Для испытаний схем на микроконтроллерах компании Microchip с количеством выводов не более 40 была разработана макетная плата с рядом узлов, повторяющихся из схемы к схеме. Перед подготовкой к разработке были изучены несколько промышленных примеров - производства компаний Mikroelektronika, Microchip. Были сделаны следующие выводы:
В итоге получилась простая схема содержащая типовые элементы схемы. Внешний вид платы показан на рисунке 1.
Рис.1 Внешний вид макетной платы
В схеме предусмотрен разъем внешнего питания XS1, диод защиты от переполюсовки питания VD11, светодиод наличия питания VD1 и стандартная схема включения импульсного стабилизатора DA3 типа LM2576-5T (фикс. выходное напряжение +5 В).
Рис.2 Схема питания платы
Основная часть схемы представляет собой панельку на 40 ног для контроллеров в корпусе DIP40 и два разъема XP1 и XP4 для платы-переходника на другие типы корпусов. Трехвыводные джамперы XS2 и XS3 необходимы для переключения выводов программирования контроллера PGD и PGC с внешней схемы на разъем внутрисхемного программирования ХР5 (ICSP). Это может потребоваться при относительно большой прямой нагрузки на порт, например, светодиод с токоограничивающим резистором в ряде случаев может приводить к ошибке в процессе программирования (JDM-программатор, PICKit2). Также предусмотрена кнопка ручного сброса контроллера SB1. Трехвыводные джамперы XS4-XS7 предусмотрены для переключения матриц резисторов на шину питания или землю (pull-up и pull-down). XS16 необходим для подключения требуемого кварцевого резонатора ("кварца").
Рис.3 Схема основной части платы
Для преобразования TTL-уровней встроенного в контроллер аппаратного или программного USART в сигналы стандарта RS-232 используется микросхема MAX232 в стандартной схеме включения. Для внешнего подключения используется стандартный разъем DB9А на плате. Джамперы XS18 и XS19 предназначены для подключения MAX232 к контроллеру. Также ножки 2 этих джамперов могут использоваться для подключения внешних преобразователей других стандартов, например, RS-485/TTL UART.
Рис.4 Схема преобразователя TTL/RS-232
Для подключения к микроконтроллеру ЖКИ-индикатора со встроенным HD44780-совместимым контроллером используется разъем XS21. Джамперы XS20, XS22, XS24 и XS25 предназначены для выбора полярности напряжения питания и подсветки поскольку разные производители даже у различных моделей своих же индикаторов используют разные полярности на одних и тех же выводах индикаторов. PR6 предназначен для регулирования контраста индикатора. Разъем XS23 предназначен для распределения сигнальных выводов индикатора по портам микроконтроллера, ибо далеко не всегда контроллер подключается и занимает один порт.
Рис.5 Схема подключения HD44780-совместимого ЖКИ
Для задания уровней на входах встроенного АЦП или компаратора используются резистивные делители напряжения питания RP1-RP5. Разъемы XS13-XS15 используются для подачи напряжения питания во внешние схемы.
Рис.6 Схема задания уровней АЦП и доп. разъемов питания
Расширение функциональности платы осуществляется за счет подключения внешних модулей, описание которых будет приведено ниже.
Модуль светодиодов (рис. 7) предназначен для индикации состояния 8-битного порта. Подключение светодиодов к портам осуществляется с помощью DIP-переключателя SA1.
Рис.7 Схема модуля дискретных светодиодов
Модуль кнопок (рис. 8) предназначен для задания состояний порта с помощью тактовых кнопок. DIP-переключатель определяет подключение нагрузочных резисторов для использования кнопок с подключением на VDD. Джамперы XS1-XS8 определяют схему включения кнопки. Вообще говоря, следовало бы поставить такой джампер и в общую точку резисторной сборки R1, поскольку не все порты (а именно только RB) имеют подтягивающие резисторы (pull-ups). Недоработка будет учтена в следующей версии модуля :)
Рис.8 Схема модуля кнопок
Модуль семисегментных светодиодных индикаторов позволяет выводить данные в числовом виде. Индикаторы включены по схеме с динамической индикацией с общим катодом.
Рис.9 Схема модуля семисегментных индикаторов
Модуль преобразователя TTL/RS-485 имеет стандартную схему на микросхеме Sipex SP485. Возможно применение драйверов RS-485 других производителей, благо многие их них совместимы по пинам.
Рис.10 Схема модуля преобразователя TTL(UART)/RS-485
Планируется разработка других модулей, например, модуля термодатчика, модуля USB и Ethernet...
Картинки
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Дополнительно
(274 kb) pack.zip - схемы и платы в формате
P-CAD2004. 2010©Electricianman