uniwersalna płytka projektowa dla 89Cx051 i 90S2313.pdf

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

P R O J E K T Y

Uniwersalna płytka

projektowa dla

procesorów AT89CX051

i AT90S2313

AVT−879

P³ytki prototypowe cieszy³y

siÍ zawsze duøym

zainteresowaniem elektronikÛw

hobbystÛw i profesjonalistÛw.

U³atwiaj¹ i przyspieszaj¹

sprawdzenie projektowanego

uk³adu mikroprocesorowego

lub oprogramowania.

Prezentujemy opis kolejnego

projektu ìbascomowegoî, ktÛry

radykalnie uproúci

samodzielne budowanie

dowolnych sterownikÛw

opartych na mikrokontrolerze.

Duøa elastycznoúÊ uk³adu

umoøliwia dobÛr

mikrokontrolera do wymagaÒ

aplikacji.

MoøliwoúÊ natychmiastowego

przetestowania kaødego nowego

pomys³u bez koniecznoúci lutowa-

nia, a†przede wszystkim przygoto-

wywania p³ytki obwodu drukowa-

nego jest cennym uzupe³nieniem

zalet pakietu BASCOM. Standar-

dowe p³ytki uniwersalne wygodne

s¹ tylko w†warunkach laboratoryj-

nych.

Powsta³a wiÍc k³opotliwa sy-

tuacja, typowa zreszt¹ dla ciÍø-

kiej pracy elektronikÛw. Z†jednej

strony mamy zwykle nadmiar

ciekawych pomys³Ûw, a dziÍki

p³ytce testowej i†pakietowi BAS-

COM moøemy b³yskawicznie na-

pisaÊ i†przetestowaÊ nowy pro-

gram. Dalej jednak ìwpadamy

w†w¹skie gard³oî, tj. koniecznoúÊ

przygotowania p³ytki obwodu

drukowanego do praktycznego

uk³adu. W†elektronice wszystko

jest juø proste i†³atwe (przynaj-

mniej z†pozoru), nie ma proble-

mÛw z†nabyciem materia³Ûw i†po-

trzebnych podzespo³Ûw, tylko te

nieszczÍsne p³ytki obwodÛw dru-

kowanych...

Tak, jest to problem i†nic nie

wskazuje, aby w†najbliøszym cza-

sie mÛg³ on zostaÊ rozwi¹zany

w†prosty i†niezbyt kosztowny spo-

sÛb. Wykonanie dwuwarstwowej

p³ytki obwodu drukowanego

z†metalizacj¹ otworÛw jest w†wa-

runkach amatorskich praktycznie

nierealne, a†nawet dla zawodow-

cÛw bywa powaønym problemem

i†najczÍúciej znacznym wydat-

kiem.

Postanowi³em zatem chociaø

czÍúciowo zaradziÊ temu proble-

mowi. Naleøy po prostu wyko-

rzystaÊ fakt, øe wiÍkszoúÊ uk³a-

dÛw mikroprocesorowych jest

sprzÍtowo doúÊ podobna do sie-

bie, a†rÛønice tkwi¹ najczÍúciej

Elektronika Praktyczna 7/2000

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

Rys. 1. Schemat elektryczny uniwersalnej płytki projektowej.

Elektronika Praktyczna 7/2000

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

w†steruj¹cym uk³adem oprogramo-

waniu. ZastanÛwmy siÍ, czy ma-

j¹c do dyspozycji:

- procesor typu AT89CX051;

- pamiÍÊ szeregow¹ EEPROM

o†pojemnoúci 256 bajtÛw lub

wiÍksz¹;

- zegar RTC;

- dwa oúmiobitowe porty wejúcia/

wyjúcia;

- przetwornik analogowo-cyfrowy;

- port magistrali I 2 C;

- port transmisji 1WIRE;

- odbiornik kodu RC5;

- wyúwietlacz alfanumeryczny

LCD 16*1 lub 16*2 znakÛw;

- piÍÊ wolnych nÛøek procesora

(w†tym jedna z†przerwaniem)

nie moglibyúmy skonstruowaÊ

praktycznie dowolnego systemu

mikroprocesorowego?

