Flex Board

MANUAL DE UTILIZARE FlexBoard v2.0

www.SynapseAndSilicon.ro

Cuprins CUPRINS ................................................................................................................................................................ 1 FLEXBOARD V2.0 ................................................................................................................................................... 2 INTRODUCERE ....................................................................................................................................................... 4 ALIMENTARE ......................................................................................................................................................... 5

INTERFAȚA USB ..................................................................................................................................................... 6 DRIVER MOTOARE C.C. .......................................................................................................................................... 7 DIODE LED ............................................................................................................................................................. 9

AFIȘAJ 4X7 SEGMENTE .........................................................................................................................................10 CODIFICATOR INCREMENTAL ...............................................................................................................................11 CONECTORI DE UZ GENERAL ................................................................................................................................12

SERVOMOTOARE. ZONĂ D E PROTOTIPARE ..........................................................................................................12 CONECTOR LCD ....................................................................................................................................................13

BUTON. POTENȚIOMETRU ANALOGIC ..................................................................................................................14

www.SynapseAndSilicon.ro

FlexBoard v2.0

Caracteristici FlexBoard v2.0:



microcontroler Atmega16 DIP40



programator USB



convertor USB – UART





afișaj LCD 2x16 albastru afișaj 4x7 segmente conectori către toți pinii microcontrolerului 2 conectori cu ieșiri A/D, PWM 16bit, INT0, INT1 1 conector pentru interfața SPI



4 conectori pentru servomotoare



3 conectori pentru uz general



zonă de prototipare cu ieșiri VCC și GND



cristal 16Mhz



1 buton

  

www.SynapseAndSilicon.ro

1

2

3

4

5

6

7

8

10

9 24 12 23 22

11

www.SynapseAndSilicon.ro

Introducere

FlexBoard v2 revC  este o placă de dezvoltare produsă de firma SynapseAndSilicon™  bazată pe

microcontrolerul  ATmega16 din seria Atmel AVR. Placa vine echipată cu un număr de elemente

periferice și conectori pentru fiecare pin al microcontrolerului, permițând astfel utilizatorului să implementeze rapid orice aplicație. Placa este destinată începătorilor care fac primul pas în programarea microcontrolerelor din se ria AVR, dar și utilizatorilor mai avansați care caută o placă universală de dezvoltare pentru implementarea anumitor aplicații. Placa beneficiază de un design compact și este versatilă. Se pot interfața cu ușurință o muțime de periferice cu placa și se poate programa pentru îndeplinirea unor sarcini diferite. Placa beneficiază de o mulțime de conectori I/O și două opțiuni pentru alimentarea ei. Poate fi programată 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 utilizată și cu alte microcontrolere din seria AVR DIP40: ATmega32, ATmega164, ATmega164P, ATmega324, ATmega324P, ATmega644, ATmega644P, ATmega1284,

ATmega1284P,

ATmega163,

microcontrolere sunt detaliate în Tabelul 1.

ATmega8535,

AT90S8535.

Caracterisiticile câtorva

www.SynapseAndSilicon.ro

 Alimentare Placa poate fi alimentată în două moduri: 1. printr-o sursă externă de tensiune (9V-35V): 

conectarea se face prin intermediul conectorului J1;



tensiunea de intrare va fi stabilizată la 5V prin intermediul stabilizatorului de tensiune LM7805T ;

2. prin intermediul portului USB (5V max 100mA - vezi secțiunea Interfața USB).

Placa dispune de protecție în cazul inversării polarității prin intermediul diodei D2. Alimentarea corectă a plăcii este semnalizată de LED -ul de alimentare de pe placă.

 În cazul unor curenți mai mari de 500 mA, se recomandă utilizarea unui mic radiator pentru stabilizatorul de tensiune LM7805T precum cel din figura de mai jos.

www.SynapseAndSilicon.ro

Interfața USB

Interfața USB permite: 1. comunicarea de tip serială cu placa prin intermediul convertorului USB-UART FT232RL (convertorul emulează un port serial virtual); driver-ul se poate descărca de pe pagina web a

producătorului FTDI ; 2. alimentarea plăcii cu tensiune prin intermediul conectorului USB de tip B ( max 100mA); portul USB este protejat la suprasarcini; 3. programarea microcontrolerului.

www.SynapseAndSilicon.ro

Driver motoare c.c. Comanda motoarelor de curent continuu și motoarelor pas cu pas se poate realiza prin intermediul circuitul integrat L293D. L293D conține 4 semipunți H și este proiectat să furnizeze un curent maxim de 600mA la o tensiune de alimentare de 4.5-36V. Intrările circuitului sunt compatibile TTL. Semipunțile sunt activate ca perechi: semipunțile 1 și 2 de intrarea 1 -2EN, iar semipunțile 3 și 4 de intrarea 3-4EN. Când intrările de activare a semipunților sunt în 1 logic, ieșirile sunt active în conformitate cu intrările lor asociate. Când intrările de activare a semipunților sunt în 0 logic, ieșirile

sunt deconectate (impedanță mare). Prin selectarea corectă a intrărilor, fiecare 2 semipunți formează o punte H completă capabilă să controleze sarcini induct ive precum motoare, solenoizi, relee. Pentru protecția circuitului împotriva tensiunii autoinduse de către motoare (EMF), ieșirile circuitului sunt prevăzute intern cu diode de protecție. Cu acest integrat pot fi comandate două motoare de curent continuu în ambele sensuri de rotație, patru motoare într-un singur sens de rotație, un motor bipolar pas cu pas în ambele sensuri de rotație sau un motor unipolar pas cu pas în ambele sensuri de rotație.

