Опишу вкратце. Я его малость урезал, а то он разросся неимоверно. Времени не хватает, и вообще накручивать до бесконечности можно…
Некоторая специфика при оформлении эл. cхем мне присуща сильно не ругайте
Решил сделать отладочную плату на которой с одной стороны хотел опробовать элементную базу (потенциально применимую в других изделиях), с другой стороны попрактиковаться в программировании микроконтроллеров.
В качестве контроллера взял ATMEGA2560 (по идее самую мощную из семейства), по причине имеющегося опыта работы с Атмелом и малым опытом программирования их в частности. (посмотрел CVAVR вроде относительно несложен, но выше AVR не прыгнешь, но для начала пойдет думаю).
Что на ней хотел сделать.
1. Поработать с интерфейсами USB(D2), RS-232(D12), беспроводная передача данных об этом отдельно. В одном девайсе планировал применить общение приборов посредством 433МГц, что здесь и реализовано на D8..D11, фактически там будут общаться 2 UARTа 2,3. Сделал еще RS-485 но плюнул все равно мне здесь не на чем тестировать и убрал. Поработать с SPI, I2C, 1-Wire, до комплекта еще 3-х проводной (D43).
2. Поработать c GPRS думаю использовать модем M2106 c M2106 DVB тест платой от терры по 232-ому интерфейсу. Брать буду со встроенным TCP-IP, возможно подключу на симку статический IP.
3. Поработать с GPS. Давно хочу все не получалось. GPS Модуль Copernicus с активной антенной (внешней).
4. В целом попрактиковаться в программировании.
Комплектацию выбирал подешевле, ибо не Рокфеллер, но в важных моментах не жадничал.
Питание. Все это дело питается или от USB основное питание (если мощи хватит) или от AC-DC преобразователя MPS-45-24. (24В, 1.9А). Так же от батарейного отсека 4хАА. Понижение с 24 до 5 через линейный преобразователь делал, т.к. жалко разоряться на импульсный. Попутно получаю 12 и 9В (мб пригодятся). Коммутация питания с батарейного, AC-DC питания или от USB через реле.
Из 5В делаем 3.3В посредством MАХ1685 (или 1684 что получиться достать) (3,3В, 1A). Важный момент для меня! возможность выключения и включения схемы по нажатию кнопки что и сделано через такой вот ресет.
Об интерфейсах.
О USB и RS-232 говорить особо нечего.
Побольше о 433МГц. Как говорил, общаются между собой 2 UARTa (2-ой и 3-ий) приемник и передатчик работают на 1 антенну (там еще есть вопрос о нем ниже…) переключаясь между приемом и передачей по управляющему сигналу с Атмела. Имеется возможность определять мощность сигнала на передачу и на прием (хотя мб и неактуально в условиях 1-ой платы, но не попробовать глупо).
На SPI висят:
o Датчик температуры (D24),
o RTC с резервным питанием (D25),
o Flash на 16-Mbit (D26),
o EEPROM на 256k (D27),
o Ethernet контроллер с SPI интерфейсом (D28).
Flash и EEPROM могут программироваться внешне (я AS-4 от аргуcофта использую). Т.к. ATMega работает тока с одним SPI управление и внешние события с микросхем замкнуты для экономии ног контроллера. Питание и сигнальные линии прерываются через переключатели. В целом, отключив SA41, SA31 вообще можно забыть об SPI периферии.
На 3-х проводном висит RTC (D43) с резервным питанием. Шина, основное питание и резервное питание могут отключаться через переключатель SA29.
На I2C висит:
o Преобразователь I2C в 1-Wire (D14),
o Датчик температуры (D15, D18),
o Две-RTC (D16, D17) D16 с резервным питанием,
o EEPROM 16-kbit (D19),
o 16-bit АЦП (D21),
o 8-bit ЦАП (D20),
o 2 Led драйвера (D22, D23) с управлением 2-ух семи сегментных индикатора (VD7, VD8) (по 3 знака) + 8 кнопок.
Адреса проверил, друг у друга не конфликтуют. SDA и SCL заведены куда нужно, а так же на 2 другие ноги Атмела (CVAVR позволяет программно реализовать I2C, а в Атмеле он есть железный). Сама шина + внешние прерывания с периферии + питание периферии может отключаться через переключатели. В целом, отключив SA21, SA26, SA35, SA36 вообще можно забыть об I2C периферии.
На 1-Wire висит:
o RTC (D29),
o Термометр (D30),
o Монитор батарейного питания (D32) с микросхемой приведения логических уровней (D31).
