Flex Board

MANUAL DE UTILIZARE FlexBoard v2.0

www.SynapseAndSilicon.roManual de utilizare revizia A 2011 www.SynapseAndSilicon.ro

www.SynapseAndSilicon.ro

CuprinsCUPRINS ................................................................................................................................................................ 1 FLEXBOARD V2.0 ................................................................................................................................................... 2 INTRODUCERE ....................................................................................................................................................... 4 ALIMENTARE ......................................................................................................................................................... 5 INTERFAA USB ..................................................................................................................................................... 6 DRIVER MOTOARE C.C. .......................................................................................................................................... 7 DIODE LED ............................................................................................................................................................. 9 AFIAJ 4X7 SEGMENTE .........................................................................................................................................10 CODIFICATOR INCREMENTAL ...............................................................................................................................11 CONECTORI DE UZ GENERAL ................................................................................................................................12 SERVOMOTOARE. ZON DE PROTOTIPARE ..........................................................................................................12 CONECTOR LCD ....................................................................................................................................................13 BUTON. POTENIOMETRU ANALOGIC ..................................................................................................................14 CONECTORI A/D, PWM, INTX, SPI ........................................................................................................................14 CONECTORI MICROCONTROLER ...........................................................................................................................15

Pag 1


FlexBoard v2.0Caracteristici FlexBoard v2.0:

microcontroler Atmega16 DIP40 programator USB convertor USB UART afiaj LCD 2x16 albastru afiaj 4x7 segmente conectori ctre toi pinii microcontrolerului 2 conectori cu ieiri A/D, PWM 16bit, INT0, INT1 1 conector pentru interfaa SPI 4 conectori pentru servomotoare 3 conectori pentru uz general zon de prototipare cu ieiri VCC i GND cristal 16Mhz 1 buton 8 LED-uri 1 poteniometru analogic 1 codificator incremental (encoder) cu buton 2 puni H pentru controlul motoarelor de curent continuu i motoarelor pas cu pas alimentare separat pentru plac i puni H protecie alimentare la inversarea polaritii posibilitate de alimentare plac prin USB LED indicator pentru alimentare compatibilitate cu ARDUINO compatibilitate MATLAB/Simulink suport generare de cod C din mediul MATLAB/Simulink compatibilitate cu urmtoarele microcontrolere: ATmega32, ATmega164, ATmega164P, ATmega324, ATmega324P, ATmega644, ATmega644P, ATmega1284, ATmega1284P, ATmega163, ATmega8535, AT90S8535 dimensiuni: 98x72mm

Pag 2


1

2

3

4

5

6

7

8

10

11

9 24 12 23 22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Buton RESET LED alimentare Conector PORTB ATmega16 Conector PORTA USB-UART + Alimentare USB (FT232RL) 4 conectori servomotoare Alimentare separat Stabilizator 5V (LM7805) 2 puni H (L293DNE) Conector puni H Zon de prototipare

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Afiaj 4x7 segmente 8 LED-uri 3 conectori uz general Conector LCD (compatibil HD44780) Poteniometru contrast LCD Poteniometru analogic uz general Codificator incremental + Buton Conector PORTD Buton uz general Conector interfa SPI Cristal 16 Mhz 2 conectori (A/D, PWM 16 bit, INTx)

Pag 3


IntroducereFlexBoard v2 revC este o plac de dezvoltare produs de firma SynapseAndSilicon bazat pe microcontrolerul ATmega16 din seria Atmel AVR. Placa vine echipat cu un numr de elemente periferice i conectori pentru fiecare pin al microcontrolerului, permind astfel utilizatorului s implementeze rapid orice aplicaie. Placa este destinat nceptorilor care fac primul pas n programarea microcontrolerelor din seria AVR, dar i utilizatorilor mai avansai care caut o plac universal de dezvoltare pentru implementarea anumitor aplicaii. Placa beneficiaz de un design compact i este versatil. Se pot interfaa cu uurin o muime de periferice cu placa i se poate programa pentru ndeplinirea unor sarcini diferite. Placa beneficiaz de o mulime de conectori I/O i dou opiuni pentru alimentarea ei. Poate fi programat cu suita de compilatoare de la MikroElektronika, BASCOM-AVR, ATMEL AVR STUDIO 4, WINAVR sau orice alt compilator compatibil cu seria AVR. Placa poate fi utilizat i cu alte microcontrolere din seria AVR DIP40: ATmega32, ATmega164, ATmega164P, ATmega324, ATmega324P, ATmega644, ATmega644P, ATmega1284, ATmega1284P, ATmega163, ATmega8535, AT90S8535. Caracterisiticile ctorva microcontrolere sunt detaliate n Tabelul 1.

