Отладочная плата для AVR

Обычно еще до сборки окончательного варианта устройства, происходит его отладка. Отлавливаются баги в программе, подбираются номиналы деталей итд. Для удобства  применяют отладочные платы. На отладочной плате как правило размещаются различные кнопки, индикаторы, преобразователи интерфейсов да и еще куча всего. Тут многое зависит от потребностей разработчика. Кому-то потребуется Ethernet с USB, а кому-то и обычного RS-232 с несколькими светодиодами да парой кнопок за глаза. Это уже вторая версия моей отладочной платы. Первая была неплохой, но все же в ней было небольшое количество мелочей которые я не учел. В этой отладочной плате я старался учесть все то в чем чаще всего возникает потребность у разработчика устройств на микроконтроллерах AVR.

Что есть на этой плате

  • 8 светодиодов с токоограничивающими  резисторами. Делать больше восьми штук смысла нет, и меньше тоже т.к. их сразу при помощи одного восьмижильного шлейфа соединить с портом контроллера. Очень удобно на мой взгляд
  • Линейный стабилизатор обеспечивающий плату 5-ю вольтами. Стоит на радиаторе на всякий пожарный. Греется ощутимо.
  • DC-DC преобразователь на 3.3 вольта. Некоторые микросхемы питаются от 3.3 вольт, именно для них этот стабилизатор и предназначен. Кстати от этого напряжения может быть запитана сразу вся плата, нужно только перекинуть перемычку в нужное положение.
  • Преобразователь RS-232 <-> TTL. В комментариях не нуждается. Почему не USB? Просто тупо закончились порты :-)
  • Генератор на 74HC00. На всякий пожарный если вдруг криво прошились фьюзы. Редкое явление у меня, но на всякий случай решил добавить. Генерит меандр частотой около 2 мГц.
  • R-2R ЦАП. Вещь одноразовая т.е. поиграл и забросил. Развел на плате чисто по приколу т.к. оставалось пустое место.
  • Пара N-канальных мосфетов. Мало-ли, вдруг придётся управлять чем то мощным. Например каким-нибудь движком.  Поэтому пусть будут.
  • 4 резисторных делителя. Необходимы для сопряжения 3.3 вольтовой логики с 5-ти вольтовой.
  • ZIF панелька. Благодаря ей можно без труда устанавливать любой контроллер в дип корпусе. От восьминогой тини до 40-ка ногой меги.
  • Светодиодный семисегментный четырёхразрядный индикатор. К каждому сегменту прикручен токоограничевающий резистор, все сегменты соединены между собой.
  • 28-и  контактная панелька. Воткнуть второй контроллер или еще чего. Может пригодится.
  • 8 кнопок с управляемой подтяжкой. Без кнопок ни куда. Основное средство ввода данных в микроконтроллер. Подтяжка может отключаться индивидуально для каждой кнопки при помощи группы переключателей. Подтягиваться кнопки могут как к плюсу питания так и к минусу.
  • Бипер с транзисторным ключом. Иногда нужно пропищать.
  • Переменный резистор. Иногда нужен для отладки программ работающих с АЦП
  • Обвязка для I2C. Два обычных резистора на 4.7к. Могут отключаться/подключаться перемычками.
  • Источник опорного напряжения на TL431 выдает пять вольт. Перемычкой подключается к контроллеру.
  • Две интегрирующих цепочки для отладки ШИМ.
  • Разъем для отладки проектов с программным интерфейсом USB. Кроме самого разъема еще имеется необходимая обвзяка.
  • Разъём для подключения SD карты памяти.

Почти все детали SMD. вот так выглядит обратная сторона платы:

Отладочная плата AVR

Правда флюс не до конца смыт. Да и пофигу устал я его отмывать.  На плату не впаян переменный резистор и часовой кварц. Они куда то загадочным образом потерялись во время сборки платы.

Питание платы
Плата может питаться от внешнего источника питания  выдающего напряжение примерно 12 вольт. Конечно можно и больше но линейный стабилизатор будет греться сильней. 5 вольт так же можно получить от программатора, jtag отладчика и порта USB. Если требуется питание 3.3 вольта то может быть задействован DC-DC преобразователь. Выбор нужного источника осуществляется спец перемычкой.

