Table of Contents
Модуль контроллера ATMega128
Основным модулем Домашней Лаборатории является модуль контроллера, на макетную плату которого установлен микроконтроллер ATmega128. Помимо микроконтроллера на плате расположены различные периферийные устройства, стабилизатор напряжения и соединительные разъёмы. Плата модуля контроллера содержит в себе следующие компоненты:
- Микроконтроллер ATmega128-16AU
- 8-канальный аналогово-цифровой преобразователь (ADC)
- 128 kB flash-памяти (программная память)
- Программируемый широтно-импульсный генератор с 6 каналами
- 4 kB EEPROM память (память данных)
- Стандартный интерфейс программирования ISP (на английском языке in-system programming interface) с 6 выводами
- 14,7456 MHz тактовый генератор
- Часы реального времени RTC (на английском real time clock)
- LED текущего состояния (PB7) и LED индикатор напряжения
- Разъем стандартного последовательного интерфейса RS-232
- Объединенные вывод AVR (1: порты D, B, E; 2: порты G, C, A; 3: порт F)
- Кнопка сброса (на английском языке reset)
- Интерфейс программирования JTAG с 10 выводами
- 2,1 мм разъем питания
- Стабилизатор напряжения и защита от обратной полярности
Макетная плата микроконтроллера – Плата контроллера
Плата модуля контроллера снабжена выпрямителем и стабилизатором напряжения. Входное напряжение платы 6-15 V. Рекомендуемое напряжение 6-9 V. При подключение источника питания на плате должен загореться соответствующие LED. Микроконтроллер можно программировать как через ISP, так и через JTAG интерфейс. Находящийся в комплекте программатор JTAG-ICE позволяет легко загружать программу, а так же оптимизировать программный код. JTAG-ICE программатор можно использовать в ISP режиме. Выводы программирования соединены через мультиплексор, который позволяет во время работы контроллера, использовать соответствующие выводы для других функций. Плата модуля контроллера снабжена LED-ом состояния, который соединен с выводом микроконтроллера PB7. LED загорается, если вывод настроить низким (логически 0) и его можно использовать в качестве обычного индикатора. Микроконтроллер ATmega128 оснащен двумя последовательными интерфейсами, сигналы которых преобразованы на уровень RS-232 преобразователем MAX232. Для одного последовательного интерфейса (UART1) имеется стандартный RS-232 DB-9 штекер, для второго контактный разъём.
На плату установлена дополнительная память - 4 Mb Atmel AT45DB041B Flash-память. Память соединена с микроконтроллером через SPI интерфейс и её можно использовать для сохранения данных, в случае если они должны сохраняться после отключения питания от микроконтроллера.
Компоненты платы контроллера
Выводы соединительных разъемов и их функции
ADC – АЦП (Аналого-цифровой преобразователь)
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC | - | +5 V |
| 2 | GND | - | Земля |
| 3 | REF | AREF | Вход опорного напряжения ADC |
| 4 | GND | - | Земля |
| 5 | PF0 | ADC0 | Входной канал 0 ADC |
| 6 | GND | - | Земля |
| 7 | PF1 | ADC1 | Входной канал 1 ADC |
| 8 | GND | - | Земля |
| 9 | PF2 | ADC2 | Входной канал 2 ADC |
| 10 | GND | - | Земля |
| 11 | PF3 | ADC3 | Входной канал 3 ADC |
| 12 | GND | - | Земля |
| 13 | PF4 | ADC4/TCK | Входной канал 4 ADC или тактовый сигнал JTAG |
| 14 | GND | - | Земля |
| 15 | PF5 | ADC5/TMS | Входной канал 5 ADC или выбор режима JTAG |
| 16 | GND | - | Земля |
| 17 | PF6 | ADC6/TDO | Входной канал 6 ADC или выход данных JTAG |
| 18 | GND | - | Земля |
| 19 | PF7 | ADC7/TDI | Входной канал 4 ADC или вход данных JTAG |
| 20 | GND | - | Земля |
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | PD7 | T2 | Таймер/Счетчик2 вход тактового сигнала |
| 2 | PD6 | T1 | Таймер/Счетчик1 вход тактового сигнала |
| 3 | PD5 | XCK1 | Вход/выход тактового сигнала USART1 |
| 4 | PD4 | IC1 | Вход фиксации события Таймер/Счетчик1 |
| 5 | PD3 | INT3/TXD1 | Внешнее прерывание 3 или выход данных UART1 |
