plik

1. Opis układu

ADuC  845  Dev  Kit  jest  jednym  z  najbardziej  rozbudowanych  zestawów  rozwojowych  dla  mikrokontrolerów  firmy
Analog Devices z serii ADuC845 dostępnych na rynku.

Dzięki  bogatemu  wyposażeniu,  zestaw  ten  pozwala  w  pełni  wykorzystad  potencjał  całej  rodziny  tych  wspaniałych
mikrokontrolerów.

Do  niewątpliwych  zalet  ADuC  845  Dev  Kit  można  zaliczyd:  port  USB,  dwukierunkowy  wskaźnik  LED  transmisji
szeregowej  i  USB,  cztery  przyciski  astabilne  w  układzie  strzałek  znanym  z  klawiatur  komputerowych,  tor  analogowy
połączony  z  wbudowanymi  w  mikrokontroler  przetwornikami  ADC  i  DAC,  możliwośd  jednoczesnego  korzystania  z
wyświetlacza LCD oraz czterech wyświetlaczy 7-segmentowych LED.

Dzięki przemyślanej konstrukcji, mimo tylu elementów peryferyjnych podłączonych do mikrokontrolera, do dyspozycji
ciągle pozostają trzy porty ogólnego przeznaczenia.

Duży  nacisk  jaki  został  położony  podczas  projektowania  zestawu  na  jego  uniwersalnośd  i  elastycznośd,  zaowocował
możliwością wygodnej konfiguracji szeregu jego elementów i układów peryferyjnych np. poprzez wybór przy pomocy
zworek  takich  ustawieo  jak:  źródła  zasilania,  napięcia  odniesienia  dla  przetwornika  ADC,  buforowanego  lub
niebuforowanego trybu wyjścia przetwornika DAC.

Wszystkie wyżej wymienione cechy czynią ADuC845 Dev Kit doskonałym narzędziem wspomagającym projektowanie
różnego rodzaju i stopnia skomplikowania układów pomiarowych i sterujących.

2. Elementy pomocnicze części analogowej

a) potencjometr

Na  płytce  znajduje  się  potencjometr,  który  może  zostad  dołączony  do  pierwszego  wejścia  analogowego  AIN1  za
pomocą zworki POT/AIN1. Suwak potencjometru jest buforowany przez wzmacniacz operacyjny. Możliwośd regulacji
napięcia potencjometrem odbywa się w zakresie 0-5V (AGND-AVCC).

b) LED

W części analogowej układu znajdują się dwa LED, nazwane DAC i POT. Załączyd je można przy pomocy umieszczonych
przy  nich  zworek  opisanych  LED.  Diody  te  umożliwiają  wizualną  kontrolę  napięd,  odpowiednio,  na  wyjściu
przetwornika  C/A  oraz  wartości  ustawionej  na  potencjometrze.  Diody  te  są  dołączone  do  wyjśd  wzmacniaczy
operacyjnych (buforów).

Uwagi:

Mimo, iż zastosowany wzmacniacz operacyjny jest typu „rail to rail”, to dołączenie odpowiednią zworką LED powoduje
ograniczenie  górnej  granicy  napięcia  na  wyjściu  bufora.  Nie  uzyskamy  zatem  np.  napięcia  5V,  tylko  4,5V  (wartości
przykładowe).
Spowodowane jest to prądem pobieranym przed LED.
Warto też pamiętad, iż LED zaczyna świecid dopiero przy napięciu ok. 1V.

3. Porty analogowe

W  dolnej  części  płytki  znajduje  się  częśd  analogowa  układu.  Napięcie  zasilające  oraz  masa  części  analogowej  są
separowane od części cyfrowej.

a) wejścia analogowe

Dwurzędowe złącze opisane „Analog in” zawiera wyprowadzone linie portu P1, numerowane wg zasady P 1.0 - AIN1 ...
P 1.7 – AIN8 (dolny rządek), oraz 8 pinów dołączonych do wejścia AINCOM w procesorze.
Z  prawej  strony  złącza  znajduje  się  zwora  AGND/AINCOM.  Zaleca  się  pozostawienie  jej  zwartej,  chyba  ze  mierzone

napięcia  są  odniesione  do  innego  potencjału,  niż  masa  układu.  W  takim  wypadku  prosimy  zapoznad  się  z
dokumentacją  procesora,  w  celu  ustalenia  dopuszczalnych  wartości  napięd  pomiędzy  wyprowadzeniami  AGDN  i
AINCOM.
Możliwa jest praca wejśd jako 8 kanałów odniesionych do punktu AINCOM, jak i również jako 4 pary różnicowe (AIN1 –
AIN2, ... ,AIN7 – AIN8).