Разъёмы на плате
Разъемы jtag и isp — мои собственные и скорее всего не совместимы с другими отладчиками и программаторами. Но я думаю  не составит труда переделать их как вам нужно.

Схема и печатка
Косяков в разводке  пока замечено не было. Но это не значит что их нет!  Поэтому лучше всё еще раз проверить. Схема данной платы не составлялась по одной простой причине что состоит она из независимых друг от друга кирпичиков ( DC-DC преобразователь, преобразователь уровней итд) схемы которых можно найти у меня на сайте да и в инете вообще. да и тем более все номиналы подписаны на самой печатке. Если на выходных смогу победить лень, то нарисую :-)

Для изготовления платы понадобятся:

Индикация

Наименование Количество шт.
Любой светодиод диаметром 3 мм 11
Семисегментный четырёхразрядный индикатор. С общим катодом или анодом без разницы. Какой вам удобней. Название того который применил я — затёрлось.  Смотрите соответствие распиновки или переделывайте этот участок платы под свой индикатор. 1

Разъёмы и панельки

Наименование Количество шт.
SCZP-40 ZIF-панелька с нулевым усилием 1
SCS-28 Панелька под микросхему DIP-28 1
104B-TAA0-R Держатель для SD/MMC карты 1
USBB-1J Розетка USB на плату угловая тип B 1
DRB-9MA Разъем D-SUB 9 контактов, вилка на плату угловая 1
Разъем питания 7-0088 на плату, 5.5 x 2.5 мм 1
Штыри PLS. Продаются сразу в виде ряда штырей. Их надо разламывать и запаивать. Ломать их легко. Я насчитал 324 штырька. Лучше взять с запасом штук 350. 324

Микросхемы

Наименование Количество шт.
Max232 или любой её аналог. Лишь бы по выводам была совместима и в DIP корпусе. 1
74HC00 или аналог. Корпус SOIC 1
MC34063A ШИМ-контроллер для DC/DC преобразователя. Корпус DIP 1
7805 пятивольтовый стабилизатор напряжения 1
TL431 стабилизатор напряжения регулируемый. корпус SOT-23 1

Кнопки и переключатели

Наименование Количество шт.
KAN0611-0501B Кнопка тактовая, DIP, 6.0х6.0, h=5 мм 9
KNX-01 микротумблер включения питания 1
SWD1-8 DIP переключатель, 8 групп, шаг выводов 2.54мм 1

Резисторы SMD 1206

Наименование Количество шт.
220 Ом 19
68 Ом 2
0 Ом 20
1 Ом 3
4.7 кОм 3
10 кОм 6
2.2 кОм 3
100 Ом 4
820 Ом 1
1 кОм 11
2 кОм 11
1.5 кОм 5
3.3 кОм 1

Прочие резисторы

Наименование Количество шт.
RS09-N-30 Потенциометр 10 КОм на плату 1
Резисторная сборка 4.7 кОм.  8 резисторов с общей точкой 1

Диоды и транзисторы

Наименование Количество шт.
1N5819 1
Стабилитрон на 3.3в SMD 2
BC557C 3
APM3055L 2

Конденсаторы

Наименование Количество шт.
1мкф 50в 4
220 мкф 50 вольт 1
470 мкф 16 вольт 1
1000 мкф 16 вольт 1
22 пф (0805) 5
1 нф (0805) 1
0.1мкф (1206) 4
0,01мкф (1206) 3

Прочее

Наименование Количество шт.
Дроссель 220 микроГенри на ток около 0.8 А 1
Дроссель smd (1210) 100 микроГенри на любой ток 1
HCM1205F Излучатель звука электромагнитный, d 12 мм, 5 V 1
Часовой кварц 32.768 КГц 1

Файл печатной платы

Отладочная плата для AVR: 66 комментариев

  1. А я после полировки меди ацетоном промываю, быстро получается и вода не используется. Обезжиривание гарантировано. Раньше тоже маялся с перетравом, но опят штука такая — сама приходит.

