Zestaw_edukacyjny_dla_mikrokontrolerow_ST62.pdf

Zestaw edukacyjny dla mikrokontrolerów ST62

P R O J E K T Y

Zestaw edukacyjny

dla mikrokontrolerów

ST62

AVT−5072

ZachÍceni duøym

zainteresowaniem jakim cieszy³

siÍ program ST-Realizer oraz

opublikowany w†EP kurs

programowania, opracowaliúmy

zestaw edukacyjny, za

pomoc¹ ktÛrego moøemy

zaprogramowaÊ mikrokontroler

rodziny ST62 do realizowania

elementarnych funkcji

sterowania z uøyciem

znajduj¹cych siÍ w†zestawie

elementÛw, takich jak: diody

LED, wyúwietlacz LCD,

przyciski, przekaüniki

i†tranzystory.

Zestaw jest przeznaczony dla

tych, ktÛrzy bez zbytniego wysi³ku

chc¹ rozpocz¹Ê sw¹ przygodÍ

z†technik¹ mikroprocesorow¹. Ze-

staw umoøliwia szybkie wykona-

nie sterownika i†jego przetestowa-

nie bez wykonania p³ytki proto-

typowej. Skraca to znacznie czas

od pomys³u do realizacji uk³ado-

wej oraz zmniejsza koszty przy-

gotowania projektu. Korzystaj¹c

z†zestawu moøna przeprowadziÊ

wiele ÊwiczeÒ zwi¹zanych z przy-

Zestaw, wraz z†publikowanym

w†EP kursem obs³ugi ST6-Realize-

ra, moøe wiÍc stanowiÊ doskona³e

wsparcie procesu dydaktycznego

w zakresie mikrokontrolerÛw.

Opis uk³adu

Schemat ideowy zestawu

przedstawiony jest na rys. 1 .

Uk³ad moøemy podzieliÊ na kilka

blokÛw funkcjonalnych, umoøli-

wiaj¹cych rÛøne jego skon-

figurowanie. W†sk³ad ze-

stawu wchodz¹:

- blok programuj¹co-testo-

wy mikrokontrolera (sk³a-

da siÍ on z†trzech podsta-

wek precyzyjnych DIP16,

DIP20, DIP28 pod mikro-

kontrolery, z³¹cza DB25,

oddzielnego uk³adu zasilania

modu³u programuj¹cego);

- blok sygnalizacyjny (wyúwiet-

lacz LCD 1x16, wyúwietlacz

siedmiosegmentowy 2†x†LED,

diody LED ze wspÛln¹ anod¹,

diody LED ze wspÛln¹ katod¹,

diody LED sterowane tranzysto-

rami NPN);

Zestaw jest przeznaczony dla tych, którzy

szybko chcą wykonać prototypowy

sterownik w oparciu o mikrokontrolery

z rodziny ST62. Zestaw umożliwia również

przeprowadzenie wielu własnych

eksperymentów.

gotowywanym oprogramowaniem

sterownika. Zestaw ten powsta³

w†wyniku wymiany doúwiadczeÒ

z†ST-maniakami. Jego prosta bu-

dowa sprawia, øe kaødy - nawet

pocz¹tkuj¹cy elektronik - moøe

pokusiÊ siÍ o†wykonanie ìw³asne-

goî uk³adu mikroprocesorowego

szybko i tanio.

Elektronika Praktyczna 7/2002

Zestaw edukacyjny dla mikrokontrolerów ST62

Rys. 1a. Schemat elektryczny zestawu edukacyjnego − część zasadnicza

Elektronika Praktyczna 7/2002

Zestaw edukacyjny dla mikrokontrolerów ST62

Rys. 1b. Schemat elektryczny zestawu edukacyjnego − programator

pe³nie wystarczy. Budowa zesta-

wu stwarza jednak moøliwoúÊ

samodzielnej rozbudowy czÍúci

programuj¹cej.

Zestaw moøe pracowaÊ w†jed-

nym z†dwÛch trybÛw:

- programowania,

- testowania uk³adu.

