Технические описание периферийных устройств

Лабораторная работа №1

Демонстрационно-отладочная плата для микроконтроллера 1986ВЕ93У

Общие сведения об отладочной плате

Демонстрационно-отладочная плата предназначена для:

Ø демонстрации функционирования и оценки производительности микроконтроллера 1986ВЕ93У и его основных периферийных модулей;

Ø демонстрации функционирования интерфейсных микросхем CAN и COM (RS-232) интерфейсов;

Ø отладки собственных проектов с применением, установленных на плате блоков;

Ø программирования памяти программ микроконтроллеров 1986ВЕ93У.

 

Для программирования памяти программ микроконтроллеров 1986ВЕ93У применяется

внешний внутрисхемный программатор ULINK2 (Keil) или JEM-ARM-V2(Phyton).

Питание платы осуществляется от адаптера постоянного тока напряжением 5 вольт или от шины USB.

 

Техническое описание отладочной платы

Основные характеристики микроконтроллера 1986ВЕ93У

Рис. 1. Микроконтроллер 1986ВЕ93У

 

Характеристики микроконтроллера 1986ВЕ93У:

Ядро:

Ø ARM 32-битное RISC-ядро Cortex™-M3 ревизии 2.0, тактовая частота до 80 МГц, производительность 1.25 DMIPS/МГц (Dhrystone 2.1) при нулевой задержке памяти.

Память:

Ø встроенная энергонезависимая Flash-память программ размером 128 Кбайт;

Ø встроенное ОЗУ размером 32 Кбайт.

Питание:

Ø внешнее питания 2,2 ÷ 3,6 В;

Ø встроенный регулируемый стабилизатор напряжения на 1,8 В для питания ядра.

Аналоговые модули:

Ø два 12-разрядных АЦП, 4 канала;

Ø температурный датчик;

Ø двухканальный 12-разрядный ЦАП;

Ø встроенный компаратор, 2 входа.

Периферия:

Ø контроллер USB интерфейса с функциями работы Device и Host;

Ø контроллеры интерфейсов: UART – 2шт., SPI – 1шт., CAN - 2шт.;

Ø три 16-разрядных таймер-счетчика с функциями ШИМ и регистрации событий;

Ø 30 пользовательских линий ввода-вывода.

 

Состав платы

Внешний вид платы представлен на ри.2.

Рис.2. Внешний вид отладочной платы

Компоненты, установленные на отладочной плате, показаны на рис.3.

Рис.3. Компоненты отладочной платы

№ на рис. 3	Описание компонентов платы
1.	Контактная площадка для микроконтроллера 1986ВЕ93У. Микроконтроллер должен быть установлен в спутник-держатель
2.	Разъем Х25 портов A,E,F микроконтроллера
3.	Разъем для карты памяти microSD
4.	Переключатели выбора режима загрузки
5.	Разъем USB-B
6.	Подстроечный резистор 1кОм на 2-м канале АЦП
7.	Разъем BNC внешнего сигнала на 2-м канале АЦП
8.	Разъем BNC внешнего сигнала на 1-м входе компаратора
9.	Разъем BNC выхода ЦАП1
10.	Разъем Audio 3.5мм выхода ЦАП1 через звуковой усилитель MC34119L (установлен на оборотной стороне)
11.	ЖК индикатор 128х64
12.	Кнопка RESET
13.	Кнопки UP, DOWN, LEFT, RIGHT, SELECT
14.	Разъем питания 5В
15.	Фильтр питания
16.	Разъем RS-232
17.	Разъем CAN
18.	Приемо-передатчик RS-232 ADM3232EARN (установлен на оборотной стороне)
19.	Приемо-передатчик CAN ATA6660 (установлен на оборотной стороне)
20.	Набор светодиодов на порту F
21.	Разъемы отладки JTAG-А и JTAG-B
22.	Разъем Х24 портов B,C,D микроконтроллера

 

Принципиальная схема платы:

 

 

Подключение портов микроконтроллера к периферийным элементам платы:

Ø Набор светодиодов (См. №20, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Светодиоды
PF0		Светодиод VD2
PF1		Светодиод VD3

 

Ø Кнопки UP, DOWN, LEFT, RIGHT, SELECT (См. №13, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Кнопки
PD0		Кнопка UP
PD1		Кнопка DOWN
PE3		Кнопка LEFT
PE6		Кнопка RIGHT
PC0		Кнопка SELECT

 

Ø ЖК индикатор 128х64 (См. №11, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Вывод индикатора (№ вывода)
PA0		Вывод DB0 (4)
PA1		Вывод DB1 (5)
PA2		Вывод DB2 (6)
PA3		Вывод DB3 (7)
PA4		Вывод DB4 (8)
PA5		Вывод DB5 (9)
PA6		Вывод DB6 (10)
PA7		Вывод DB7 (11)
PF0		Вывод E1 (12)
PF1		Вывод E2 (13)
PF2		Вывод RES (14)
PF3		Вывод R/W (15)
PF4		Вывод A0 (16)
PD3		Вывод E (17)

 

Ø Разъем для карты памяти microSD (См. №3, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Вывод microSD (№ вывода)
PF0		Вывод CMD (3)
PF1		Вывод CLK (5)
PF2		Вывод CD/DAT3 (2)
PF3		Вывод DAT0 (7)

