Стъпки за създаване на дънната платка Project PM CS Open CourseWare
Atmel AVR ATmega16 вариант
ВНИМАНИЕ! Стъпките, представени в този урок, ще ви водят през направата на дъската и НЕ ПРЕДСТАВЯТ ВСИЧКИ СТЪПКИ, които да бъдат следвани, до най-малкия детайл, за да направите функционална дъска ВСИЧКИ ВРЪЗКИ, присъстващи в електронната схема, ТРЯБВА ДА СЕ НАПРАВЯТ (включително GND до GND).
Частите се купуват (някои неща могат да се различават, като щепсела за източника на напрежение, който имате, цвета на частите, размера на универсалната плоча с отвори, които сте избрали). На снимката по-долу са всички части, от които се нуждаете, за да направите сглобката за проекта.
Инструментите, които ще използвате, са следните: letcon, мултицет, лента за отстраняване (sacâz) и флудор, клещи за рязане на тел
Преди да започнете да лепите, вземете предвид следните правила:
Ако (все още) не знаете как да използвате мултицет, следвайте урока по-долу:
Изработване на плочата (Подреждане на части и залепване)
Letcon е активният елемент в процеса на залепване. Той осигурява топлината, необходима за стопяване на калай. Той трябва да е с ниска мощност (20-30 W), за да не прегрее частите и да не е твърде голям.
Флуорът прилича на тел, но в действителност това е калаена тръба (калай + олово), пълна с отстраняваща паста. Когато е изложена на въздух, медта се окислява (променя цвета си от лъскава мед до матово кафяво). Този оксид предотвратява залепването на медния калай. За премахване използвайте стриппер паста (чувал).
За да научите как да направите правилните спойки, следвайте урока по-долу:
Както е обяснено в урока по-горе, залепете парчетата с letcon след следната процедура:
Серийните съединители имат номерацията, написана на пластмасовата страна.
Интерфейс за програмиране
Интерфейсът за програмиране е първата стъпка в оборудването на вашата дъска за проекти. Неговата електрическа схема е дадена по-долу:
Поставете конектора DB9-майка на ръба на тестовата платка с щифтове 6,7,8,9 от чистата страна (без мед), а останалите отстрани с медни подложки, като внимавате да идвате с щифтовете близо до отворите, както е на снимката.
Свържете щифтовете 6 и 7 от гнездото и резистора 4.7k R5 от непоятата страна (вижте снимката по-долу). След това залепете другия 4.7K резистор (R6) към клема 4 на щепсела. След това залепете ценеровите диоди (D1 и D2) към останалите краища на резисторите. Обърнете внимание на полярността, катодът на диодите е маркиран с черна линия.
Запойте анодите на диодите заедно с щифт 5 от серийния щепсел, както е показано на фигурата по-долу. Тази точка представлява монтажната маса.
Продължете да запоявате R3 резистора (15K), като единият край е към земята (диодни аноди), а другият край към основата на транзистора BC547. Също така на основата на транзистора, залепете контакт на резистора R2 (10K), както е на изображението по-долу. Излъчвателят на транзистора също трябва да бъде свързан към земята и да оставя колектора свободен за момента.
Другият контакт на R2 трябва да достигне клема 3 на серийния щепсел. За да направите това, трябва да направите лента с парче изолиран проводник, взето от UTP кабела, както е показано по-долу:
Захранващ модул
Има два начина, по които можете да активирате сглобката си. Първият от тях (и най-простият) е да се използват 5-те стабилизирани волта от USB порта. За това ви трябва само щепсел тип USB A и удължителен кабел. Пинът за USB щепсела е както следва:
Ако изберете USB захранване, имате недостатъка, че вашето монтиране няма да може да консумира повече от 500 mA, това е стойността, около която портът е ограничен. Ако искате да използвате компоненти с висока консумация на ток (крушки, двигатели, нагревателни елементи, релета) във вашия проект, можете да прибегнете до крайни мерки или да използвате външно захранване от адаптер. За това захранване ви е необходим стабилизатор на напрежението (LM7805). Неговата роля е да поеме напрежението от адаптера (минимум 6,5-7 волта) и да осигури стабилизирано напрежение на изхода, в нашия случай 5 волта. Пинът за LM7805 е както следва:
Залепете LM7805 заедно с кондензатора C11 (100nF) в долния ляв ъгъл на платката, както е на снимката. Пин 3 на 7805 ще захранва напрежението от 5 волта, отбелязано на диаграмата Vcc.
Продължете със светодиода за мощност и съпротивление R4 (1K). Обърнете внимание на полярността на светодиода, по-дългият щифт е анодът и ще го залепите към Vcc. Ще направите по-дълга лента, за да свържете таблицата на захранването с тази на интерфейса за програмиране. Би било добре, ако използвате един и същи цветен кабел за сигнал, например син за масата и оранжев за Vcc. Накрая трябва да изглежда както на снимките по-долу:
След това се свържете с адаптера и захранвайте платката за първи път. Адаптерът, който използвате, трябва да има изходно напрежение най-малко 7 волта. За свързване ще ви е необходим съединител, съответстващ на вида на щепсела в адаптера. Най-простото решение би било да изрежете щепсела от адаптера и да свържете проводниците директно. Не препоръчвам това, особено ако е зарядно за вашия мобилен телефон:)
Измерете полярността с мултицет и свържете щепсела към останалата част от двупроводното устройство, както е на снимката по-долу:
За да тествате това, което сте направили досега, включете захранването на адаптера и проверете с мултиметъра изходното напрежение, което трябва да е около 5V. Ако светодиодът светне, всичко е наред и можете да продължите. В противен случай (стабилизаторът се загрява много, излиза дим или нещо експлодира), проверете дали правилно сте поставили полярността на захранването, непрекъснатостта на връзките с мултиметъра или дали сте поставили правилно светодиода или 7805.
