Σύστημα ανάπτυξης πλακέτας μικροελεγκτών PIC: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το έργο προορίζεται για το σχεδιασμό και τη χρήση ενός εργαλείου ανάπτυξης PIC που είναι ευέλικτο για να ταιριάζει σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρονικών έργων που βασίζονται σε PIC.

Είναι συχνά ευκολότερο να αναπτυχθούν έργα μικροελεγκτών με τη χρήση εργαλείων ανάπτυξης. που επιτρέπουν την επίδειξη κώδικα βάσει χρήστη σε πραγματικό χρόνο. Ωστόσο, από προσωπική εμπειρία, ορισμένοι υπάρχοντες πίνακες ανάπτυξης μπορεί συχνά να υποφέρουν από έναν ή πολλαπλούς από τους ακόλουθους περιορισμούς.

1. Τα περιεκτικά σχέδια είναι συχνά ακριβά, 2. Μεταφέρετε πολύ λίγα περιφερειακά, 3. Περιέχουν περιφερειακά που δεν είναι κατάλληλα για συγκεκριμένα έργα και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται σπάνια, 4. Περιέχουν περιφερειακά που καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο σανίδων, αυξάνοντας έτσι το κόστος, 5. Δεν μπορούν να αλλάξουν ή υποστηρίζουν αλλαγή στα περιφερειακά, 6. Περιέχουν επεξεργαστή τοποθέτησης επιφάνειας ο οποίος δεν μπορεί να αφαιρεθεί και έτσι περιορίζεται η περίπτωση χρήσης της πλακέτας ανάπτυξης.

Στην πραγματικότητα, ο χρήστης συχνά επιλέγει έναν πίνακα ανάπτυξης με βάση τις απαιτήσεις του έργου, ωστόσο, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μια μεγάλη συλλογή από πίνακες ανάπτυξης ή να περιορίσει την ελευθερία του σχεδιασμού.

Ο σχεδιασμός του πίνακα ανάπτυξης PIC που παρουσιάζεται εδώ αποσκοπεί στην επέκταση αυτών των περιορισμών.

Το σύστημα ανάπτυξης χρησιμοποιεί μια αρχή σχεδιασμού πλακέτας δύο PCB.

Το πρώτο PCB είναι ένας κύριος πίνακας πίσω επιπέδου που φιλοξενεί την παροχή ρεύματος, το κύκλωμα επαναφοράς MCLR, την κεφαλίδα ακίδων προγραμματιστή RS232 και PICKIT. Αυτός ο πίνακας χρησιμεύει ως ένας πίνακας διασύνδεσης που χωράει έως έξι θυγατρικές σανίδες.

Ο δεύτερος τύπος πλακέτας PCB είναι το εξάρτημα θυγατρικής πλακέτας. Ένας τυποποιημένος σχεδιασμός και αποτύπωμα PCB χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός σχεδίου πλακέτας PCB το οποίο μπορεί να προστεθεί και να αφαιρεθεί από τον κύριο πίνακα, όπως επιθυμείτε. Ο σκοπός της θυγατρικής πλακέτας είναι να φιλοξενεί είτε έναν μικροελεγκτή είτε ένα περιφερειακό κύκλωμα, για παράδειγμα, έναν ψηφιακό σε αναλογικό μετατροπέα (DAC).

Ο σχεδιαστικός στόχος είναι να δημιουργηθούν θυγατρικές σανίδες όπως απαιτείται. Συνεπώς, το έργο αυτό βρίσκεται σε εξέλιξη.

Ως μέρος αυτού του έργου έχω σχεδιάσει μια σειρά βασικών σχεδίων θυγατρικών πινάκων που είναι διαθέσιμα για λήψη αρχείων Gerber / Project.

Για λεπτομέρειες σχετικά με συγκεκριμένες θυγατρικές σανίδες, ανατρέξτε στο έγγραφο του έργου: PIC Controller Development Board - Daughter Board Catalog, έγγραφο αναφοράς: RKD3, διατίθεται με αυτήν την τοποθεσία του εγγράφου ή μέσω της ιστοσελίδας μου στη διεύθυνση; www.rkelectronics.org/picdev

Οι θυγατρικές σανίδες συνδέονται με τον κύριο πίνακα μέσω δύο κεφαλίδων 2 x 30 2,54 mm με πείρο. Αυτό επιτρέπει τη δημιουργία θυγατρικών σανίδων είτε μέσω ενός σπιτιού κατασκευής PCB είτε με το χέρι χρησιμοποιώντας τον πίνακα Vero.

Βήμα 1: Πίνακες κόρης

Η διασύνδεση του κεντρικού πίνακα και της θυγατρικής πλακέτας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα λεωφορεία.

1. 43 ειδικές γραμμές εισόδου/εξόδου είτε για αναλογικές είτε για ψηφιακές, 2. Τροφοδοσία VDD και GND, 3. 5 ειδικές γραμμές SPI Chip Select (CS), 4. SPI Buss για γραμμές MOSI, MISO και CLK, 5. Το I²C μοιράστηκε ως μέρος του λεωφορείου SPI, 6. Αφιερωμένες γραμμές TX και RX για RS232, RS485 και MIDI, 7. Αφιερωμένες γραμμές D+ και D- για δεδομένα USB, 8. Αφιερωμένες γραμμές προγραμματισμού PIC, MCLR, PGD και PGC.

Λόγω της φύσης των γραμμών επιλογής τσιπ SPI, αυτές οι γραμμές μοιράζονται με διάφορες γραμμές εισόδου/εξόδου. Η κοινή χρήση της γραμμής εισόδου/εξόδου εξαρτάται από τη θυγατρική πλακέτα μικροελεγκτή που χρησιμοποιείται. Προβλέπεται ότι η σύνδεση των γραμμών CS με τον μικροελεγκτή θα γίνει στην θυγατρική πλακέτα. Για παράδειγμα, για την θυγατρική κάρτα USB PIC16/18 40 Pin για PIC18F4550, οι γραμμές CS μοιράζονται τις ακίδες εισόδου/εξόδου 16, 17, 18, 19 και 32, που ισοδυναμεί με ακίδες PIC Θύρα C0, C1, C2, C3 και E0. Για το λόγο αυτό απαιτείται για όλους τους περιφερειακούς πίνακες που χρησιμοποιούν SPI να περιλαμβάνουν μια μέθοδο διακόπτη ή διακόπτη για την αποσύνδεση αχρησιμοποίητων ή άλλων χρησιμοποιούμενων γραμμών CS.

Λόγω της φύσης των γραμμών RS232 TX και RX και USB D+ και D-, αυτές οι γραμμές μοιράζονται επίσης με διάφορες άλλες γραμμές εισόδου/εξόδου. Για το λόγο αυτό απαιτείται για όλους τους περιφερειακούς πίνακες που χρησιμοποιούν RS232, RS485 ή USB να περιλαμβάνουν μια μέθοδο διακόπτη ή διακόπτη για την αποσύνδεση αχρησιμοποίητων ή άλλων χρησιμοποιούμενων γραμμών TX, RX, D+ και D-.

Οι γραμμές εισόδου/εξόδου δρομολογούνται σε διάφορες ακίδες μικροελεγκτή, οι οποίες ακίδες περιγράφονται λεπτομερώς στο σχηματικό σχήμα της θυγατρικής πλακέτας ή στη μεταξοτυπία PCB. Συνήθως οι θύρες δρομολογούνται σε?

1. Θύρα A = γραμμές I/O 0 - 7, 2. Θύρα Β = γραμμές εισόδου/εξόδου 8 - 15, 3. Θύρα C = γραμμές εισόδου/εξόδου 16 - 23, 4. Θύρα D = γραμμές εισόδου/εξόδου 24 - 31, 5. Θύρα E = γραμμές εισόδου/εξόδου 32 - 35, Άλλοι τύποι PIC όπως η σειρά dsPIC30/33 και 24 θα χρησιμοποιούν διαφορετικές διατάξεις καλωδίωσης.

Βήμα 2: Αρχεία Gerber

Αυτή η σελίδα περιέχει τα αρχεία Gerber που απαιτούνται για την κατασκευή του Main Board και του Daughter Boards που έχουν δημιουργηθεί μέχρι τώρα. Η λίστα έχει ως εξής:

1. Κύριο Διοικητικό Συμβούλιο, 2. Σύνδεση κεντρικού πίνακα με 2η κύρια πλακέτα, 3. dsPIC30F 28 ακίδων [Τύπος Α]

4. dsPIC30F 28 ακίδων [Τύπος Β]

5. dsPIC30F 28 ακίδων [Τύπος C]

6. dsPIC30F 40 ακίδων [Τύπος Α]

7. dsPIC30F 40 ακίδων [Τύπος Β]

8. LED για I/O 0 - 39

9. MCP3208 [Τύπος Α]

10. MCP3208 [Τύπος Β]

11. PIC16-18 [8-14-20Pin] [χωρίς USB]

12. PIC16-18 [28Pin] [χωρίς USB]

13. PIC16-18 [40Pin] [χωρίς USB]

14. PIC16-18 [8-14-20Pin] [USB]

15. PIC16-18 [28Pin] [USB]

16. PIC16-18 [40Pin] [USB]

17. Διακόπτες

18. ULN2003

19. Επτά Τμήμα

20. 12 bit DAC

21. MIDI

22. PIC ADC

23. Πλήκτρα [Τύπος Α]

24. Πλήκτρα [Τύπος Β]

25. Αλφαριθμητική οθόνη LCD 16 x 2

26. dsPIC30F [18 Pin]

27. Pin Header Breakouts

Βήμα 3: Αρχεία βιβλιοθήκης KiCAD

Αυτό το κομμάτι εδώ είναι για τη βιβλιοθήκη εξαρτημάτων KiCAD και το αποτύπωμα για τον θυγατρικό πίνακα. Θα χρειαστεί να προσθέσετε τις γραμμές περικοπής άκρου γύρω από το αποτύπωμα πριν εξάγετε τα δικά σας αρχεία gerber.

Ελπίζω να απολαύσετε αυτό το έργο!

η ιστοσελίδα μου για περισσότερα έργα βρίσκεται στο

www.rkelectronics.org