 

Ø Разъем BNC внешнего сигнала на 2-м канале АЦП (См. №7, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК
PD2

Ø Разъем BNC внешнего сигнала на 1-м входе компаратора (См. №8, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК
PE2

 

Ø Разъем BNC выхода ЦАП1 (См. №9, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК
PE0

 

Ø Разъем Audio 3.5мм выхода ЦАП1 через звуковой усилитель MC34119L (См. №10, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК
PE0

 

Ø Разъем RS-232С через приемо-передатчик RS-232 ADM3232EARN (См. №16, 18, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Вывод ADM3232EARN (№ вывода)
PB5		Вывод TD1 (11)
PB6		Вывод RQ1 (12)

 

№ контакта разъема RS-232С	Вывод ADM3232EARN (№ вывода)
2(TXD)	Вывод RD1 (13)
3(RXD)	Вывод TQ1 (14)

 

Ø Разъем CAN через приемо-передатчик CAN ATA6660 (См. №17, 19, рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	Вывод ADM3232EARN (№ вывода)
PA6		Вывод TXD (1)
PA7		Вывод RXD (4)

 

№ контакта разъема CAN	Вывод ATA6660 (№ вывода)
2(CANL)	Вывод CANL (6)
7(CANH)	Вывод CANH (7)

 

Ø Разъем USB-B (См. №5 рис.3):

Порт МК	№ вывода МК	№ контакта разъема USB-B
DP		3(D+)
DN		2(D-)

Технические описание периферийных устройств

- ЖК индикатор 128х64

ЖК индикатор имеет 20 контактный разъем для подключения.

Таблица обозначения контактов:

Вывод	Обозначение	Назначение
	Ucc	Питание цифровой части модуля
	GND	Общий вывод (0 В, земля)
	Uo	Вход питания ЖК-панели
4-11	DB0—DB7	Шина данных
	E1	Выбор кристалла 1
	E2	Выбор кристалла 2
	RES	Сброс (начальная установка)
	R/W	Выбор: Чтение/Запись
	A0	Выбор: Команда / Данные
	E	Стробирование данных
	Uee	Выход DC-DC преобразователя
	A	+ питания подсветки
	K	- питания подсветки

Некоторые особенности подключения:

1. Цифровая часть, ЖК-панель и подсветка запитываются отдельно друг от друга.

2. Вход питания ЖК-панели (3) необходимо соединить с выходом DC-DC преобразователя (18) через потенциометр для возможности настройки контраста. Либо через резистор ~4.7 КОм.

3. Внутри ЖК-панели находятся два контроллера KS-0108. Поскольку размер матрицы 128х64, то каждый контроллер отвечает за свою половину экрана и активизируется соответствующим пином E1 и E2. Необходимо учитывать, что запись или чтение сразу в/из обоих контроллеров не допускается!

 

Память:

1. Модуль содержит ОЗУ для хранения данных, выводимых на ЖКИ, размером 64х64х2 бит (по 64х64 бит на каждый кристалл). Для выбора нужного кристалла используются выводы E1,E2.

2. ОЗУ разбито на 8 страниц размером по 64х8 бит каждая. Каждой светящейся точке на ЖКИ соответствует логическая «1» в ячейке ОЗУ модуля.

Контроллер дисплея понимает 7 команд:

1. Включение / выключение дисплея вне зависимости от данных в ОЗУ и внутреннего состояния

2. Установка номера строки ОЗУ, которая будет отображаться в верхней строке дисплея

3. Установка номера страницы ОЗУ

4. Установка адреса ОЗУ для последующих обращений

5. Чтение статуса состояния

6. Запись данных

7. Чтение данных

 

- Приемо-передатчик RS-232 ADM3232EARN

Структурная схема приемо-передатчика приведена на рис. 4.

Рис.4. Структурная схема приемо-передатчика

Характеристики ADM3232EARNZ:

Производитель	Analog Devices Inc
Тип	Transceiver
Количество приемников/передатчиков	2/2
Интерфейс	RS232
Напряжение питания	3 V ~ 5.5 V

 

- Приемо-передатчик CAN ATA6660

Структурная схема приемо-передатчика приведена на рис. 5.

Рис.5. Структурная схема приемо-передатчика

Характеристики ATA6660:

• Напряжение питания 5 V
• Максимальная высокоскоростная передача данных до 1 Мбод
• Управляемая скорость нарастания фронтов
• Дежурный режим
• Вход TXD совместим с 3.3В логикой
• Защита от короткого замыкания
• Защита от превышения температуры
• Защита линий от перенапряжений от -40 В до +40 В
• Высокоскоростной дифференциальный приемник с широким допустимым диапазоном синфазного сигнала (-10 В… +10 В) для высокой электромагнитной устойчивости (EMI)
• Полностью управляемые линии шины CANH и CANL для минимизации электромагнитных излучений (EME)
• Высокий уровень защиты от электростатических разрядов (ESD) на выводах CANH, CANL: 8 кВ (модель человеческого тела HBM), 300 В (машинная модель MM)

 

Примечание: вся необходимая документация об отладочной плате и периферийных устройствах раздается в электронном виде.