Питание, шина, прерывание могут отключаться переключателем SA30. Шина идет или на ногу Атмела для эмуляции 1-Wire (CVAVR позволяет) или на преобразователь I2C в 1-Wire (D14). Важный для меня момент монитор батарейного питания D32 (DS2438) ибо полезно в носимых приборах знать, когда сядут батарейки. Во первых непонятно при АЦП у него есть встроенная опора? Как работать с ней понятно, а как она работает не очень , 4 нога D32 VAD как я понимаю для АЦП напряжения батареи. Тогда непонятно почему она не заведена на + батареи на рисунке 1. В общем, есть по ней вопросы, а учитывая что опыта работы с 1-Wire у меня не было прошу проглядеть повнимательней.
Работа с GPRS.
Ну здесь все из области теории для меня, хотя особых сложностей не ожидаю. В качестве GSM\GPRS модема выбрал M2106B-410 V6.41B главные для меня плюсы: Встроенный TCP\IP и наличие отладочной платы за 500р. Управление по AT-командам. Питать можно как с внешнего источника, так и с платы (от батарейного отсека или AC-DC преобразователя). Если от платы питаться думаю оптически развязываться не нужно.
Работа с GPS.
Полезная вещь.
Так же все в области теории. Ожидаю неприятностей по управлению. Прошу уделить внимание активной антенне т.к. опыта работы с ВЧ нет. В принципе делал все по описанию (стр. 44 Copernicus_Manual_2006.pdf), т.е. использование активной антенны, без возможности определения состояния антенны (подключена или нет), но смущает индуктивность L4. Не нашел рекомендованную, взял эту от безысходности. Если порекомендуете что нить поинтереснее с удовольствием рассмотрю.
Part Number Inductance Test Frequency Rated Current Max. of DC Resistance Q (min.) Test Frequency Self Resonance Frequency (min.)
LQW18ANR10J00 100nH5% 100MHz 220mA 0.68ohm 34 150MHz 1800MHz
Нужно учесть что несущая у GPS 1575.42 MHz. (По крайней мере у гражданской вроде).
Питание, управление, прерывание с GPS можно отключить через переключатель SA37.
Еще немного о периферии.
Память. Хоть ATMega2560 и имеет на борту 8K-byte SRAM, на крайней случай решил добавить еще 64K-byte, для чего использую CY7C1019DV33 (D35), 1-Mbit (128K x 8) Static RAM. Адресов там 16, а на Атмеле позволительно 15 так что 16 адрес CY7C1019DV33 статично вешается или на землю или на высокий уровень. Подключение памяти как рекомендуют.
Индикация.
o Имеется возможность подключения знакосинтезирующего LCD (в CVAVR это просто),
o так же думал подрубить графический LCD BP320240C если удастся достать,
o 2-а семисегментных Led индикатора (по 3-и знака),
o 10-разрядная светодиодная линейка,
o Банально 8-емь светодиодов,
o Пищалка на 2,3КГц.
Внешние события.
o Есть 8 кнопок на INT0…INT7
o Есть 8 кнопок на разъем с фиксацией (и светодиодом)
o Есть возможность подключить клавиатуру 4х4
Физические величины.
o Есть датчик температуры (D38),
o Преобразователь ток-напряжение (D36), будем смотреть сколько кушаем (Imax=500mA).
o Датчик освещенности (D37).
Преобразователь ток-напряжение и датчик освещенности (D37) так же усиливаются.
Соответственно напряжения описывающие температуру, величину протекающего тока (усиленный сигнал и нет), освещенность (усиленный сигнал и нет), Уровень мощности принимаемого сигнала с RF-433 (2шт.) и один сигнал с ЦАП идут на порт K Атмела (ADC8…ADC15). При работе со встроенным АЦП используется опора (D33) REF192 (2.5В). Так же данные напряжения могут быть мультиплексированы (D39) и заверены на ЦАП 16-bit на I2C (D21).
Немного аналога.
Из аналоговых элементов немного (я с аналогом практически не работаю).
o Компаратор (D42),
o Операционик (D46),
o Аналоговый таймер (D40),
o Функциональный генератор (D41).
Все ноги важные заведены или на разъем или на контрольные точки. На выходах компаратора можно помигать светодиодами.
В окончание.
Все ноги микроконтроллера выведены на штыри и по портово на разъемы. Вся периферия имеет контрольные точки, может отключаться. Постарался запихнуть сюда побольше но пришлось сократить (недостаток времени да итак уже много получилось).
Если у кого нибудь есть предложения(что поправить, что добавить) готов рассмотреть (в течении дней 5-6, пока плату разведу и не отправлю на производство). PCB файл, номер заказа в резоните выложу попозже.
Если кому либо данная информация поможет, буду рад. Если меня покритекуете буду рад не меньше