Moim zdaniem tak, zw³aszcza

kiedy przypomnimy sobie o†licz-

nych uk³adach peryferyjnych ste-

rowanych magistral¹ I 2 C, ktÛrych

opisy by³y i†bÍd¹ nadal publiko-

wane w†Elektronice Praktycznej!

Jeøeli dodam jeszcze, øe wszys-

tkie wymienione uk³ady zosta³y

ulokowane na p³ytce obwodu

drukowanego o†wymiarach typo-

wego wyúwietlacza alfanumerycz-

nego, øe wyúwietlacz taki moøe

byÊ zamontowany od strony dru-

ku, nie zwiÍkszaj¹c tym samym

wymiarÛw ca³ego uk³adu, to s¹-

dzÍ, øe wywo³am tym zaintere-

sowanie CzytelnikÛw i†sk³oniÍ ich

do przeczytania dalszej czÍúci

tego artyku³u.

kiety BASCOM 8051

i†BASCOM AVR, w†ktÛ-

rych obs³uga wszystkich

pokazanych na schema-

cie uk³adÛw peryferyj-

nych jest dziecinnie

prosta i†najczÍúciej spro-

wadza siÍ do napisania

jednego lub co najwyøej

kilku poleceÒ programo-

wych.

WiÍkszoúÊ uk³adÛw

wspÛ³pracuj¹cych w†na-

szym uk³adzie z†proce-

sorem po³¹czona jest

z†magistral¹ I 2 C, ktÛra

stanowi g³Ûwn¹ ìarteriÍ komuni-

kacyjn¹î systemu. Korzystaj¹

z†niej miÍdzy innymi dwa oúmio-

bitowe porty wejúcia - wyjúcia

zrealizowane na popularnych

uk³adach PCF8574A. Naleøy jed-

nak zwrÛciÊ uwagÍ, øe kaødy

z†tych uk³adÛw posiada swÛj in-

dywidualny adres, okreúlony sta-

nami logicznymi na wejúciach A0,

A1 i†A2, co pozwala na ich

symultaniczn¹ pracÍ (np. IC5 pra-

cuje jako wyjúcie, a†IC2 jako wej-

úcie). Do magistrali I 2 C†podpiÍty

jest takøe zegar czasu rzeczywis-

tego, ktÛry oczywiúcie posiada

inny adres bazowy niø uk³ady

PCF8574 i†kolejny uk³ad I 2 C†- pa-

miÍÊ szeregowa typu AT24C04.

Jest to pamiÍÊ o†pojemnoúci 256

bajtÛw, ale gdyby ta wartoúÊ

okaza³a siÍ niewystarczaj¹ca, to

bez najmniejszych przerÛbek moø-

na na jej miejsce w³oøyÊ inn¹

pamiÍÊ, o wiÍkszej pojemnoúci.

Procesory rodziny 89CX051,

a†takøe ìma³eî AVR maj¹ wszys-

tkie moøliwe zalety i†jedn¹ wadÍ,

na ktÛr¹ zwykle narzekaj¹ kon-

struktorzy: ma³¹ liczbÍ wyprowa-

dzeÒ. Postanowi³em temu zaradziÊ

i†umieúci³em na p³ytce dwa do-

datkowe porty INPUT/OUTPUT

zbudowane na popularnych kon-

werterach magistrala I 2 C†- oúmio-

bitowa szyna danych typu

PCF8574 (PCF8574A). Niestety,

coú za coú: zwiÍkszenie liczby

wejúÊ i†wyjúÊ okupione jest pew-

nym zmniejszeniem szybkoúci

transmisji danych, w†wielu zasto-

sowaniach najczÍúciej niezbyt is-

totnym.