Dla trybu programowania na-

leøy odpowiednio ustawiÊ kilka

zworek konfiguracyjnych wed³ug

nastÍpuj¹cego zestawienia: JP1

zwarta, JP2 wolna, JP3 wolna, JP4

zwarta, JP5 wolna, JP6 zwarta, JP7

zwarta, JP8 wolna, JP9 wolna,

JP10 zwarta, JP11 zwarta, JP12

zwarta, JP13 wolna, JP14 zwarta,

JP15 wolna/zwarta, JP16 wolna/

zwarta, JP17 wolna/zwarta, JP18

wolna, JP19 wolna, JP20 zwarta.

Ze wzglÍdu na duø¹ liczbÍ

zworek naleøy ze szczegÛln¹ uwa-

g¹ przygotowywaÊ zestaw do pro-

gramowania mikrokontrolera. Aby

u³atwiÊ wykorzystywanie zworek

opiszemy przeznaczenie kaødej

z†nich.

Zwora JP1 jest wykorzystywana

przy programowaniu mikrokontro-

lera - przez ni¹ podawany jest

sygna³ RESET z†komputera. Zwor-

ki JP2 i†JP3 s¹ wykorzystywane

podczas testowania systemu: JP2

do³¹cza obwÛd zerowania mikro-

kontrolera z†wykorzystaniem kon-

densatora i†rezystora, a†JP3 do³¹cza

uk³ad zerowania mikrokontrolera

z†wykorzystaniem DS1813. Zworka

JP4 jest stosowana przy programo-

- bloki wykonawcze (tranzystory

mocy, triak, przekaünik, modu³

separuj¹cy, transoptor);

- blok fotoelementÛw (fotorezys-

tor, fotodioda);

- blok sk³adaj¹cy siÍ z†rezystorÛw

o†rÛønych wartoúciach, termisto-

ra i†potencjometrÛw;

- blok generatorÛw (generator

akustyczny z†przetwornikiem

piezo, generator o†zmiennym

wspÛ³czynniku wype³nienia);

- blok zasilania zestawu (+12V

i†+5V).

Ponadto, uøytkownik ma do

dyspozycji podstawki precyzyjne

DIP8, DIP14, DIP16, DIP20, zwor-

ki, przyciski, z³¹cza ARK.

Uk³ad wyposaøono wiÍc w†do-

syÊ bogaty zestaw rÛønych ele-

mentÛw.

Programator wbudowany w†ze-

staw umoøliwia programowanie

oraz testowanie nastÍpuj¹cych ty-

pÛw mikrokontrolerÛw rodziny

ST62: ST62T01, ST62T10/20 oraz

ST62T15/25. Dla rozpoczynaj¹cych

pracÍ z†mikrokontrolerami to zu-

Elektronika Praktyczna 7/2002

Zestaw edukacyjny dla mikrokontrolerów ST62

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej

jest podawane napiÍcie

z†zasilacza modu³u pro-

gramuj¹cego (o†wartoúci

+5/+12V) na wyprowa-

dzenie Vpp/Test. JP7,

rÛwnieø jest wykorzysty-

wana podczas programo-

wania - przez ni¹ poda-

wane jest napiÍcie zasi-

lania +5V na wyprowa-

dzenie Vdd (tylko pod-

czas programowania

i†odczytu zawartoúci pa-

miÍci mikrokontrolera).

Przez JP8 podaje siÍ na-

piÍcie zasilania mikro-

kontrolera +5V podczas

testowania - z†zestawu

edukacyjnego. Podczas

testowania przez JP9 po-

daje siÍ +5V na elemen-

ty obwodu zeruj¹cego.

Zwory JP10, JP11, JP12,

przez ktÛre podane s¹

sygna³y programuj¹ce,

naleøy zewrzeÊ tylko

podczas programowania

procesora. Za pomoc¹

JP13 do³¹cza siÍ do wy-

prowadzenia Reset mik-

rokontrolera przycisk do

rÍcznego zerowania -

podczas testowania moø-

na zastosowaÊ obydwa

obwody zerowania. JP14

naleøy zewrzeÊ podczas

programowania jak i†tes-

towania mikrokontrolera.

Zworki JP15, JP16, JP17

s¹ uøywane podczas pro-

gramowania i†testowania

- za ich pomoc¹ dopro-

wadza siÍ sygna³ zeruj¹-

cy do mikrokontrolera.