  2. Спецификацию хотел для того чтобы ее напечатать, потом пойти в магазин с ней, а потом только при пайке думать что куда:)
    Например не указаны конденсаторы полярные около макса, правее него, тип пищалки, типы SMD силовых транзисторов, очень помогли бы типы разъемов. С этим проще намного в магазин идти. А то пока объяснишь чего хочешь… Но магазин то ладно, скорее всего надо будет заказывать, а там без точного наименования вообще никуда.

    1. Конденсаторы около макса все 1мкф 50в.
      Пищалка из каких то часов старых. Силовые транзисторы взяты из сгоревшей материнки зовут их APM3055L. По поводу разъемов ничего не скажу т.к. названий не знаю сам.

  3. Доброго дня.
    не примите в штыки, но я сделал так:
    http://pic-avr.narod.ru/start-board.htm

    Картинку, к сожалению, сюда прикрутить не могу

    Свою плату делал более 2х лет: вроде продумал всё:
    чтобы и дельное всё было, и дешевое!

    Всем удачи :)

    Александр
    http://pic-avr.narod.ru

  4. Вы обратили внимание на то,что на плате Александра Д. используются не штырьки? С одной стороны это удобно, так как соединительные провода легко изготовить из подручных материалов (сам так делал). Однако многие используют именно штырьки, но как вы тогда делаете соединительные провода? Использовать покупные ведь дорого? BLS кажется?

    1. Пластмассовые фиговинки не использую потому что мне чаще всего нужен один проводок а не целая жила по нескольку проводков. А одиночные пластмассовые штучки я в продаже не видел. поэтому и юзаю термоусадку!

  5. Плата отличная, минут 30 уже фото разглядываю. Но пока могу только фото посмотреть. Egle, Lay, Dip trace, ACDSee Pro 3 не одна прога не открывает, в чем разведена?
    Что за «поле битвы» в виде точек рядом с разъёмом?
    «Спецификацию хотел для того чтобы ее напечатать, потом пойти в магазин с ней, а потом только при пайке думать что куда:)» не помешало бы.8)
    Автору-конструктору большое радиоэлектронное спасибо.

  6. Может стоит добавить 4ре транзисторных ключа?
    У вас нигде не встречал применение транзисторных ключей для управления 7ми сегментным индикатором. На сколько я знаю так делать не желательно, ибо можно пожечь ноги МК. По крайней мере мне так довели на известном :) форуме. Или не так?

    1. Да их ставить желательно. Но у меня не было еще ни разу чтоб мк не выдерживал. У меня три года работает термометр который я собрал без токоограничивающих резисторов ВООБЩЕ ))

  7. Подскажи пожалуйста, с помощью чего ты соединяешь штырьки на плате между собой, кусок провода+ какой-то из этих разъемов- http://chip-nn.ru/76.php там они называются «гнезда на плату», кстати они бывают одноконтактные?

    1. 4 электролита около max232 — 1мкф 50в
      Электролит около стабилизатора 7805 — 1000 мкф 16 вольт
      Электролит сверху около DC-DC преобразователя — 220 мкф 50 вольт, чуть ниже него — 470 мкф 16 вольт

  8. По вредничаю=)
    Индикация
    Наименование Количество шт.
    Любой светодиод диаметром 3 мм 1
    может 11?=)
    Теперь вопросы=) зачем транзисторы возле max232????
    кнопка в гордом одиночестве — Reset??
    TL431 какие резисторы поставил и сколько вольт опорное напряжение?
    и динамик не уничтожает транзистор? (диода на плате неувидел…)

    1. ДА конечно 11 штук. Спасибо пофиксил. Транзисторы нужны чтоб светики светились ярко при приёме/передаче и чтоб они не мешали передаче данных. Кнопка да это ресет. Тл 431 выдаёт 5 вольт резисторы по 10К. Динамик транзистор не уничтожит, индуктивность у него крохотная поэтому диод и не поставил

  9. блин:(
    Пока что делаю концепцию будущей платы… че делать с опорным напряжением и незнаю…
    (есть правда в заначке пару ИОН 3.3 и 5В=) только незнаю их минимальное входное напряжение=(
    забыл сказать питаться будет от ЮСБ=)