Микроконтролер
Следващата стъпка е да залепите основата за микроконтролера. Намерете позиция, която е възможно най-централна за него, и временно залепете само два щифта върху диагонала, така че той да остане неподвижен, но лесно да бъде премахнат, в случай че искате да промените позицията му върху плочата.
След залепване на основата продължете с кварца и двата кондензатора 15pF (C1 и C2 на диаграмата). Ще залепите кварцовите щифтове директно върху щифтове 12 и 13 на основата, както е показано на фигурата по-долу:
Завържете краищата на С1 и С2 за масата с каишка.
Свържете резистора R1 (10K) между щифтовете 9 (нулиране) и 10 (Vdc) от контакта. Вземете сигнала за нулиране от транзисторния колектор от интерфейса за програмиране към терминал 9 и Vcc от стабилизатора към терминал 10 чрез две ленти.
Залепете кондензатор C5 (100nF) между щифтове 30 и 31 и C6 (100nF) между щифтове 31 и 32. Свържете щифтове 11 и 31 с една лента и 10 и 30 с друга.
Свържете останалите сигнали от интерфейса за програмиране към щифтовете на гнездото (PB5, PB6 и PB7) чрез някои ленти. Внимавайте да не объркате сигналите помежду си.
Свържете LED D7 към клема 21 (PD7) на контролера и след това резистор R7 към земя чрез лента. Обърнете внимание на полярността на светодиода (най-дългият щифт е анодът). Бутон Питър, щифтовете, които са от една и съща страна, са тези, които не осъществяват контакт. Залепете бутона на масата. Всичко трябва да изглежда като на снимката по-долу:
Сериен интерфейс
Интерфейсът използва интегралната схема MAX232 за преобразуване на нивата на напрежение в серийната линия на компютъра, които са + 12V и –12V до логически нива от 0 - 5V (TTL), с които работи серийният интерфейс на микроконтролера.
Поставете другия щепсел DB9 майка в ръба на дъската и го залепете, както е показано.
Свържете интегралната схема MAX232 към щифтове 2 и 3 (Rx и Tx) на серийния жак. Свържете съответно интегрираните щифтове 11 и 12 към щифтове 15 и 14 на закрепения микроконтролер. Пиновете 15 и 16 на MAX232 са захранващи щифтове и трябва да бъдат свързани към маса и Vcc, както е на изображението по-долу
Последната стъпка е да залепите 10uF кондензатори към пиновете MAX232. Отново трябва да спазвате полярността на диаграмата, като по-дългият крак на кондензатора е "+".
Реализация на сериен кабел (програмиране и трансфер на данни)
За да можете да програмирате микроконтролера ATmega16, ще трябва да свържете платката към компютъра с помощта на сериен кабел. Серийният кабел трябва да има DB9 жак от единия край (който ще се свърже към серийния порт на компютъра), а от другия край DB9 жак (който ще се свърже с програмния интерфейс на платката - виж точка 2.1). За да направите кабела, имате нужда от DB9 щепсел майка, DB9 мъжки щепсел и 1-2 метра UTP кабел. Свързването на щифтовете между 2-те гнезда ще бъде направено 1 към 1 (т.е. щифт 1 от майковия контакт към щифт 1 от бащиния контакт, щифт 2 към щифт 2 и т.н. към щифт 8. Пин 9 ще остане несвързан). Всеки щифт на 2-те щепсела има номер, написан до него. Ще използвате един и същ кабел както за програмиране на микроконтролера, така и за трансфер на данни на серийния интерфейс, но когато го използвате за трансфер на данни, кабелът ще свърже серийния порт на компютъра със серийния интерфейс на платката (вижте точка 2.4).
За представителна схема как да свържете щифтовете на 2 щепсела имате изображението по-долу:
USB интерфейс
Добавянето на USB интерфейса ще ви помогне да програмирате картата с помощта на буутлоудър. Този интерфейс може да се използва и за захранване на захранването.
Препоръчително е да поставите USB конектора близо до порт D, по-точно до пиновете PD2 и PD3. За да прикрепите USB конектора към платката, трябва да се осигурят 2 по-големи отвора (или 2 съществуващи отвора) за монтажните щифтове (те са по-дебели). След това съединителят е залепен. Фигурата по-долу идентифицира типичните USB връзки (Vcc, земя, D + и D-).
Фигурата по-долу показва начин за поставяне на парчетата:
Позиционирайте резисторите 100R така, че да могат лесно да се свържат към PD2 и PD3, съответно към D + и D-. Фигурата по-долу показва запояване:
Накрая свържете Vcc и земята към останалата част от сглобката. Например можете да вземете Vcc към щифт 3 на стабилизатора LM7805 и да заземете към щифт 2.