SpoúrÛd tych trzech

zworek moøe byÊ uøyta

tylko jedna odpowiada-

j¹ca typowi programo-

wanego i†testowanego

procesora. JP15 moøe byÊ

zwarta tylko dla

ST62T01, JP16 tylko dla

ST62T10/20, JP17 zwar-

ta tylko dla ST62T15/25.

Kolejne dwie zwory

JP18 i†JP19 przy³¹czaj¹

rezonator kwarcowy -

s¹ uøywane tylko pod-

czas testowania. Zwora

JP20 jest uøywana pod-

czas programowania (blokada).

Trzy pozosta³e, wolne zwory

(JP21...JP23) s¹ przeznaczone do

wykorzystania przez uøytkownika.

waniu - przez ni¹ jest podawany

sygna³ zegarowy do programowa-

nego mikrokontrolera. JP5 jest uøy-

wana podczas normalnej pracy do

do³¹czania potencja³u masy na

wyprowadzenie Vpp/Test mikro-

kontrolera. JP6 jest uøywana pod-

czas programowania - przez ni¹

Elektronika Praktyczna 7/2002

Zestaw edukacyjny dla mikrokontrolerów ST62

Wykorzystanie zworek pod-

czas testowania powinno byÊ

nastÍpuj¹ce: JP1 wolna, JP2 lub

JP3 - wybraÊ rodzaj uk³adu ze-

ruj¹cego, JP4 wolna, JP5 zwarta,

JP6 wolna, JP7 wolna, JP8 zwar-

ta, JP9 zwarta, JP10, JP11, JP12

- wolne, JP13 zwarta/wolna, JP14

zwarta, JP15 lub JP16 lub JP17

zwarta, JP18 i†JP19 - zwarte,

JP20 wolna.

Testowanie uk³adu

Zmiana trybu pracy z†progra-

mowania na testowanie odbywa

siÍ poprzez prze³oøenie zworek.

CzynnoúÊ tÍ po zaprogramowaniu

mikrokontrolera naleøy wykonaÊ

przy wy³¹czonym napiÍciu zasila-

nia ca³ego zestawu. Za pomoc¹

zworek zestawiany jest podstawo-

wy uk³ad pracy mikrokontrolera,

w†sk³ad ktÛrego wchodzi rezona-

tor kwarcowy, obwÛd zeruj¹cy

oraz zasilanie. Wszelkie inne po-

³¹czenia mikrokontrolera z†modu-

³ami wykonujemy za pomoc¹ prze-

wodÛw po³¹czeniowych o†rÛønych

d³ugoúciach.

Ω

R3, R4, R19, R20, R39, R45...R52:

3,9k

Ω

R5...R8: 300k

Ω

R13...R18, R59: 22k

R21, R22, R24: 1k

Ω

R24...R34: dowolne

R10, R11, R36, R40...R44, R53...R58:

820

Programowanie

mikrokontrolerÛw

Gdy mamy przygotowany pro-

gram i†odpowiednio za³oøone

zworki w†zestawie, moøemy przy-

st¹piÊ do programowania mikro-

kontrolera. Uk³ad programatora

zosta³ tak zaprojektowany, aby

mÛg³ wspÛ³pracowaÊ z†progra-

mem WinEpromer, ktÛry opisaliú-

my na ³amach EP przy okazji

opisu Multiprogramatora ST62

(AVT993, EP1/01). WinEpromer

jest dostÍpny bezp³atnie na stro-

nie internetowej firmy STMicroe-

lectronics pod adresem http://

eu.st.com/stonline/products/sup-

port/mcu8/st6/toolch.htm. Pro-

gram ten oraz inne narzÍdzia dla

ST62 (w tym: Realizer II 4.0, VM

Lab, asembler i†lniker ST62) pub-

likujemy rÛwnieø na p³ycie CD-

EP7/2002B.

Zestaw skonfigurowany po-

prawnie jako programator moøe-

my pobieønie sprawdziÊ za

pomoc¹ programu, ktÛry w†wer-

sji instalacyjnej znajduje siÍ na

p³ycie CD-EP7/2002B. Program

ten zosta³ napisany specjalnie

do uruchamiania Multiprogra-

matora AVT993, ale nadaje siÍ

rÛwnieø do zastosowania przy

sprawdzaniu zestawu edukacyj-

nego. Po zainstalowaniu i†uru-

chomieniu programu otwiera siÍ

okno z†przyciskami, po naciú-

niÍciu ktÛrych na p³ytce progra-

matora diody úwiec¹ siÍ nastÍ-

puj¹co:

- Przycisk ODCZYT : úwiec¹ siÍ

diody D2 i†D3 (dioda D2 úwieci

s³abiej).