b) złącze napięcia referencyjnego

Ponad  zworą  AGND/AINCOM  znajduje  się  4-pinowe  złącze  REFIN.  Wyprowadzone  zostały  wejścia  zewnętrznego
napięcia referencyjnego oraz masa i zasilanie części analogowej układu. Domyślnie założone są dwie zwory pomiędzy
AVCC i REFIN+ oraz AGND i REFIN-. Ustawiają one napięcie zasilania części analogowej (5V) jako zewnętrzne napięcie
referencyjne dla przetwornika A/C.

c) wyjście analogowe

W  lewej  dolnej  części  płytki  znajduje  się  wyjście  przetwornika  C/A.  Za  pomocą  zworki  UNBUFF/BUFF  jest  możliwe
buforowanie  (BUFF)  wyjścia  przetwornika  C/A  za  pomocą  wzmacniacza  operacyjnego,  lub  pozostawienie  wyjścia
bezpośrednio z procesora (UNBUFF).

Uwagi:

Nie została przewidziana możliwośd całkowitej separacji mas i napięd części analogowej i cyfrowej za pomocą zworek,
jednak można tego dokonad przez wylutowanie rezystora R30 (separacja zasilania) i R31 (separacja mas). R31 znajduje
się od spodu płytki drukowanej.

4. Zasilanie układu

a) zasilanie ze złącza USB

W tym przypadku wymagane jest ustawienie zworki USB/EXT SUPPLY w położenie odpowiadające napisowi USB.
Świecenie LED znajdującego się z lewej strony zworki sygnalizuje obecnośd tego napięcia.
Należy pamiętad, iż większośd komputerów ma ograniczoną wydajnośd prądową złącz USB. W większości przypadków
wydajnośd ta jest wystarczająca do pełnej funkcjonalności płytki.
Jednak, gdy zauważyd można wyraźne przygasanie LED sygnalizującego obecnośd zasilania 5V, należy zasilad płytkę z
wykorzystaniem zewnętrznego zasilacza.

b) zasilanie za pomocą zewnętrznego zasilacza

W  tym  przypadku  wymagany  jest  zewnętrzny  zasilacz  o  napięciu  9-12V  prądu  stałego  (o  dowolnej  polaryzacji)  lub
przemiennego. Wydajnośd prądowa takiego zasilacza powinna wynosid przynajmniej 500mA.
Napięcie z zasilacza jest prostowane, a następnie stabilizowane w liniowym stabilizatorze do wartości 5V.
Stosowanie  zasilaczy  o  zbyt  wysokim  napięciu  spowoduje  nadmierne  nagrzewanie  się  stabilizatora  napięcia,  o  zbyt
niskim – niepoprawną pracę układu.
Obecnośd  napięcia  pochodzącego  z  zasilacza  zewnętrznego  jest  sygnalizowana  przez  LED  znajdujący  się  z  prawej
strony zworki “USB/EXT SUPPLY”.
by zasilad układ z zasilacza zworka ta musi znajdowad się w pozycji nad napisem “EXT”.

Uwagi:

Możliwa jest praca płytki przy dołączonym zewnętrznym zasilaczu i wtyku USB. Wybór źródła napięcia zasilania płytki
odbywa się za pomocą zwory USB/EXT zgodnie z regułami podanymi powyżej.

5. Komunikacja z komputerem

Komunikacja z komputerem jest wymagana m.in. dla zaprogramowania procesora serii ADuC8xx.

Istnieją dwa sposoby komunikacji płytki z komputerem:

a) złącze RS232

Płytka posiada konwerter poziomów, służący do translacji napięd TTL na standard RS232. Z płytki wyprowadzone jest
gniazdo DB9F (żeoskie). Umożliwia dołączenie płytki do komputera za pomocą kabla DB9M-DB9F o prostym układzie
żył (1:1).
Aby ustawid transmisję przez port RS232, wymagane jest ustawienie obu zworek USB/RS232 pod napisem RS232.
Z lewej strony złacza RS232 znajdują się dwa LED sygnalizujące dane wysyłane (TxD) i odbierane (RxD) przez układ.

b) złącze USB

Na  płytce  umieszczony  jest  specjalizowany  układ  (FT232RL)  umożliwiający  komunikację  z  komputerem  za  pomocą
portu USB. Po zainstalowaniu oprogramowania na komputerze układ ten emuluje port COM. Umożliwia to współpracę
komputera  nie  posiadającego  portu  COM  z  płytką  uruchomieniową.  Transmisja  przez  USB  jest  sygnalizowana  przez
dwa LED znajdujące się z prawej strony gniazda USB.
Aby  możliwa  była  realizacja  transmisji  przez  port  USB  konieczne  jest  zainstalowanie  sterowników  USB/RS232  –
dostępne na dołączonej płycie CD, lub w Internecie pod adresem

http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

Wymagane jest też przestawienie obu zworek USB/RS232 w pozycję, która się znajduje pod napisem USB.

