenden. Ein Festspannungsregler erzeugt die interne stabilisierte Versorgungsspannung von 5V. Alle Schaltungsteile auf dem Application Board werden mit dieser Spannung versorgt. Durch die Leistungsreserven des Netzteils stehen diese 5V auch zur Versorgung externer ICs zur Verfügung.

 

 Bitte den maximal entnehmbaren Strom beachten. Eine Überschreitung kann zur Zerstörung führen! Wegen der relativ hohen Stromaufnahme des Application Boards im Bereich von 125 mA ist sie für den Einsatz in dauerhaft batteriebetriebenen Geräten nicht zu empfehlen. Bitte den Hinweis zu kurzzeitigen Ausfällen der Versorgungsspannung ("siehe Resetverhalten") beachten.

 

Hält man das Application Board so, das die Anschlüsse nach oben zeigen, dann ist die linke Lochrasterfeldreihe mit GND verbunden und die rechte Lochrasterfeldreihe mit VCC.

 

 

Serielle Schnittstelle

 

Der Mikrocontroller Atmega32 besitzt hardwareseitig eine asynchrone serielle Schnittstelle nach RS232-Standard. Das Format kann bei der Initialisierung der Schnittstelle festgelegt werden (Datenbits, Paritätsbit, Stopbit). Auf dem Application Board befindet sich ein hochwertiges Pegelwandler-IC zur Umsetzung der digitalen Bitströme in Non-Return-Zero-Signale nach dem RS232Standard (positive Spannung für Lowbits, negative Spannung für Highbits). Das Pegelwandler-IC verfügt über einen erhöhten Schutz vor Spannungsspitzen. Spannungsspitzen können in elektromagnetisch belastetem Umfeld, z.B. in industriellen Anwendungen, in die Schnittstellenkabel induziert werden und angeschlossene Schaltkreise zerstören. Über Jumper können die Datenleitungen RxD und TxD mit dem Controller PortD.0 und PortD.1 verbunden werden. Im Ruhezustand (keine aktive Datenübertragung) können Sie am Pin TxD eine negative Spannung von einigen Volt gegen GND messen. RxD ist hochohmig. An der 9-poligen SUB-D Buchse des Application Boards liegt RxD an Pin 3 und TxD an Pin 2. Der GND-Anschluß liegt auf Pin 5. Es werden für die serielle Datenübertragung keine Handshakesignale verwendet.

 

Eine Kabelverbindung mit Anschluß an die NRZ-Pins TxD, RxD, RTS darf bis zu 10 Metern lang sein. Es sind nach Möglichkeit geschirmte Normkabel zu verwenden. Bei längeren Leitungen oder ungeschirmten Kabeln können Störeinflüsse die Datenübertragung beeinträchtigen. Nur Verbindungskabel verbinden, deren Anschlußbelegung bekannt ist.

 

 Niemals die seriellen Sendeausgänge zweier Geräte miteinander verbinden! Man erkennt die Sendeausgänge in der Regel an der negativen Ausgangsspannung im Ruhezustand.

 

Testschnittstellen

 

Die 4-polige Stiftleiste X16 wird nur für interne Testzwecke verwendet und wird auch nicht auf allen Application Boards bestückt werden. Für den Anwender ist diese Stiftleiste ohne Bedeutung.

 

Eine weitere Testschnittstelle ist die 6-polige Stiftleiste (zweireihig mit je 3 Pin) bei JP4. Auch diese Stiftleiste ist nur für den internen Gebrauch und wird in späteren Board Serien vermutlich nicht mehr bestückt.

 

Technische Daten Application Board

 

Hinweis: Detailliertere Informationen findet man in den PDF-Dateien der IC-Hersteller auf der C-Control Pro Software CD.

Alle Spannungsangaben beziehen sich auf Gleichspannung (DC).

 

 

Mechanik




äußere Abmessungen ca.

160 mm x 100 mm

Pinraster Verdrahtungsfeld

2,54 mm

Umgebungsbedingungen




Bereich der zulässigen Umgebungstemperatur

0°C … 70°C

Bereich der zulässigen relativen Umgebungsluftfeuchte

20% … 60%

 

 

 

Versorgungsspannung




Bereich der zulässigen Versorgungsspannung

8V … 24V

Stromaufnahme ohne externe Lasten

ca. 125mA

max. zulässiger Dauerstrom aus der stabilisierten 5V-Spannung

200mA