Hardware CADmega128 R1.0
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1. Entrada an loga 0 a 5V m x i W mu 1 i E H D D q El ADC2 ADC2 Sja eno AOC AEF 3 S a DOS ne Da D4 Pin para volt ref externo PDE au e Cada entrada an loga externa dispone de un jumper para usarla en modalidad de voltaje o corriente O O O Si JP3 est puesto ADCO se puede usar para medir corriente Si JP8 est puesto ADC1 se puede usar para medir corriente Notar que ambas entradas poseen resistencias id nticas de 250 ohm 1 La m xima corriente que se puede medir es de 20 mA con voltaje de referencia interno 5V del micro seleccionable por software o externo terminal J7 En caso de usar resistencias externas y referencia externa el producto i R no puede exceder de 5V 11 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A o Sin jumper puesto la entrada correspondiente mide voltaje positivo siempre respecto a la referencia interna de 5V o bien referencia externa hasta un m ximo de 5V Exceder este voltaje puede da ar de manera irreversible al micro o El potenci metro RV2 es un divisor de voltaje conectado directamente a la entrada ADC2 del micro permitiendo variar desde 5V izq a OV der o Para usar un voltaje de referencia positivo externo conectarlo al pin J7 al costado derecho del LCD La tierra de este voltaje externo debe unirse a la tierra de la placa CADmega Este voltaje externo no puede exceder de 5V 2 10 Salidas2. An logas DAC La placa CADmega128 incorpora un DAC dual AD7303 que ofrece 2 salidas de voltaje independientes de 8 bits de resoluci n canales DAC 0 y 1 Dado que el pin VREF del DAC no est accesible para conectar una referencia externa debe usarse la opci n software REFINT al enviarle informaci n digital al DAC Esto selecciona una referencia interna de alta precisi n de 5V Salida DAC U7 J9 SPI_CLK O PSCK_ VOUTA DAC_CS O SYNC VREF DIN VOUTB SPI MO O p esu AG PROG Se ofrecen entonces 2 salidas an logas 12 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A e Salida de voltaje en J9 se pueden obtener desde 0 01 a 5V en incrementos de 5 256 19 5 mV Notar que por limitaci n del DAC es imposible obtener OV exactos en su salida El pin 1 de J9 es el voltaje del canal DAC 0 y el pin 2 es tierra de la placa 0 V o Esta salida es lineal es decir para obtener 0 01V se env a el valor digital O al DAC y para obtener 5V se env a el valor 255 28 1 al DAC o Notar que esta salida est directamente conectada al DAC y no soporta carga directa m s all de un par de mA por tanto esta tensi n es de control y debe ser amplificada mediante circuito externo e Salida de corriente en J10 se implementa una salida an loga de corriente programable utilizando el canal DAC 1 La corriente desde O a 20 mA fluye desde el terminal 1 al terminal 2 de J10
3. CADmega128 posee 5 botones SW1 a SW5 ubicados directamente bajo el LCD Est n conectados a pines del puerto D con la correspondencia Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A SW1 est conectado a PDO lo que adem s permite detonar la interrupci n INTO SW2 est conectado a PD1 lo que adem s permite detonar la interrupci n INT1 SW3 est conectado a PD4 SW4 est conectado a PD5 SW5 est conectado a PD6 lo que adem s permite incrementar el Timer 1 si se selecciona el modo de contador Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A Botones y Filtrado de Rebotes VCC Sw1 C18 74HC14 10n Sw2 C19 74HC14 SW SPST sw2 OE SW SPST SW3 SEA SW SPST Sw4 0 SW SPST Sw3 74HC14 C20 SW5 SER SW SPST Sw4 74HC14 SW5 C28 74HC14 10n Los switches poseen filtrado anti ruido y anti rebotes mediante resistores capacitores y el TTL 74HC14 De acuerdo a la l gica al presionar un switch aparece un 1 l gico en el pin correspondiente del micro Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A 2 7 LCD La placa CADmega128 incorpora un LCD de 16 caracteres x 2 l neas est ndar HD44780 en modo de 4 bits usando los bits de datos D7 a D4 Se dispone de potenci metro integrado en la placa RV1 para el contraste