Uwagi:

Należy pamiętad o przestawieniu obu zworek USB/RS232. Przestawienie tylko jednej ze zworek powoduje niemożnośd
komunikacji płytki z komputerem, zarówno przez port RS232 jak i USB.

6. Porty cyfrowe

Na płytce wyprowadzone są wszystkie cyfrowe porty mikrokontrolera.
Po lewej stronie płytki został wyprowadzony port P0, natomiast po prawej stronie wyprowadzone zostały (patrząc od
góry) porty P2, port I2C wraz z napięciem zasilającym oraz port P3.

Opis  linii  każdego  z  powyższych  portów  jest  opisany  nadrukiem  na  płytce.  Mimo  iż  porty  są  współdzielone  z
urządzeniami peryferyjnymi,  rezygnując z ich  wykorzystania, można bez przeszkód wykorzystywad odpowiednie linie
do własnych zastosowao.

Uwagi:

Port P1 jest wykorzystywany jako port analogowy, jednak może zostad wykorzystany jako cyfrowe wejście.
Należy przy tym pamiętad o następujących różnicach:

na każdym wejściu portu znajduje się filtr RC, co powoduje ograniczenie szybkości narastania sygnału cyfrowego

należy odłączyd od wejścia AIN1 potencjometr usuwając zworkę POT/AIN1

Aby lina portu pracowała jako wejście cyfrowe musi zostad wpisana do niej wartośd „0”

Zestawienie alternatywnych funkcji portów cyfrowych

Linie portów

Funkcja alternatywna

P0.0 – P0.7

Magistrala wyświetlaczy LCD i LED

P2.0 – P2.2

Sterowanie wyświetlaczy LCD i LED

P2.3

Enable dla LCD

P2.4 – P2.7

LED użytkownika

P3.0 – P3.1

Transmisja RS232/USB

P3.2 – P3.5

Przyciski użytkownika

P3.6

Podświetlenie LCD

P3.7

Brzęczyk

7. Wyświetlacz LCD

Wyświetlacz LCD umieszczony na płytce ma organizację 2 wiersze po 16 znaków każdy.
Kontrast  wyświetlacza  jest  regulowany  potencjometrem  „CONTRAST”,  znajdującym  się  przy  dolnym  lewym  rogu
wyświetlacza.
Wyświetlacz jest programowo zgodny z układem HD44780.
Podłączenie wyświetlacza jest 8-bitowe, szyna danych dołączona jest bezpośrednio do portu P0.
Linie sterujące RS i R/W są dołączone poprzez dekoder 3 linie na 8 linii typu 74HC138.

Obsługa wyświetlacza LCD odbywa się w następujący sposób:

P2.2 musi byd równe “1”

P2.1   P2.0     RS  R/W

realizowana funkcja

0 0 0 0

odczyt danej

0 1 1 0

odczyt rozkazu

1 0 0 1

zapis danej

1 1 1 1

zapis rozkazu

Daną do odczytu lub zapisu zatwierdza się na magistrali P0 kombinacją stanów „1-0-1” na linii P2.3 (E – enable)

Dokładny opis procedur sterowania wyświetlaczem LCD można znaleźd na CD oraz w Internecie.

Podświetlenie wyświetlacza może byd włączane i wyłączane przez zmianę stanu linii P3.6 – przy czym „0” oznacza
włączone podświetlenie, a „1” wyłączone.

Uwagi:

Jeżeli na wyświetlaczu górna linijka jest „czarna”, a dolna „pusta”, to znaczy, że kontrast został ustawiony prawidłowo,
ale wyświetlacz nie został zainicjalizowany.

8. Programowanie układu

Do programowania procesora wymagane jest oprogramowanie WSD załączone na płycie CD lub dostępne do pobrania
pod adresem

ftp://ftp.analog.com/pub/MicroConverter/ADuC8xx/WSD

Na płycie wybieramy port do programowania (USB lub RS232). Następnie podłączamy wybrany port odpowiednim
kablem do komputera i włączamy zasilanie płytki.