Tabel 1.Caracteristici microcontrolere DIP40 Microcontroler ATmega8535 ATmega16 FLASH 8K Bytes 16K Bytes EEPROM 512 Bytes 512 Bytes SRAM 512 Bytes 1024 Bytes I/O 32 32 Vitez maxim 16Mhz 16Mhz Canale PWM 4 4 RTC 0 1 SPI 1 1 UART 1 1 TWI 1 1 A/D 8 8 AC 1 1 BrownOut 1 1 Watchdog 1 1 ntreruperi 20 20 ntreruperi ext. 3 3

ATmega32 32K Bytes 1K Bytes 2048 Bytes 32 16Mhz 4 1 1 1 1 8 1 1 1 19 3

ATmega644P 64K Bytes 2K Bytes 4096 Bytes 32 20Mhz 6 1 1 2 1 8 1 1 1 31 32

ATmega1284P 128K Bytes 4K Bytes 16384 Bytes 32 20Mhz 6 1 1 2 1 8 1 1 1 31 32

Pag 4


AlimentarePlaca poate fi alimentat n dou moduri: 1. printr-o surs extern de tensiune (9V-35V): conectarea se face prin intermediul conectorului J1; tensiunea de intrare va fi stabilizat la 5V prin intermediul stabilizatorului de tensiune LM7805T; 2. prin intermediul portului USB (5V max 100mA - vezi seciunea Interfaa USB). Placa dispune de protecie n cazul inversrii polaritii prin intermediul diodei D2. Alimentarea corect a plcii este semnalizat de LED-ul de alimentare de pe plac.

n cazul unor cureni mai mari de 500 mA, se recomand utilizarea unui mic radiator pentru stabilizatorul de tensiune LM7805T precum cel din figura de mai jos.

J1

Pag 5


Interfaa USBInterfaa USB permite: 1. comunicarea de tip serial cu placa prin intermediul convertorului USB-UART FT232RL (convertorul emuleaz un port serial virtual); driver-ul se poate descrca de pe pagina web a productorului FTDI; 2. alimentarea plcii cu tensiune prin intermediul conectorului USB de tip B (max 100mA); portul USB este protejat la suprasarcini; 3. programarea microcontrolerului.

Pag 6


Driver motoare c.c.Comanda motoarelor de curent continuu i motoarelor pas cu pas se poate realiza prin intermediul circuitul integrat L293D. L293D conine 4 semipuni H i este proiectat s furnizeze un curent maxim de 600mA la o tensiune de alimentare de 4.5-36V. Intrrile circuitului sunt compatibile TTL. Semipunile sunt activate ca perechi: semipunile 1 i 2 de intrarea 1-2EN, iar semipunile 3 i 4 de intrarea 3-4EN. Cnd intrrile de activare a semipunilor sunt n 1 logic, ieirile sunt active n conformitate cu intrrile lor asociate. Cnd intrrile de activare a semipunilor sunt n 0 logic, ieirile sunt deconectate (impedan mare). Prin selectarea corect a intrrilor, fiecare 2 semipuni formeaz o punte H complet capabil s controleze sarcini inductive precum motoare, solenoizi, relee. Pentru protecia circuitului mpotriva tensiunii autoinduse de ctre motoare (EMF), ieirile circuitului sunt prevzute intern cu diode de protecie. Cu acest integrat pot fi comandate dou motoare de curent continuu n ambele sensuri de rotaie, patru motoare ntr-un singur sens de rotaie, un motor bipolar pas cu pas n ambele sensuri de rotaie sau un motor unipolar pas cu pas n ambele sensuri de rotaie.

Alimentarea motorului se face prin intermediul jumper-ului JP8 astfel:

1-2 surs de alimentare extern; 2-3 5V prin intermediul stabilizatorului de tensiune de pe plac (max 500mA fr radiator).

JP8

X2-1

X2-5

Pag 7


n figura de mai jos se pot observa trei moduri de conectare a unui motor de curent continuu. Motorul conectat n partea stng poate rula n ambele sensuri de rotaie, iar cele din partea dreapt doar ntr-un sens de rotaie. Tabelul de adevr pentru semnalele de intrare i ieire este prezentat mai jos.L293D are n structura intern un circuit de protecie termic, astfel c dac integratul intr n aceast stare, ieirile sunt deconectate automat (impedan mare) indiferent de starea intrrilor. Integratul iese din aceast stare n momentul n care temperatura coboar sub pragul de activare a acestui circuit de protecie.

NOT: diodele pot s lipseasc n cazul integratului L293D

Intrri A EN H H L L X L

Ieire Y H L Z

H = 1 logic L = 0 logic Z = impedan mare n intrare (deconectat) X = nu conteaz * dac integratul intr n starea de protecie termic, ieirile sunt n Z indiferent de starea intrrilor.

Pag 8


Diode LEDPlaca dispune de 8 diode LED de diverse culori active n 1 logic. Diodele LED sunt conectate la pinii PORTC prin intermediul a opt rezistene de 330 ohmi. De remarcat faptul c diodele LED sunt conectate la pinii PORTC n paralel cu cele opt rezistene de 100 ohmi (a se vedea n figura de mai jos). JP5 controleaz diodele LED astfel: JP5 inactiv diodele LED nu vor ilumina indiferent de situaie; JP5 activ diodele LED vor ilumina prin programarea PORTC. De remarcat faptul c tranzistorul Q7 trebuie s fie deschis i jumper-ul JP5 activ pentru ca diodele LED s ilumineze. Tranzistorul Q7 este deschis din start datorit rezistenei de pull-up R1 legat la PORTD.6 (vezi seciunea Codificator Incremental). Apsarea butonului de pe codificatorul incremental are ca i efect inchiderea tranzistorului Q7, deci oprirea din funcionare a diodelor LED indiferent de starea jumper-ului JP5.

