Базовый микроконтроллерный блок для РIС16F84А

Базовый микроконтроллерный блок для РIС16F84А

Разработка электронных устройств состоит из комплекса работ по созданию принципиальной схемы, печатной платы, программного обеспечения. Упростить этот процесс может применение готовых блоков, из которых, как из конструктора, собирается практически готовое устройство.

В процессе создания конструкций на базе микроконтроллеров некоторые узлы используются почти в каждом проекте. К ним можно отнести сам микроконтроллер с системой питания и кварцевым резонатором, порты ввода-вывода, а также необходимые элементы реализации стандартных шин передачи данных. Разместив эти узлы на одной плате, можно получить базовый блок, используемый для разработки и отладки устройств на микроконтроллерах. Работа с таким блоком сводится к подключению необходимой периферии и разработке управляющей программы микроконтроллера Примеры подобных устройств описаны в [1, 2].

Вариант такого блока для популярного микроконтроллера PIC16F84A приведен на рис. 1.

В его состав входят следующие устройства:

микроконтроллер; кварцевый резонатор; стабилизатор напряжения питания; клеммный соединитель на восемь линий ввода-вывода; драйвер интерфейса RS-232; устройство на базе интерфейса I2C с необходимыми элементами реализации шины; разъем внутреннего программирования.

Весь блок собран на печатной плате из стеклотекстолита, фольгированного с одной стороны, что упрощает его повторение. Размеры платы — 65x55 мм. На рис. 2 показана печатная плата блока, на рис. 3 — расположение элементов.

Микроконтроллер с кварцевым резонатором и стабилизатор включены по типовым схемам. Диапазон питающего напряжения - +6...12 В.

Разъем ввода-вывода Х4 имеет 10 контактов, восемь из которых напрямую подключены к порту В микроконтроллера. Два оставшихся контакта предназначены для питания внешних модулей, используемых совместно с базовым блоком. При необходимости питание можно взять с разъема Х7. Использование винтовых контактов дает большие возможности, чем подключение с помощью пайки или штыревых разъемов.

Драйвер RS-232 предназначен для подключения блока к персональному компьютеру. В качестве драйвера применена микросхема МАХ232. Для реализации интерфейса используются три линии порта А:

PORTA 0 — RxD — передача данных; PORTA 1 — TxD — прием данных; PORTA 2 — CTS — служебная линия порта.

Линия CTS может использоваться для передачи сигнала готовности микроконтроллера к приему данных. Ее необходимость обусловлена отсутствием в PIC16F84 модуля UART. Реализация этого модуля полностью программная. В простейшем случае для организации приема-передачи достаточно использовать 45 ячеек памяти микроконтроллера и шесть регистров общего назначения [2].

Оставшиеся две линии порта А используются в качестве шины I2С. Ее наличие позволяет использовать совместно с микроконтроллером большой перечень устройств, оснащенных этим интерфейсом. Непосредственно на плате блока предусмотрено место для дополнительной микросхемы, имеющей восемь выводов, например ПЗУ 24LC16, часов PCF8583P, термометра DS1621. Так как эти микросхемы отличаются расположением выводов, на плате предусмотрено специальное поле. Используя это поле, путем монтажа перемычек можно подготовить к работе любую микросхему. На принципиальной схеме и схеме расположения элементов на печатной плате перемычки показаны в варианте для микросхемы 24LC64 при нулевом slave-адресе. В случае необходимости включения нескольких устройств, работающих по шине I2С, можно использовать отдельный разъем Х2. Реализация алгоритма шины I2С также программная [2].

Для удобства отладки устройств с использованием блока на плате предусмотрен разъем внутреннего программирования Х5 (IDC10M). Все проводники, используемые для программирования, за исключением общего провода, имеют разрыв. При прошивке контроллера разъем программатора подключается к контактам 1—5 разъема Х5. Для работы устройства в нормальном режиме в разъем вставляется заглушка, изготовленная из ответной части IDC10F с помощью замыкания проводников, подключаемых к контактам 2-9, 3-8, 4-7, 5-6 разъема Х5. Если программирование не требуется, на плату можно установить перемычки.

При проведении отладки с использованием готового устройства значительно повышает удобство работы узел доработки программатора, схема которого приведена на рис. 4.

Программатор подключается к микроконтроллеру через двухпозиционный переключатель S1. В одном положении переключателя программатор соединен с микроконтроллером, что дает возможность производить его программирование. Во втором положении переключателя соответствующие контакты разъема внутреннего программирования попарно замкнуты, и контроллер включен по основному варианту. Применение подобного узла делает ненужным переключение разъемов, либо перенос микроконтроллера из программатора в устройство. Данное устройство было опробовано совместно с JDM-совместимым программатором, а также с программатором ChipProg2.

Базовый блок позволяет решать широкий круг задач. С его помощью можно создавать небольшие устройства автоматики, простые периферийные модули для ПК, использовать его как учебный макет или разрабатывать устройства, работающие с шиной I2C.

ЛИТЕРАТУРА
1. Ю. Мартышевский, А. Киселев. Макетная плата для освоения PIC-микроконтроллеров фирмы Microchip. — Схемотехника, 2003, № 12, с. 35—38.
2. К. Тавернье. РIС-микроконтроллеры. Практика применения. Пер. с фр. — М.: ДМКПресс, 2002.
Илья Сошин, г. Лысьва Пермской обл.

Последнее обновление ( 12.12.2008 г. )






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.