Jedynie uk³ad przetwornika

A/C typu TLC549 nie korzysta

z†transmisji po magistrali I 2 C,†wy-

korzystuj¹c jako linie przesy³owe

osobne wyprowadzenia procesora.

Takie po³¹czenie jest jednak do-

puszczalne, poniewaø IC6 inicja-

lizowany jest z†osobnego wypro-

wadzenia procesora.

W p³ytce przewidziano moøli-

woúÊ dostÍpu do kolejnej grupy

urz¹dzeÒ: uk³adÛw firmy DAL-

LAS, z†ktÛrymi moøemy nawi¹zaÊ

³¹cznoúÊ za poúrednictwem magis-

trali danych 1WIRE. A†wiÍc na tej

p³ytce moøemy montowaÊ wszyst-

kie ciekawe urz¹dzenia, wyko-

rzystuj¹ce popularne DALLAS-y:

termometry, prze³¹czniki czy teø

zamki szyfrowe wspÛ³pracuj¹ce ze

s³ynnymi ìtabletkamiî.

Ciekawym dodatkiem do na-

szego systemu jest uk³ad

TFMS5360 - scalony dekoder ko-

du RC5. Dodanie tego uk³adu

umoøliwia budowanie urz¹dzeÒ

sterowanych za pomoc¹ typowych

pilotÛw od urz¹dzeÒ RTV, a†dziÍ-

ki poleceniom jÍzyka MCS BASIC

obs³uga dekodowania kodu RC5

jest naprawdÍ dziecinnie prosta.

Teraz chcia³bym zwrÛciÊ uwa-

gÍ CzytelnikÛw na jeszcze jedn¹

bardzo istotn¹ cechÍ naszej p³ytki.

SpÛjrzcie na rys. 2 , na ktÛrym

przedstawiono schemat po³¹czeÒ

procesora typu AVR AT90S2313.

Rozk³ad wyprowadzeÒ tego proce-

sora jest identyczny z†rozk³adem

wyprowadzeÒ procesorÛw rodziny

89CX051! Jedyna rÛønica polega

na odmiennym sposobie zerowa-

nia tych uk³adÛw: procesory '51

s¹ zerowane wysokim poziomem

logicznym, a†AVR niskim. A†wiÍc

wystarczy drobna zmiana na na-

szej p³ytce i†bÍdziemy na niej

mogli montowaÊ uk³ady wyko-

rzystuj¹ce niektÛre procesory

AVR!

Jeøeli teraz popatrzycie z†kolei

na rysunek p³ytki obwodu druko-

wanego ( rys. 3 ), to z†pewnoúci¹

Opis dzia³ania

Schemat elektryczny p³ytki

znajduje siÍ na rys. 1 . Niestety,

o†jakimkolwiek opisie dzia³ania

uk³adu nie moøna nawet mÛwiÊ,

poniewaø uk³ad jak na razie nie

dzia³a i†moøe zacz¹Ê dzia³aÊ do-

piero po wymyúleniu dla niego

w³aúciwego zastosowania i†zapro-

gramowaniu procesora.

PamiÍtajmy jednak o†jednym:

nie wszystkie uk³ady pokazane na

schemacie bÍd¹ wykorzystywane

w†kaødym z†projektÛw, najczÍúciej

tylko czÍúÊ uk³adÛw scalonych

zostanie w³oøona w†podstawki.

Nie zawsze teø bÍdziemy korzys-

taÊ z†wyúwietlacza alfanumerycz-

nego, ktÛry moøemy zast¹piÊ mo-

du³em wyúwietlaczy siedmioseg-

mentowych sterowanych przez

magistralÍ I 2 C. Warto teø pamiÍ-

taÊ, øe mamy do dyspozycji pa-

Elektronika Praktyczna 7/2000

Rys. 2. Schemat połączeń procesora AVR

AT90S2313.