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

www.SynapseAndSilicon.ro

  În figura de mai jos se pot observa trei moduri de conectare a unui motor de curent continuu. Motorul conectat în partea stângă poate rula în ambele sensuri de rotație, iar cele din partea dreaptă doar într -un sens de rotație. Tabelul de adevăr pentru semnalele de intrare și ieșire este prezentat mai jos. L293D are în structura internă un circuit de protecție termică, astfel că dacă integratul intră în această stare, ieșirile sunt deconectate automat (impedanță mare) indiferent de starea intrărilor. Integratul iese din această stare în momentul în care temperatura coboară sub pragul de ac tivare a acestui circuit de protecție.

www.SynapseAndSilicon.ro

Diode LED Placa dispune de 8 diode LED de diverse culori activ e în 1 logic. Diodele LED sunt conectate la

pinii PORTC prin intermediul a opt rezistențe de 330 ohmi. De remarcat faptul că diodele LED sunt conectate la pinii PORTC în paralel cu cele opt rezistențe de 100 ohmi (a se vedea în figura de mai jos). JP5 controlează diodele LED astfel: 

JP5 inactiv  diodele LED nu vor ilumina indiferent de situație;



JP5 activ  diodele LED vor ilumina prin programarea PORTC.

De remarcat faptul că tranzistorul Q7 trebuie să fie deschis și jumper -ul JP5 activ pentru ca diodele LED să ilumineze. Tranzistorul Q7 este deschis din start datorită rezistenț ei de pull-up R1 legată la PORTD.6 (vezi secțiunea Codificator Incremental). Apăsarea butonului de pe codificatorul  incremental are ca și efect inchiderea tranzistorului Q7, deci oprirea din funcționare a di odelor LED indiferent de starea jumper-ului JP5.

www.SynapseAndSilicon.ro

 Afișaj 4x7 Segmente Placa dispune de un afișaj 4x7 segmente cu catod comun. Segmentele împreună cu punctul zecimal sunt controlate prin intermediul PORTC, iar fiecare digit în parte prin intermediul celor patru tranzistoare Q2 – Q5 (PORTA4 – PORTA.7). JP12 controlează afișajul astfel: 

JP12 inactiv  afișajul nu va funcționa indiferent de situație;



JP 12 activ  prin programarea PORTC și a fiecărui digit în parte afișajul va afișa caracterul sau cifra

dorită;

Diodele LED și afișajul 4x7  Segmente utilizează același port (PORTC), deci   pot funcționa concomiten t dacă JP5 și JP12 sunt activi.

www.SynapseAndSilicon.ro

Codificator Incremental Placa dispune de un codificator incremental (encoder) cu buton. Encoder- ul are două canale de generare de impulsuri defazate cu 90 legate la PORTB0 și PORTB2 (INT2). Butonul este legat la PORTD.6 °

(atenție la folosirea butonului în timpul funcționării diodelor  LED). Atât cele două canale, cât și butonul

sunt prevăzute cu rezistențe de pull-up (R22, R21, R1).

www.SynapseAndSilicon.ro

Conectori de uz general

Placa dispune de trei conectori de uz general ce pot fi

folosiți pentru interfațarea anumitor periferice cu placa. Conectorii au

sașe pini din care doi sunt destinați alimentării VCC și GND. Celelalte patru semnale pot fi preluate prin intermediul conectorilor JP 15, JP13

și JP1 și duse mai departe spre microcontroler. PIN 6

PIN 1

www.SynapseAndSilicon.ro

Conector LCD

Placa dispune de u n conector standard cu 16 pini pentru interfațarea unui LCD 2x16 cu controler HD44780. Controlul LCD-ului se poate face fie în mod 4-bit sau 8-bit. Contrastul LCD-ului se poare ajusta

prin intermediul potențiometrului R18. Pinii 15 și 16 sunt destinați alimentării circuitului de iluminare a LCD-ului (backlight ).

PIN 16

www.SynapseAndSilicon.ro

Buton. Potențiometru analogic

Placa dispune de un JP 14

buton și un potențiometru analogic. Acestea utilizează același port, PORTA.0. Comutarea între cele două componente se realizează prin intermediul jumper-ului JP14.

Configurație JP14:  1-2 – butonul  2-3 - potențiometrul

www.SynapseAndSilicon.ro

Conectori Microcontroler

Toți pinii microcontrolerului sunt scoși la conectori pentru a putea fi utilizați în dezvoltarea aplicațiilor. De remarcat faptul că pinii portului PORTC se regăsesc în conectorul pentru LCD (a se vedea secțiunea Conector LCD). Toți pinii au în ieșire rezistențe de limitare a curentului de 100 ohmi. Referința pentru ciruitul analogice este de 5V și are și un filtru LC în intrare pentru atenuarea zgomotului electric. Microcontrolerul rulează la o viteză de 16 Mhz, iar resetarea externă a microcontrolerului se poate face prin intermediul butonului conectat la pinul RESET.