LED1

JP5

Atmega16

Pag 9


Afiaj 4x7 SegmentePlaca dispune de un afiaj 4x7 segmente cu catod comun. Segmentele mpreun cu punctul zecimal sunt controlate prin intermediul PORTC, iar fiecare digit n parte prin intermediul celor patru tranzistoare Q2 Q5 (PORTA4 PORTA.7). JP12 controleaz afiajul astfel: JP12 inactiv afiajul nu va funciona indiferent de situaie; JP 12 activ prin programarea PORTC i a fiecrui digit n parte afiajul va afia caracterul sau cifra dorit;

Diodele LED i afiajul 4x7 Segmente utilizeaz acelai port (PORTC), deci pot funciona concomitent dac JP5 i JP12 sunt activi.

JP12

PA7

PA6

PA5

PA4

Pag 10


Codificator IncrementalPlaca dispune de un codificator incremental (encoder) cu buton. Encoder-ul are dou canale de generare de impulsuri defazate cu 90 legate la PORTB0 i PORTB2 (INT2). Butonul este legat la PORTD.6 (atenie la folosirea butonului n timpul funcionrii diodelor LED). Att cele dou canale, ct i butonul sunt prevzute cu rezistene de pull-up (R22, R21, R1).

Pag 11


Conectori de uz general

Placa dispune de trei conectori de uz general ce pot fi folosii pentru interfaarea anumitor periferice cu placa. Conectorii au sae pini din care doi sunt destinai alimentrii VCC i GND. Celelalte patru semnale pot fi preluate prin intermediul conectorilor JP 15, JP13 i JP1 i duse mai departe spre microcontroler.PIN 6 PIN 1

Servomotoare. Zon de prototipare

PIN 1

PA3 PA2 PA1 PA0

PIN 3

GND GND

VCC

VCC

Placa dispune de patru conectori cu trei pini, destinai controlului servomotoarelor uzuale. Alimentarea servomotoarelor se face prin intermediul stabilizatorului LM7805T (atenie la curentul absorbit de servomotoare). Semnalele de comand PWM sunt PORTA.0 PORTA.3. Placa are i o zon de prototipare, o matrice de 7x11 care poate fi utilizat pentru implementarea unor mici circuite electronice. n partea de jos a zonei, utilizatorul are la dispoziie pini de alimentare VCC i GND.

Pag 12


Conector LCDPlaca dispune de un conector standard cu 16 pini pentru interfaarea unui LCD 2x16 cu controler HD44780. Controlul LCD-ului se poate face fie n mod 4-bit sau 8-bit. Contrastul LCD-ului se poare ajusta prin intermediul poteniometrului R18. Pinii 15 i 16 sunt destinai alimentrii circuitului de iluminare a LCD-ului (backlight).

PIN 16

1 GND 2 VCC 3 VO 4 RS 5 R/W 6E 7 DB0 8 DB1 9 DB2 10 DB3 11 DB4 12 DB5 13 DB6 14 DB7 15 LED+ 16 LEDPIN 1

LCD 2x16 (HD44780)

Pag 13


Buton. Poteniometru analogic

JP 14

Placa dispune de un buton i un poteniometru analogic. Acestea utilizeaz acelai port, PORTA.0. Comutarea ntre cele dou componente se realizeaz prin intermediul jumper-ului JP14. Configuraie JP14: 1-2 butonul 2-3 - poteniometrul

Conectori A/D, PWM, INTX, SPI

PIN 1

PIN 6

Placa dispune de trei conectori cu funcii de tipul A/D, PWM, INTX sau SPI. La conectorul SV3 se pot lega diferite periferice care utilizeaz protocolul de comunicaie SPI. Conectorii SV1 i SV2 pot fi utilizai pentru interfaarea unor motoare cu encodere precum cele produse de firma Digilent.

Pag 14


Conectori MicrocontrolerToi pinii microcontrolerului sunt scoi la conectori pentru a putea fi utilizai n dezvoltarea aplicaiilor. De remarcat faptul c pinii portului PORTC se regsesc n conectorul pentru LCD (a se vedea seciunea Conector LCD). Toi pinii au n ieire rezistene de limitare a curentului de 100 ohmi. Referina pentru ciruitul analogice este de 5V i are i un filtru LC n intrare pentru atenuarea zgomotului electric. Microcontrolerul ruleaz la o vitez de 16 Mhz, iar resetarea extern a microcontrolerului se poate face prin intermediul butonului conectat la pinul RESET.

Pag 15

Documents

Flex Board