Пошаговое руководство по изготовлению и использованию отладочной платы для микроконтроллеров ATtiny13/15. Узнайте о схеме, функциях и возможностях платы.
Для начинающих радиолюбителей, осваивающих микроконтроллеры, часто необходимо собрать и проверить прошивку или схему в действии на реальном микроконтроллере (например proteus зачастую просто отказывается адекватно симулировать схему с микроконтроллером). Для этих целей, и не лишь начинающие, используют отладочную плату и или макетную плату. Для микроконтроллеров Attiny13/15 и совместимыми с ними по распиновке выводов других микроконтроллеров, была изготовлена отладочная плата оснащенная минимальным необходимым функционалом. Такая плата имеет небольшой компактный размер и дешева в сборке.
На фото выше в микроконтроллер загружена программа и сама отладочная плата подключена к питанию 5 вольт через программатор от USB порта ноутбука.
Отладочная плата для микроконтроллеров Attiny13/15 построена по следующей схеме:
Для подключения микроконтроллера к отладочной плате используется разъем для микросхем в корпусе DIP-8 или по простому разъем «кроватка» для восьми-ногих микросхем. Данный разъем можно использовать как в обычном исполнении с прижимными контактами, так и в варианте с цанговыми контактами. Применение такого разъема обуславливается возможность быстрой замены микроконтроллера в отладочной плате при возможных неисправностях, связанных с самой микросхемой. К примеру, по неопытности можно залочить микроконтроллер. Быстрым решением будет заменить его в отладочной плате, а в будущем вылечить микроконтроллер с применением других средств — RC — цепочка или Fuse bit doctor’a. Также возможно будет быстро сменить марку микроконтроллера — например Attiny13 заменить на Attiny15 в рамках одной платы.
Ниже представлена готовая отладочная плата со стороны монтажа и со стороны пайки:
В качестве перемычек, помимо привычных проволочных, использовались резисторы типоразмера 1206 номиналом 0 Ом.
Итак, немного о том, что есть на отладочной плате. Начнем от питания — напряжение на микроконтроллер берется от программатора от USB порта (5 вольт), это напряжение к микроконтроллеру может подаваться напрямую или через три диода, понижающих напряжение до 3,2 — 3,3 вольт. Применение диодов обусловлено их минимальной стоимостью. При желании Вы всегда можете подредактировать печатную плату и применять стабилизаторы напряжения типа AMS1117 3,3 вольта. выбор питающего напряжения осуществляется перемычками Jmp1 и Jmp2 на отладочной плате. Удобно использовать джемпера с «ручками» как на фото, чтобы не изголяться при надобности перекинуть питание. Также питание от программатора на микроконтроллер поступает через ограничительный резистор R2. Его номинал можно брать от 0 Ом до примерно 10 Ом в зависимости от предпочтений. К выводу PB5 (reset) микроконтроллера резистором R1 подтягивается напряжение питания, это необходимо для предотвращения самопроизвольного перезапускания контроллера при наличии каких-либо помех. Также к этому выводу подключена тактовая кнопка для возможности вручную перезапустить микроконтроллер в процессе отладки какой-либо схемы или прошивки.
Так как приоритетом данной отладочной платы является изготовление не самых сложных проектов, то на плате предусмотрены разъемы с цанговыми контактами для подключения 3-х светодиодов. Ограничивающие ток резисторы подобраны таким образом, чтобы можно было использовать светодиоды 3-х цветов одновременно (красный, зеленый и синий) — 180 Ом для красного цвета и по 100 Ом для зеленого и синего цвета. Такой разброс номиналов обусловлен тем, что падение напряжения на красных светодиодах, как правило, меньше, чем на других цветах. Такое решение позволит применять RGB светодиоды.
Но применять можно и обычные светодиоды для индикации чего-либо.
Специально для программирования на печатной плате предусмотрен стандартный 10 пиновый разъем для программаторов AVR, например USBasp или AVRdoper или других.
Для подключения к выводам микроконтроллера различных компонентов или устройств предусмотрено несколько разъемов (штыревых соединений). С одной стороны два типа разъемов (PLS-5 и PBS-5) — включают контакт напряжения питания и контакт нулевого потенциала (Gnd), а также PB0, PB1, PB2 микроконтроллера. С другой стороны также два типа разъемов (PLS-4 и PBS-4) — включают контакт нулевого потенциала (Gnd) и контакты выводов микроконтроллера PB3, PB4, PB5. Отдельно имеется разъем PLS-3, включающий три контакта подсоединенных к напряжению питания Vcc. Подробнее смотрите схему электрическую принципиальную.
На плате имеются несколько конденсаторов, фильтрующих питание, подводимое к микроконтроллеру, для улучшения качества работы.
Для того, чтобы сразу же протестировать отладочную плату после изготовления была разработана простая прошивка, управляющая тремя светодиодами — они по очереди загораются и тухнут. Все необходимое будет приложено ниже. Эта не сложная отладочная плата может послужить толчком для изучения микроконтроллеров для новичков в этом деле — ведь ничего сложного в этом нет, если иметь самые начальные знания в языках программирования Cи или Assembler.
Для того, чтобы запрограммировать микроконтроллер Attiny13 тестовой программой (прошивкой) необходимо знать конфигурацию фьюз битов:
К статье прилагается тестовая прошивка для микроконтроллера Attiny13, проект протеус для этого же микроконтроллера с использованием тестовой прошивки, исходный код в программе AVR studio, печатная плата, нарисованная в Sprint Layout, а также видео работы тестовой прошивки на отладочной плате.
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- 187.hex (1 Кб)
- 187.rar (9 Кб)
- prot(1).rar (19 Кб)
- отладочная tiny13(2).lay6 (62 Кб)