Procedura ustawienia układu w tryb programowania:

wciskamy przycisk DOWNLOAD

wciskamy przycisk RESET

puszczamy przycisk RESET

puszczamy przycisk DOWNLOAD

Następnie uruchamiamy program WSD.

Jeżeli  z  prawej  strony  pod  „przyciskami”  pojawi  się  napis  identyfikujący  typ  procesora,  to  komunikacja  została
nawiązana.

Jeżeli jednak tak się nie stało (procedura może się różnid w zależności od wersji oprogramowania WSD):

wciskamy przycisk Configuration

sprawdzamy czy jest poprawnie wybrany numer portu

w polu “Crystal frequency” wybieramy “watch crystal”

ponownie ustawiamy układ w tryb programowania

próbujemy wgrad program wciskając przycisk Download

Uwagi:

Sporadycznie zdarzają się problemy z komunikacją przez port RS232 przy nowych komputerach. Są one spowodowane
niedostateczną wydajnością prądową portów COM. Rozwiązad ten problem można w nastepujący sposób:

wyłączamy aplikację WSD

znajdujemy katalog z plikiem WSD

wchodzimy do katalogu Configuration

otwieramy w Notatniku plik aduc8xx.txt, gdzie za xx podstawiamy typ procesora

w opcji FastBaudrateOption słowo True zamieniamy na False

zapisujemy plik i uruchamiamy WSD

9. Przyciski użytkownika

Na  płytce  znajdują  się  cztery  przyciski  podłączone  bezpośrednio  do  portów  mikrokontrolera.  Przyciski  te  zwierają
wyprowadzenia  portów  bezpośrednio  do  masy  układu.  Tak  więc  stan  “0”  na  porcie  wejściowym  odpowiadającym
przyciskowi odpowiada wciśnięciu danego klawisza.

Przyporządkowanie klawiszy jest następujące:

“góra” P3.2

“dół”

P3.3

“lewo” P3.4

“prawo” P3.5

10 .LED użytkownika

Na płytce znajdują się cztery LED podłączone bezpośrednio do portów mikrokontrolera. Diody te podłączone są w
układzie “aktywnego 0”, czyli gdy na port wyjściowy podamy “0”, to dołączona do tego portu dioda zacznie świecid.

Przyporządkowanie LED:

od góry P2.4

P2.5

P2.6

na dole P2.7

11. Brzęczyk

Na płycie znajduje się też sterowany linią portu

P3.7, za pośrednictwem tranzystora, brzęczyk. Sterowany

jest on w układzie aktywnego zera, czyli podanie „0” logicznego na linię portu spowoduje
włączenie brzęczyka.

12. Blok wyświetlaczy LED

Na płytce znajdują się cztery wyświetlacze 7-segmentowe.

Segmenty są dołączone do linii portu P0 za pośrednictwem bufora. Jedynka logiczna na linii odpowiada zapalonemu
segmentowi na wyświetlaczu.

Anody wyświetlaczy są sterowane pośrednio – z wykorzystaniem dekodera 3 linie na 8 linii (74HC138) i tranzystorów
sterujących.

Załączenie poszczególnych cyfr odbywa się w następujący sposób:

P2.2 musi byd równe “0”.

P2.1 P2.0

aktywna cyfra:

0 0

najbardziej znacząca

0 1

druga od lewej

1 0

trzecia od lewej

1 1

najmniej znacząca

Uwagi:

Komendy  do  wyświetlacza  LCD  mogą  byd  przesyłane  jedynie  w  momentach,  gdy  wygaszony  jest  wyświetlacz  LED.
Jednak multipleksowane sterowanie wyświetlaczy LED wymusza takie przerwy w sterowaniu.

Zbyt małe odstępy czasu między zapalaniem kolejnych cyfr mogą skutkowad zmniejszeniem czytelności wyświetlacza
LED, na wskutek pojawienia się poświaty od sąsiednich cyfr na wyświetlaczach.

Zbyt  mała  częstotliwośd  przełączania  cyfr  może  skutkowad  pojawieniem  się  efektu  nieprzyjemnego  migotania  cyfr
wyświetlacza.

Przykładowa  procedura  obsługi  wyświetlaczy  znajduje  się  na  płycie  CD,  w  ramach  oprogramowania  testującego  i
demonstracyjnego.