4. AVR Studio se les e La programaci n se realiza generalmente en lenguaje C usando el entorno de programaci n AVR Studio El uso del lenguaje C provee gran flexibilidad y rapidez en el desarrollo ya que no es necesario usar las instrucci nes de m quina assembly de la CPU Los programas son grabados en el micro en su memoria Flash permanente y pueden ser pausados e incluso RESETeados a voluntad usando las facilidades de depuraci n del JTAG o Se recomienda no conectar el programador JTAG a la placa estando sta conectada 2 4 LEDs Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A La placa CADmega128 posee 3 LEDs programables D2 D3 y D4 conectados directamente al puerto G del microcontrolador pines PGO PG1 y PG2 respectivamente LED_GO LED_Gt LED_G2 LED Al estar los LEDs conectados a VCC 5V para encenderlos es necesario escribir un 0 l gico en el pin correspondiente previamente configurado como salida 2 5 Buzzer La placa CADmega128 incorpora un buzzer BZ1 controlado por transistor conectado al puerto PF3 del micro etiq BUZ en el esquem tico BUZ OLIMEX Q2 2N3904 Este buzzer no es del tipo auto oscilador por lo que para generar sonido es necesario enviarle un tren de pulsos cuadrados dentro de un rango de hasta 2 kHz Ello es f cil de lograr alternando 1 s y 0 s en este pin 2 6 Botones La placa
5. CAD Ingenier a S A SAN ISIDRO 255 OFICINA F Santiago Chile MANUAL DEL USUARIO Placa de Entrenamiento Desarrollo CADmega128 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A 1 Introducci n La placa de Entrenamiento Desarrollo CADmega128 proporciona un entorno electr nico compacto y vers til para el aprendizaje y aplicaci n de la programaci n de microcontroladores Atmel ATmega128 Los principales perif ricos tales como botones pantalla LEDs etc ya est n listos para su uso as como conexiones seriales ADC y DAC Ello evita los cl sicos problemas de los proto boards como son conexiones ruidosas cables quebrados etc Adem s se ofrecen dos conectores con se ales del micro para expansi n u otros prop sitos Un conector JTAG Atmel est ndar permite programaci n y depuraci n en circuito preferiblemente en lenguaje C para programar de forma moderna y eficiente al microcontrolador Junto con la placa se entrega c digo fuente para utilizar de inmediato perif ricos m s complicados como lo son los puertos seriales ADC y DAC LCD etc J2 a4 e sv JTAG PROG RESET 12 E5 CA C2 C4 C6 GNO C2 A Eh J11 e eel cee RAY 1 e e e J12 TX1 AX1 GNO 5 E4 E6 C1 C3 C5 C7 E EA 41 ue 12 CK MI B5 B7 E2 GND 5 CS MO B4 BE D E3 Q4 ADC AEF J7 e A A PDA sui PD1 gue PD4 aa P
6. DS aus PDE aus QQA Da Da D4 Rua E ADC2 u7 y 2 Precauciones para el uso de la placa CADmega128 No utilice otro adaptador de corriente que no sea el suministrado con la placa Nunca manipular la placa con las manos h medas o en entornos h medos y hacerlo s lo por los bordes No tocar la electr nica excepto los botones perilla y conectores cuando la placa est encendida ello puede introducir interferencia y alterar el funcionamiento del micro Evite tocar el borde del regulador de voltaje que se encuentra a la izquierda del buzzer por debajo de la