Uniwersalna płytka projektowa dla procesorów AT89CX051 i AT90S2313

Montaø i†uruchomienie

Na rys. 3 †przedstawiono roz-

mieszczenie elementÛw na p³ytce

obwodu drukowanego, wykonane-

go na laminacie dwustronnym

z†metalizacj¹. Montaø uk³adu nie

powinien nikomu sprawiÊ wiÍk-

szych trudnoúci, ale musimy pa-

miÍtaÊ o†dwÛch sprawach:

1. Wyúwietlacz alfanumeryczny

ma byÊ zamontowany od strony

lutowania. Tym samym rz¹d gol-

dpinÛw s³uø¹cych do zamocowa-

nia tego elementu musi znaleüÊ

siÍ takøe po tej stronie p³ytki

2. Montaø uk³adu musi byÊ

wykonany wyj¹tkowo starannie

i†przed przylutowaniem wyú-

wietlacza powinien zostaÊ kilka-

krotnie sprawdzony. PamiÍtaj-

my, øe po przylutowaniu wy-

úwietlacza nie bÍdziemy mieli

dostÍpu do spodniej strony p³yt-

ki i†wykonanie jakiekolwiek po-

prawek bÍdzie bardzo trudne.

Z†tego wzglÍdu moøna zrezygno-

waÊ z†lutowania wyúwietlacza

do szeregu goldpinÛw, ale po-

³¹czyÊ go z†p³ytk¹ za pomoc¹

z³¹cza szufladowego.

O†koniecznoúci stosowania

podstawek pod uk³ady scalone

nie muszÍ chyba wspominaÊ, jak

takøe o†tym, øe w†podstawkach

umieszczamy tylko te uk³ady, ktÛ-

re aktualnie bÍdziemy wykorzys-

tywaÊ.

Zbigniew Raabe, AVT

zbigniew.raabe@ep.com.pl

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

PR1: potencjometr montażowy

miniaturowy 1k

R1: 4,7k

R2: 3,3k

Ω

Kondensatory

C1, C2, C3: 33pF

C4, C6: 100

F/10V

C5, C7: 100nF

Półprzewodniki

IC1: AT89C2051

IC2, IC5: PCF8574A

IC3: AT24C04 lub odpowiednik

IC4: PCF8583

IC6: TLC549

IC7: LM385/2,5V

IC8: TFMS5360

Różne

Q1: rezonator kwarcowy

11,059MHz

Q2: rezonator kwarcowy 32768Hz

1x goldpin 16 pinów

2 x goldpin 8 pinów

goldpin + jumper

goldpin 4 piny

ARK3 (3,5mm): 5 szt.

Wyświetlacz alfanumeryczny LCD

16*1

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

zauwaøycie, øe odpowiednie zmia-

ny zosta³y juø poczynione i†na

p³ytce jest miejsce na dodatkowy

uk³ad zeruj¹cy - DS1813, oznaczo-

ny jako IC9.

Przystosowanie naszej p³ytki

do pracy z†dwoma rodzajami pro-

cesorÛw ma szczegÛlny sens pod-

czas pracy z†pakietami BASCOM

8051 i†BASCOM AVR. Dialekty

BASIC-a stosowane w†tych progra-

mach s¹ praktycznie identyczne

co sprawia, øe pisz¹c program

moøemy decyzjÍ o†typie zastoso-

wanego procesora od³oøyÊ na pÛü-

niej. Programy napisane na '51

bÍd¹, po dokonaniu najwyøej

drobnych przerÛbek, ìchodziÊî

bez øadnych problemÛw na pro-

cesorach AVR!

Przyk³adowe programy zapew-

niaj¹ce obs³ugÍ interfejsÛw wbudo-

wanych w AVT-879 s¹ dostÍpne na

p³ycie CD-EP07/2000B i w Internecie

pod adresem www.ep.com.pl/ftp.

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP07/

2000B w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 7/2000

R3: 220

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: