Erstellen Sie Ihr eigenes Entwicklungsboard - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Dieses anweisbare zeigt Ihnen, wie Sie Ihr eigenes Entwicklungsboard von Grund auf neu bauen! Diese Methode ist einfach und erfordert keine fortgeschrittenen Werkzeuge, Sie können sie sogar an Ihrem Küchentisch durchführen. Dies gibt auch ein besseres Verständnis dafür, wie Ardruinos und andere Entwicklungsboards wirklich funktionieren.

Sie können Ihr Entwicklungsboard so gestalten, dass es Ihrem spezifischen Zweck entspricht. Dieses im Bild gezeigte Entwicklungsboard wurde verwendet, um die Drehzahl eines Gleichstrommotors zu steuern. Der Gleichstrommotor wurde von einem Computer aus über die serielle Schnittstelle gesteuert. Die LEDs wurden verwendet, um beim Debuggen zu helfen.

In diesem Instructable werde ich zeigen, wie man ein vielseitiges Entwicklungsboard baut, daher wird die Teileliste nicht mit der im Bild gezeigten übereinstimmen.

Schritt 1: Teile

Stückliste:

• 1 Atmel ATmega88 (oder jeder Prozessor, der Ihren Anforderungen am besten entspricht)
• 1 Dip-IC-Sockel 28
• 1 10k Ohm Widerstand
• 1 100 Ohm Widerstand
• 1 Diode
• 3 0,1 μF Kondensator
• 1 10 μF Kondensator
• 1 LED-Diode
• 1 330 Ohm Widerstand
• Einige Jumper
• Einige männliche Stifte (oder weiblich)
• Ein Stück Stripboard (verwenden Sie eines mit Streifen und nicht Matrix, siehe Bild)

Um später Ihren Mikrocontroller programmieren zu können, benötigen Sie einen ISP-Programmierer (In-System-Programmierung). Ich habe AVRISP mkII (https://www.atmel.com/tools/avrispmkii.aspx) verwendet. Es gibt viele verschiedene ISP-Programmierer zur Auswahl, oder Sie können Ihre eigenen erstellen. Es gibt auch einige Möglichkeiten, ein Arduino so zu konfigurieren, dass es als ISP-Programmierer fungiert.

Schritt 2: Teori

Um ein Entwicklungsboard von Grund auf zu bauen und zu programmieren, müssen Sie einige Datenblätter lesen. Es kann manchmal schwierig sein, das Gesuchte zu finden, aber ich werde das Wichtigste liefern.

ATmega88 Datenblatt

Überlegungen zum Hardwaredesign

Zuerst müssen wir uns die Pinbelegung des ATmega88 ansehen, die im Datenblatt zu finden ist.

Einige wichtige Ports, die zusätzliche Überlegungen erfordern, sind die folgenden:

• Pin 1. Dies ist der Reset-Pin, der den Prozessor zurücksetzt, wenn er niedrig ist. Dieser Pin benötigt einen Pull-Up, so dass der Pin immer hoch ist, es sei denn, Sie möchten einen Reset durchführen. (Dies wird später angezeigt)
• An Pin 7 und 20 sollte die Vcc angeschlossen werden, 5V.
• Pin 9 und 10: An diese Pins kann ein externer Quarz angeschlossen werden, wir verwenden jedoch den internen Oszillator. Wir können diese Pins daher wie übliche digitale Pins behandeln.
• Pin 17, 18 und 19: Diese werden zur Programmierung verwendet (wird später gezeigt).

Schritt 3: Stripboard-Layout

Um den Schaltplan zu erstellen, verwenden wir StripCAD, folgen Sie dem Link, um das Programm herunterzuladen.

Dieses Programm kann etwas schwierig zu bedienen sein, da es nicht benutzerfreundlich ist, aber es ist effektiv, wenn Sie wissen, wie man es benutzt. Spielen Sie ein wenig damit herum und Sie werden es bald meistern. Einige gute Tipps sind die folgenden.

• Drücken Sie c, um nach Komponenten zu suchen
• Drücken Sie v, um verschiedene Varianten zu erhalten
• Drücken Sie die linke Maustaste zwischen zwei horizontalen Punkten, um eine Unterbrechung zu erhalten
• Drücken Sie die linke Maustaste zwischen zwei vertikalen Punkten, um eine Lötbrücke zu erhalten

Bei der Suche nach Komponenten:

• "DILxx" gibt Ihnen einen Dual In-Line gefolgt von der Anzahl der Pins
• "SILxx" gibt Ihnen eine Single In-Line gefolgt von der Anzahl der Pins

Andernfalls suchen Sie einfach nach der gesuchten Komponente.

Schritt 4: Pull-up-Reset-Pin

Aus dem Dokument zur Betrachtung des Hardware-Designs auf Seite 6 finden wir die Schaltung im Bild. Lesen Sie den Text im Dokument, um ein besseres Verständnis zu erhalten. Dies ist der Schritt, in dem wir den Klimmzug für Pin 1 durchführen.