- Przycisk PROGRAMOWANIE :

úwiec¹ siÍ diody D2 i†D3 (dioda

D2 úwieci jaúniej).

- Przycisk WYCZYSÆ : diody D2

i†D3 gasn¹.

Najbardziej pewne jest pe³ne

testowanie dzia³ania zestawu

z†programem Windows Epro-

mer.

Ω

R37, R38: 220

Ω

R60, R61: 100k

Ω

POT1, POT4: 100k

Montaø uk³adu

Podejmuj¹c decyzjÍ o†budowie

zestawu musimy uúwiadomiÊ sobie,

øe wykonanie p³ytki (schemat mon-

taøowy pokazany na rys. 2, jej wzÛr

opublikujemy na wk³adce za

miesi¹c) w†sposÛb amatorski jest

doúÊ trudne ze wzglÍdu na jej

wymiary oraz duø¹ liczbÍ punktÛw

lutowniczych. Po zgromadzeniu

wszystkich elementÛw moøemy

przyst¹piÊ do ich montaøu. Propo-

nujÍ zacz¹Ê od wykonania mostkÛw,

z†tego powodu, øe jest ich doúÊ

sporo oraz czÍúÊ przebiega pod

innymi elementami. Po wykonaniu

mostkÛw, w†nastÍpnym kroku

naleøy zamontowaÊ oko³o 300 ko³-

kÛw. Ze wzglÍdu na liczbÍ ko³kÛw

moøe to byÊ zajÍcie doúÊ mÍcz¹ce

i†czasoch³onne. Podczas montaøu

ko³kÛw, po osadzeniu w†otworze,

naleøy delikatnie docisn¹Ê je szczyp-

cami p³askimi do p³ytki, a†nastÍpnie

przylutowaÊ. Po wlutowaniu wszys-

tkich ko³kÛw montujemy pozosta³e

elementy zestawu.

Przed przyst¹pieniem do reali-

zacji pierwszych projektÛw za

pomoc¹ zestawu, naleøy wykonaÊ

przewody po³¹czeniowe o†rÛønych

d³ugoúciach. Na pocz¹tek wystar-

czy kilkanaúcie przewodÛw.

Mam nadziejÍ, øe przedstawio-

ny w†artykule zestaw edukacyjny

zachÍci elektronikÛw-hobbystÛw

do eksperymentowania z mikro-

kontrolerami ST62.

Krzysztof Górski, AVT

krzysztof.gorski@ep.com.pl

POT2, POT3: 20k

F/16V

C2, C3: 470

F/16V

C4, C6...C8, C10, C11, C18:

100nF

C5: 47

F/16V

C12, C13: 30pF

C14: 150nF

C15...C17: 10nF

Półprzewodniki

D1, D2: 1N4148

D3...D5: Diody LED każda innego

koloru

D6...D16: Diody LED

D17: 1N4148

US1: 74HCT04

US2: 74HCT244

US3, US6, US7: 78L05

US4: 7805

US5: DS1813

US8, US9: NE555

M1: 1,5A

T1: BC177 lub BC307

T2, T3, T6...T10: BC237

T4, T5: BC307

T11...T14: BD135

Różne

Termistor: 4,7k

Ω

Złącze ARK 2x2: 4 szt.

Złącze ARK 2x3: 6 szt.

JP1...JP23 zworki

Kołki: 300 szt.

Przewody połączeniowe z wtykami:

30 szt.

OPTOTRIAC: MOC3020

TRIAK: BTA16/600B

OPTO1: CNY17−4

Wyświetlacz alfanumeryczny LCD:

1x16

Kwarc 8MHz

Wyświetlacz 2 cyfry LED: wspólna

anoda

Złącze DB25 do druku żeńskie

Przekaźnik M4−12H

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/lipiec02.htm oraz na p³ycie

CD-EP07/2002B w katalogu PCB .

Elektronika Praktyczna 7/2002

SPIS ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R2: 5,6k

R9: 1,1k

R25, R26: 2,7k

RA...RG: 560

Kondensatory

C1: 1000

C9: 1

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: