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Geschrieben von: Malte   
Samstag, den 03. Juli 2010 um 11:32 Uhr

Hintergrund | Ich will nicht behaupten, dass die Welt auf ein weiteres AVR Experimentierboard gewartet hat. Abgesehen von jenen, die man als Bausatz oder fertig aufgebaut kaufen kann, findet man mittlerweile zahlreiche Projekte zum Nachbauen im Netz. Tatsächlich war für meine persönlichen Belange aber bisher dennoch nicht das exakt Richtige dabei, irgendein Manko gab's eigentlich immer. Bis jetzt habe ich deshalb alle experimentellen AVR-Schaltungen auf Lochrasterkarte aufgebaut und per Hand in Fädeltechnik verdrahtet. Weil das auf die Dauer viel Mühe macht und der Aufwand solch ein Experimentierboard zu entwerfen sich in Grenzen hält (und es außerdem ja auch Spaß macht), habe ich ein paar Abende investiert um ein kleines AVR-Board nach meinem Geschmack zu entwickeln.

Übersicht | Weil ich das Board für kleinere Testaufbauten und Experimente verwenden will, habe ich einen Mega8 als Controller für ausreichend befunden. Wichtig war mir eine RS232-Schnitstelle, denn oft möchte ich irgendwelche kontinuierlichen Daten vom AVR in den PC schaffen - und sei es nur zum debuggen -, da ist eine serielle Schnittstelle immer noch das einfachste Mittel. ICs in DIP und nicht in SMD Bauform zu verwenden, erschien mir sinnvoll, weil man sie somit Sockeln und also ggf. austauschen kann (selbst die Besten unter uns sollen ja schon Controller gegrillt oder durch falsch gesetzte Fusebits unbrauchbar gemacht haben - naja, zumindest mir ist das schon passiert). Das Platinenlayout sollte einseitig sein, damit man die Platine bedarfsweise einfach selbst ätzen kann oder preiswert ätzen lassen kann. Ein Reset-Taster ist während der Entwicklungsphase von µC-Software immer praktisch. Für mich sind einige reduzierte Ein- und Ausgabemöglichkeiten wichtig, ich habe dafür drei Taster und drei LEDs vorgesehen. Wenn bei Minimalprojekten die Sotfwareentwicklung im Vordergrund steht, kann man somit ohne zusätzliche Peripheire auskommen. Alle Pins des Mega8 stehen über zwei Pfostenleisten zur Verbindung mit der Außenwelt zur Verfügung. Vorpolungssicher sollte das Board natürlich auch sein. Im Ergebnis hat sich aus diesen Anforderungen das folgend dargestellte Board ergeben. Zunächst als Schaltbild:

Schaltungsbeschreibung | An der Schaltung ist natürlich nichts Überraschendes. Im Zentrum steht IC1, der AVR Mega8. IC2, ein MAX232, besorgt die Pegelwandlung für die serielle Schnittstelle. Der Mega8 stellt hier nur TTL-Pegel zur Verfügung, der EIA-232-Standard verlangt hingegen Pegel zwischen (ca.) -12 und 12 Volt. Die Kondensatoren C1 - C4 um IC2 sind Bestandteile von dessen Ladungspumpen, die aus der unipolaren 5V-Versorgungsspannung die nötigen RS-232-Pegel erzeugen. Die Taster S2 - S4 ziehen bei Betätigung die Pins B6, B7 und D6 des Controllers nach Masse. Im Zusammenspiel mit den internen Pull-Up-Widerständen des AVR (die softwareseitig aktiviert werden müssen) ergibt sich daraus eine negative Logik für die Taster. Die drei Leuchtdioden D1 - D3 sind über ihre Vorwiderstände R2 - R4 mit den Controllerpins B0, D7 und D6 verbunden. Werden diese nach "high" gezogen, fließt ein Strom über die LEDs nach Masse und lässt sie leuchten. Die Pins für das ISP-Interface, das die Programmierung des Controllers erlaubt, sind so mit Steckerleiste K2 verbunden, dass der AVR In-System-Programmer MKII (und kompatible Typen) zum flashen verwendet werden kann. Der AREF-Pin des AVRs ist über 100 nF von der Masse entkoppelt, AVCC ist über eine Induktivität mit der Versorgungsspannung verunden, außerdem ebenfalls über 100 nF von Masse entkoppelt. Beides folgt den Empfehlungen der Datenblätter der AVR-Familie. Die Versorgungsspannung für die Schaltung wird IC3, dem Linearregler LM7805 über die Verpolungsschutzdiode D4 zugeführt. Der 7805 regelt die Eingangsspannung  auf 5V herab. C9 und C10 unterdrücken die Schwingungsneigung des Reglers, C11 stellt eine Siebung dar. Die LED D5 zeigt das Anliegen der Versorgungsspannung an.

Platine | Das einseitige Platinenlayout für die Schaltung wurde mit Target erstellt, die folgenden (im übrigen nutzlosen) Bilder geben einen Eindruck vom Ergebnis, insbesondere vom Aussehen der zu erwartenden bestückten Platine.

In der Realität sieht die bestückte Platine wie auf dem folgenden Bild aus. Man hat verschiedene Möglichkeiten die Kontaktleisten anzubringen, in diesem Fall zeigen sie nach unten (zur Lötseite). Das hat den Vorteil, das man die miniAVR-Platine von oben auf andere Platinen stecken kann, sodass Taster und LEDs zugänglich bzw. sichtbar bleiben.

 

Downloads | Hier das Target-Projektfile. Das Programm Target3001, mit dem die Platine layoutet wurde, kann hier in einer Freewareversion heruntergeladen werden.

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Zuletzt aktualisiert am Samstag, den 17. März 2012 um 17:12 Uhr
 

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