placa en operaci n normal se calienta pero nunca hasta un punto de provocar quemaduras u otras molestias Al conectar voltajes externos a la placa nunca deben exceder de 5V Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A 2 Hardware 2 1 Alimentaci n La placa CADmega128 se alimenta mediante un transformador externo de 220VAC 12VDC 600mA incluido con cada unidad En la placa se aplica filtrado para atenuar el ruido switching de esta alimentaci n y se distribuyen los 12V en diferentes partes de la placa que lo requieren Adem s se obtienen 5V necesarios para el micro y toda la l gica digital mediante U5 ALIMENTACION Y FILTRADO Entrada 12VDC v12 Ea JP6 a Omo JUMPER 100uH CONN SIL1 DC_JACK J3 CONN SIL1 El jumper JP6 es el interruptor maestro de la
7. O PB7 OC2 0C1C PF3ADCS O Buz i 5 PFVADCYTCK EF O TCK j Po O rcore PFSADCE TMS O This por O Perra PFEYADCENTDO LS O TDO pez O 2H POz no PF7 ADC7 TDI TDI pes O Pesan 5 poa O Peara O LED_60 pos OF Pesan O LED_61 pos O FH Pesat T O LED 62 J7 PE O PCTIAIS z r E i Cg m Il O i AVEC CRYSTAL l CONN SILA C27 j TI yis ATMEGA123 i i n i VCC i l A L2 i 10u i i l c13 100n H H l l i q i H i l q i i ATmega128 soldado en la cara inferior de la placa CADmega128 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A e Como se observa en el esquem tico se dispone de un bot n manual de Reset SWR que reinicia el programa del micro desde cero e El cristal X1 es de 16 Mhz para velocidades menores debe usarse el oscilador interno del micro y programar esto en los fusibles e El terminal J7 permite conectar una referencia de voltaje externa AVREF para el conversor ADC integrado del micro dicha referencia no puede ser negativa ni exceder 5V e El cristal X2 es de tipo reloj de cuarzo frecuencia 32 768 kHz y puede usarse para implementar un reloj de tiempo real por software sin respaldo de bater a 2 3 Programaci n y Puerto JTAG J1 El puerto JTAG permite programaci n y depuraci n del micro mediante programador JTAG USB Atmel o compatible JTAG USB seuid 0 DAI Jepue sa a qeo PC con entorno
8. alimentaci n puede usarse para apagar o encender la placa sin desconectar el transformador externo 2 2 CPU La placa CADmega128 posee como cerebro el avanzado microcontrolador RISC Atmel Atmega128 con cristal a 16 Mhz m xima velocidad posible permite hasta 16 MIPS Millones de Instrucciones por Segundo La programaci n depuraci n se realiza mediante conector JTAG Atmel est ndar J1 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A Microcontrolador ms Lla orst SW SPST H i A l y i l l H H j i l i i A i l i i l H H i i i C1 i xT i l i 22pF 1 i EJ X1 tm i T H i XT2 i 22pF j i C2 H H i i IRST O 2 RESET PDO SCLANTO O su i A PDISDAINTI E O swz j xT O XTALA PDZ RXDAANTZ O RX x12 OY xran PosiTxD1MNT3 2 O TX 5 Posacer E O sua LED_RS O ZL Pantano POs xcK1 O Sua LCDEO E PAVADI PDST t O sws DAC_Cs O T PAZIADZ PD7 T2 O PD7 f PARAD Lco_04 Q EH Pasang PED RXDOPDI O Rxo LCD D5 O E PASIADS PE1 TXDOPDO O TO LCD_06 O E PASADO PEZXCKIVANO O PE LCD_D7 O PAZIADT PESIOCIAJANA1 O PEz PEYOCSBANTA 2 O PE4 SPLCS O 7 PBaSS PESIOCICINTS PES SPI_ELK O 7 ParscK PES TSANTS lt O PES i i SPLMO O 2 PBZMOSI PETICPS INTZ i i sPI_MI O qg PESMISO 61 i A PEO 77 Pe4oco PFOVADCO O anm i PBS O 1E PESIOCIA PEVADC LO ADC PES O E Pesocia PE2ADCZ LG ADC PET