| 6 | PD2 | INT2/RXD1 | Внешнее прерывание 2 или вход данных UART1 |
| 7 | PD1 | INT1/SDA | Внешнее прерывание 1 или сигнал данных TWI |
| 8 | PD0 | INT0/SCL | Внешнее прерывание 0 или тактовый сигнал TWI |
| 9 | VCC | - | +5 V |
| 10 | GND | - | Земля |
| 11 | PB7 | OC2/OC1C | Единица вывода (С) результата сравнения Таймер/Счетчик1 или Таймер/Счетчик2 |
| 12 | PB6 | OC1B | Единица вывода B результата сравнения Таймер/Счетчик1 |
| 13 | PB5 | OC1A | Единица вывода А результата сравнения Таймер/Счетчик1 |
| 14 | PB4 | OC0 | Единица вывода результата сравнения Таймер/Счетчик0 |
| 15 | PB3 | MISO | Вход данных SPI master / выход SPI slave |
| 16 | PB2 | MOSI | Выход данных SPI master / вход SPI slave |
| 17 | PB1 | SCK | Тактовый сигнал SPI |
| 18 | PB0 | SS | SPI slave valik |
| 19 | PE7 | INT7/IC3 | Внешнее прерывание 7 или Таймер/Счетчик3 |
| 20 | PE6 | INT6/T3 | Внешнее прерывание 6 или вход тактового сигнала Таймер/Счетчик3 |
| 21 | PE5 | INT5/OC3C | Внешнее прерывание 5 или единица вывода С результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 22 | PE4 | INT4/OC3B | Внешнее прерывание 4 или единица вывода В результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 23 | PE3 | AIN1/OC3A | Отрицательный вход компаратора или единица вывода А результата сравнения Таймер/Счетчик3 |
| 24 | PE2 | AIN0/XCK0 | Положительный вход компаратора или вход/выход тактового сигнала USART0 |
| 25 | PE1 | PDO/TXD0 | Выход интерфейса программирования ISP или выход данных UART0 |
| 26 | PE0 | PDI/RXD0 | Вход интерфейса программирования ISP или вход данных UART0 |
| Nr | Вывод | Альтернативная функция / Описание | |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | - | Земля |
| 2 | VCC | - | +5 V |
| 3 | PA0 | AD0 | Бит адреса и бит данных 0 интерфейса внешней памяти |
| 4 | PA1 | AD1 | Бит адреса и бит данных 1 интерфейса внешней памяти |
| 5 | PA2 | AD2 | Бит адреса и бит данных 2 интерфейса внешней памяти |
| 6 | PA3 | AD3 | Бит адреса и бит данных 3 интерфейса внешней памяти |
| 7 | PA4 | AD4 | Бит адреса и бит данных 4 интерфейса внешней памяти |
| 8 | PA5 | AD5 | Бит адреса и бит данных 5 интерфейса внешней памяти |
| 9 | PA6 | AD6 | Бит адреса и бит данных 6 интерфейса внешней памяти |
| 10 | PA7 | AD7 | Бит адреса и бит данных 7 интерфейса внешней памяти |
| 11 | - | - | Не подключен |
| 12 | - | - | Не подключен |
| 13 | PG2 | ALE | Сигнал защелкивания адреса интерфейса внешней памяти |
| 14 | - | - | Не подключен |
| 15 | PC6 | A14 | Бит адреса и бит данных 14 интерфейса внешней памяти |
| 16 | PC7 | A15 | Бит адреса и бит данных 15 интерфейса внешней памяти |
| 17 | PC4 | A12 | Бит адреса и бит данных 12 интерфейса внешней памяти |
| 18 | PC5 | A13 | Бит адреса и бит данных 13 интерфейса внешней памяти |
| 19 | PC2 | A10 | Бит адреса и бит данных 10 интерфейса внешней памяти |
| 20 | PC3 | A11 | Бит адреса и бит данных 11 интерфейса внешней памяти |
| 21 | PC0 | A8 | Бит адреса и бит данных 8 интерфейса внешней памяти |
| 22 | PC1 | A9 | Бит адреса и бит данных 9 интерфейса внешней памяти |
| 23 | PG0 | WR | Сигнал записи внешней памяти |
| 24 | PG1 | RD | Сигнал считывания внешней памяти |
| 25 | - | - | Не подключен |
| 26 | - | - | Не подключен |
Настройки по умолчанию контроллера
Настройки по умолчанию контроллера:
Соединение
Первое и последнее действие при соединении модуля контроллера с другими модулями и устройствами – это включение и отключение питания. Во время того как плата находится под напряжением опасно подключать устройства. Необходимо осторожно подключать между собой модули и устройства без применения излишней силы, т.к. можно повредить контакты разъемов и соединительных шин. При подключении программатора убедитесь, чтобы кабель был вставлен правильно. В случае программатора JTAG-ICE кабель должен быть направлен в сторону от платы (красной полоской к гнезду питания).
Соединение платы контроллера с питанием и программатором
