Mega128 Modul

 

Pinlayout des Moduls

 

Das Mega128 Modul wird auf 4 doppelreihigen (2x8) Vierkantstiften ausgeliefert. Für eine Hardware Applikation müssen die entsprechenden Buchsenleisten im folgenden Rasterformat angeordnet werden:

 

   

 

In der Grafik sieht man die Buchsenleisten X1-X4 und dann die ersten beiden Pins der Buchsenleiste. Pin 1 von Leiste X1 entspricht dem Anschluß X1_1 (siehe Mega128 Pinzuordnung).

 

Modulspeicher

 

In dem C-Control Pro 128 Modul sind 128kB FLASH, 4kB EEPROM und 4kB SRAM integriert. Auf dem Application Board befindet sich ein zusätzliches EEPROM mit einer Speichertiefe von 8kB und ein SRAM mit 64kB Speichertiefe. Das EEPROM ist über eine I2C Schnittstelle ansprechbar.

 

 

ADC-Referenzspannungserzeugung

 

Der Mikrocontroller verfügt über einen Analog-Digital-Wandler mit einer Auflösung von 10 Bit. Das heißt, gemessene Spannungen können als ganze Zahlen von 0 bis 1023 dargestellt werden. Die Referenzspannung für die untere Grenze ist der GND-Pegel, also 0V. Die Referenzspannung für die obere Grenze kann vom Benutzer gewählt werden:

 

5V Versorgungsspannung (VCC)

interne Referenzspannung von 2,56V

externe Referenzspannung z.B. 4,096V durch Referenzspannungs-IC erzeugt

 

Ist x ein digitaler Meßwert, dann errechnet sich der entsprechende Spannungswert u wie folgt:

 

u = x * Referenzspannung / 1024

 

 

Takterzeugung

 

Die Takterzeugung erfolgt durch einen 14,7456MHz-Quarzoszillator. Alle zeitlichen Abläufe des Controllers sind von dieser Taktfrequenz abgeleitet.

 

Reset

 

Ein Reset bewirkt die Rückkehr des Microcontrollersystems in einen definierten Anfangszustand. Das C-Control Pro Modul kennt grundsätzlich 2 Reset-Quellen:

 

Power-On-Reset: wird automatisch nach dem Einschalten der Betriebsspannung ausgeführt

Hardware-Reset: wird ausgeführt, wenn der RESET (X2_3) des Moduls "low" gezogen und wieder losgelassen wird, z.B. durch kurzes Drücken des angeschlossenen Reset-Tasters RESET1 (SW3)

 

Durch eine „Brown-Out-Detection" wird verhindert, daß der Controller bei Absinken der Versorgungsspannung in undefinierte Zustände kommen kann.

 

 

Digitalports (PortA, PortB, PortC, PortD, PortE, PortF, PortG)

 

Das C-Control Pro Modul verfügt über 6 digitale Ports mit je 8 Pins und einem digitalen Port mit 5 Pins. An den Digitalports können z.B. Taster mit Pull-Up-Widerständen, Digital-ICs, Optokoppler oder Treiberschaltungen für Relais angeschlossen werden. Die Ports können einzeln, d.h pinweise oder byteweise angesprochen werden. Jeder Pin kann entweder Eingang oder Ausgang sein.

 

Niemals zwei Ports direkt zusammenschalten, die gleichzeitig als Ausgang arbeiten sollen!

 

Digitale Eingangspins sind hochohmig oder mit internem Pullup-Widerstand beschaltet und überführen ein anliegendes Spannungssignal in einen logischen Wert. Voraussetzung dafür ist, daß sich das Spannungssignal innerhalb der für TTL-bzw. CMOS-ICs definierten Bereiche für Low- oder Highpegel befindet. In der weiteren Verarbeitung im Programm werden die logischen Werte von einzelnen Eingangsports als 0 ("low") oder -1 ("high") dargestellt. Pins nehmen Werte von 0 oder 1 an, Byteports 0 bis 255. Ausgangsports können über eine interne Treiberschaltung digitale Spannungssignale ausgeben. Angeschlossene Schaltungen können einen bestimmten Strom aus den Ports ziehen (bei High-Pegel) bzw. in diesen speisen (bei Low-Pegel).

 

Den maximal zulässigen Laststrom für einen einzelnen Port und für alle Ports in der Summe beachten. Eine Überschreitung der Maximalwerte kann zur Zerstörung des C-Control Pro Moduls führen. Nach dem Reset ist zunächst jeder Digitalport als Eingangsport konfiguriert. Über bestimmte Befehle kann die Datenrichtung umgeschaltet werden.

 

Es ist wichtig, vor der Programmierung die Pinzuordnung von M32 und M128 zu studieren, da wichtige Funktionen der Programmentwicklung (z.B. die USB Schnittstelle des Application Boards) auf bestimmten Ports liegen. Werden diese Ports umprogrammiert, oder sind die zugehörigen Jumper auf dem Application Board nicht mehr gesetzt, kann es passieren, daß die Entwicklungsumgebung keine Programme mehr zum C-Control Pro übertragen kann. Auch Ein- und Ausgänge der Timer, A/D Wandler, I2C und die serielle Schnittstelle sind mit einigen Port Pins verbunden.

 

 

PLM-Ports

 

Es stehen drei Timer für PLM zur Verfügung. Timer_0 mit 8 bit und Timer_1 und Timer_3 mit jeweils 16 bit. Diese können zur D/A-Wandlung, zur Ansteuerung von Servomotoren im Modellbau, oder zur Ausgabe von Tonfrequenzen benutzt werden. Ein pulslängenmoduliertes Signal hat eine Periode von N sogenannten "Ticks". Die Dauer eines Ticks ist die Zeitbasis. Setzt man den Ausgabewert eines PLM-Ports auf X, dann hält dieser für X Ticks einer Periode Highpegel und fällt für den Rest der Periode auf low. Zur Programmierung der PLM-Kanäle siehe Timer.

 

Die PLM-Kanäle für Timer_0, Timer_1 und Timer_3 haben unabhängige Zeitbasis und Periodenlänge. In Anwendungen zur pulsweitenmodulierten Digital-Analogwandlung werden Zeitbasis und Periodenlänge einmalig eingestellt, und dann nur der Ausgabewert verändert. Die PLM-Ports sind nach ihren elektrischen Eigenschaften Digitalports. Die technischen Randbedingungen für Digitalports beachten (max. Strom).

 

 

Technische Daten Modul

 

 

Alle Spannungsangaben beziehen sich auf Gleichspannung (DC).

 

Umgebungsbedingungen




Bereich der zulässigen Umgebungstemperatur

0°C … 70°C

Bereich der zulässigen relativen Umgebungsluftfeuchte

20% … 60%

Versorgungsspannung




Bereich der zulässigen Versorgungsspannung

4,5V … 5,5V

Stromaufnahme des Moduls ohne externe Lasten

ca. 20mA

 

 

 

Takt




Taktfrequenz (Quarzoszillator)

14,7456MHz

Mechanik




äußere Abmessungen ohne Pins ca.

40 mm x 40mm x 8 mm

Masse

ca. 90g

Pinraster

2,54mm

Pinanzahl (zweireihig)

64

 

 

 

Ports




Max. zulässiger Strom aus digitalen Ports

± 20 mA

Zulässige Summe der Ströme an digitalen Ports

200mA

Zulässige Eingangsspannung an Portpins (digital und A/D)

–0,5V ... 5,5V

Interne Pullup Widerstände (abschaltbar)

20 - 50 kOhm