9. la m xima carga es de 250 ohm Esta salida es lineal es decir para obtener O mA se env a el valor digital O al DAC y para obtener 20mA se env a el valor 255 2 1 al DAC Esta salida se puede usar para manipular equipos de control industrial con entrada de 4 20 mA e Este DAC es un perif rico externo al micro por tanto se programa mediante SPI Con la placa CADmega128 se adjunta c digo en C listo para acceder al DAC consultar la documentaci n en el CD adjunto e Los potenci metros RV3 y RV4 son parte de la calibraci n de la salida de corriente y NO deben ser alterados de sus posiciones por ning n motivo 2 11 Conectores para expansi n La placa CADmega128 ofrece dos conectores tipo IDC que permiten acceso a los voltajes de alimentaci n 12 5 GND de la placa y a la mayor a de los puertos del micro B C D y E Como estas conexiones son directas al micro deben utilizarse con cuidado para no da arlo V12 VCC v12 VCC TRANS 14 DIL TRANS 14 DIL 12 ES C C2 C4 C6 GND 5 CS MO B4 BB D E3 J12 5 E4 E6 C1 C3 C5 C7 12 CK MI B5 B7 E2 GND o O 13 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A
10. que var a con el ngulo de visi n y la temperatura ambiente El LCD est conectado al puerto A El backlight luz de fondo est siempre activo a n cuando l gicamente no se inicialice el LCD LCD1 LCD_16X2_4BIT U1 RESET XTAL1 XTAL2 PAO ADO PA1 AD1 PA2 AD2 PA3 AD3 PA4 AD4 PAS AD5 PAG AD6 PAT AD7 Para inicializar y escribir caracteres en el LCD se ofrece una librer a completa en el CD adjunto con la placa en los archivos LCD44780 c LCD44780 h 2 8 UARTS La CPU ATmega128 posee 2 canales de comunicaci n serial USARTS que pueden ser operados en modo s ncrono o as ncrono En la placa CADmega128 ambas USARTs pueden ser usadas de manera directa en modo as ncrono es decir como UARTSs y ello otorga inmediata compatibilidad con infinidad de equipos que usan estos est ndares e La UARTO est alambrada a un convertidor TTL RS232 de modo que sus se ales aparecen listas para conectarse a un PC u otro equipo compatible con ElA232 El conector hembra J2 corresponde al est ndar 232 DCE o Pin 2 TX UARTO data transmitida desde la placa o Pin 3 RX UARTO data recibida por la placa Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A o Pin 5 GND tierra de comunicaciones o Los dem s pines no est n conectados o Los LEDs D1 y D7 indican por hardware transmisi n y recepci n a esta UART MAX232 VS VS PACKAGE S016 gt CONN D9F 100n Para conectar la placa a un PC bas
11. ta con un cable serial DB9 macho hembra e La UART1 no est alambrada a ning n convertidor TTL RS232 de modo que sus se ales corresponden a niveles TTL directos y est n disponibles en los pines J11 o Pin 1 TXUART1 data transmitida desde la placa o Pin 2 RX UART1 data recibida por la placa o Pin 3 GND tierra de comunicaciones o Los LEDs D5 y D6 indican por hardware transmisi n y recepci n a esta UART o Estos pines est n conectados de manera directa al microcontrolador por tanto es necesario sumo cuidado en su conexi n DS DG TX1 AX 1 11 TX1 AX1 GNO Importante Cuando no se use o no se conecte nada a la UART1 debe colocarse un jumper suministrado con la placa que haga un puente entre los pines TX1 y RX1 De otro modo el LED RX1 puede encenderse aleatoriamente haciendo molesto el uso de la placa 2 9 Entradas An logas ADC La placa CADmega128 posee 2 entradas an logas externas para voltaje o corriente conectadas a las entradas ADCO y ADC1 y adem s se ofrece un potenci metro divisor de tensi n RV2 O a 5V permanente en ADC2 como perilla para variar datos en los programas del microcontrolador 10 Manual del Usuario CADmega128 CAD Ingenier a S A pascal tutos Entrada ADC Entrada an loga 0 a 5Y m x ADCO TBLOCK 2P 3 5MM J5 JP3 em e JUMPER R2 250 ADC1 i J8 TBLOCK 2P 3 5MM l JUMPER R16 250 da
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