Es kann sinnvoll sein, einen manuellen Reset für den Mikrocontroller einzufügen. Dies kann verwendet werden, indem ein SIL2 in Reihe mit einem 100-Ohm-Widerstand an Masse angeschlossen wird. Schließen Sie SIL2 mit einem Jumper kurz und der Mikrocontroller wird zurückgesetzt. Der 100-Ohm-Widerstand verhindert einen Kurzschluss des Kondensators. Ansonsten einfach dem Schaltplan aus dem Dokument folgen.

Im zweiten Bild ist die Klimmzugverbindung in StripCAD dargestellt

Schritt 5: Netzteil

Um Störungen zu vermeiden, wird ein Kondensator 10 μF in der Nähe des Spannungseingangs auf der Platine platziert. Um Störungen zu vermeiden, die in der Platine verursacht werden, wird ein 0,1-μF-Kondensator zwischen Pin 7 und 8 und zwischen Pin 20 und 22 platziert. Diese Kondensatoren wirken als Tiefpassfilter. Der kleine Kondensator sollte für die beste Wirkung so nah wie möglich an den Pins platziert werden.

Es ist auch möglich, eine Art Spannungsregler hinzuzufügen, z. 78L05, um es mit einer Batterie zu betreiben.

Schritt 6: ISP-Programmierer

Um den Prozessor zu programmieren, benötigen Sie einen ISP-Programmierer. Es stehen verschiedene Stecker zur Verfügung, 6-polig oder 10-polig. Ich habe einen mit sechs Pins verwendet, schauen Sie sich das Hardware-Dokument an, um zu sehen, wie die Verbindung gestaltet werden sollte.

ISP-Programmer steht für In-System-Programmierung. Der Vorteil bei dieser Art von Programmiergerät besteht darin, dass Sie Ihr Gerät programmieren können, wenn es in einem vollständigen System installiert ist, anstatt Ihren Chip vor der Installation im System installieren zu lassen. Es ist auch einfach, es nach der Installation im System neu zu programmieren.

Im nächsten Schritt erfahren Sie, wie die ISP-Verbindung hergestellt werden soll.

Schritt 7: Layout

Wenn das Design fertig ist, drücken Sie auf Drucken, um es als PDF zu speichern (oder verwenden Sie die angehängte Datei). Öffnen Sie die PDF-Datei und drucken Sie sie aus. Beachten Sie, dass die Druckereinstellung auf die tatsächliche Größe eingestellt werden sollte, da sonst das Design nicht mit dem Stripboard übereinstimmt.

Es ist immer eine gute Idee, eine LED einzubauen, die anzeigt, ob die Stromversorgung des Entwicklungsboards eingeschaltet ist. Dieser einfache Tipp kann viel unnötiges Debugging ersparen.

Schritte zur Herstellung Ihres eigenen Entwicklungsboards:

1. Drucken Sie den Schaltplan aus und schneiden Sie ihn mit einer Schere aus.
2. Schneiden Sie ein ausreichend großes Stück des Stripboards aus, so dass das Papier darauf passt.
3. Positionieren Sie das Papier so über dem Stripboard, dass die Löcher übereinstimmen, verwenden Sie einen gewöhnlichen Klebestift, um das Papier auf dem Stripboard zu befestigen. Kleben Sie das Papier ohne Kupferstreifen zur Seite.
4. Beginnen Sie mit der Störung an den roten Kreuzen
5. Folgen Sie dem Bauen und Löten von den niedrigsten Komponenten bis zu den höchsten, was die Montage erleichtert.
6. Schließen Sie es an die Stromversorgung (5V) an und beginnen Sie mit der Programmierung.

Jetzt ist die Hardware des Entwicklungsboards fertig!

Schritt 8: Programmierung

Ich habe Atmel Studio zum Programmieren in C verwendet. Laden Sie das Programm herunter und beginnen Sie, ein tolles Projekt mit Ihrem eigenen Entwicklungsboard zu erstellen. Es wird möglich sein, Arduino zu booten, aber wenn Sie besser verstehen möchten, was sich tief unten in der Arduino-Sprache verbirgt, versuchen Sie einige Beispiele in C. Testen Sie zum Beispiel einige Timer, Interrupts und analoges Lesen.

Im ATmega88-Datenblatt finden Sie viele Beispielcodes für verschiedene spezifische Aufgaben, die Ihr Mikrocontroller ausführen kann.

Wie Sie sehen, ist dies eine einfache Möglichkeit, verschiedene Prototypen für elektronische Geräte zu konstruieren. Es ist einfach, billig und erfordert kein spezielles Werkzeug.

Zweiter Platz beim Microcontroller Contest 2017