  10. Данный вариант неплох, но трудно расширить его фунциональность, в связи с этим собираюсь делать макетно-отладочную плату по модульному принцыпу штырьки, zif-панель мк, питалово 3.3 и 5 вольт, ИОН 2.5, разъемы для модулей пользователя на материнской плате + модули пользователя вставляемые в мать (имеющие 1 конкретную функцию(например Клава или LCD, Силовуха, SD-карта, ИК, RTC, звуковуха и т.д. и т.п.)) разработка стандарта открытой архитектуры короче для AVR8-МК , господа электрощики есть идеи?

  11. Вот вот поэтому и предуматреть тока слоты для раширения фукционала а все остальное в топку!Т.к. на те слоты при желании добавить! Простое решение в качесве слотов что заюзать пока акромя плс ничего не приходит, ну тут защита от дурака строадает! А налдо шоб с защитой и проще

  12. я тоже думал о расширении функционала отладочной платы и был поражен тем, что делают на заводских отладочных платах
    взять к примеру:

    или

    с чего решил, что стоит сделать универсальную плату.. но когда дело дошло до рисования — мне не очень понравилась разводка на односторонней плате, так что получилось не очень хорошо.. может быть позже покажу, как я модифицировал под свои цели данную плату. да и разъем программатора у меня стандартный как у AVR910.
    я хотел сделать много панелек на одной плате и разъем для программирования отдельно взятого МК. в общем пока плата в разработке.
    в основном у меня макетки всегда питались от USB. сейчас думаю поставить 12В адаптер, но не знаю, где такое чудо купить, да и надо определиться, какие вольтажи будут использоваться на самой плате. хотел сделать 3 шины (12В, 5В и 3.3В)

    еще момент про Ethernet. кто-нибудь занимался программированием под него?есть же определенные контроллеры, которые позволяют легко осуществлять «общение» по данному каналу.
    пока все. если будет еще что-нибудь — отпишусь. жаль, что тут форума нет:(

    1. и еще тут нет предпросмотра с возможностью редактировать:(

      http://www.electronshik.ru/card/laboratorniy-stend-dlya-izucheniya-mikrokontrollerov-pic-avr-8051-arm-psoc-i-dspic-me-uni-ds3-99140

      или

      http://www.electronshik.ru/card/laboratorniy-stend-me-easyavr5-dlya-izucheniya-mikrokontrollerov-avr-87939

      с чего решил, что стоит сделать универсальную плату.. но когда дело дошло до рисования – мне не очень понравилась разводка на односторонней плате, так что получилось не очень хорошо.. может быть позже покажу, как я модифицировал под свои цели данную плату. да и разъем программатора у меня стандартный как у AVR910.
      я хотел сделать много панелек на одной плате и разъем для программирования отдельно взятого МК. в общем пока плата в разработке.
      в основном у меня макетки всегда питались от USB. сейчас думаю поставить 12В адаптер, но не знаю, где такое чудо купить, да и надо определиться, какие вольтажи будут использоваться на самой плате. хотел сделать 3 шины (12В, 5В и 3.3В)

      еще момент про Ethernet. кто-нибудь занимался программированием под него?есть же определенные контроллеры, которые позволяют легко осуществлять «общение» по данному каналу.
      пока все. если будет еще что-нибудь – отпишусь. жаль, что тут форума нет:(

      З.Ы. переписал, как должно было быть

  13. >Стабилитрон на 3.3в SMD
    пытался найти, какие именно стабилитроны необходимо ставить. сколько не находил — везде ставится на 3.6В стабилитроны для работы с USB. какие все-таки правильные?

    1. Можно вообще перемычку поставить. Только это отключит защиту у DC-DC преобразователя и он может сгореть в случае короткого замыкания. Если поставишь резистор большего сопротивления то преобразователь напряжения не сможет выдавать большой ток

  14. День добрый. Еще вопрос TL431 можно чем то другим заменить облазил вчера весь радиорынок все магазины, в SOT-23 нема. Можно ли заменить 7805 или LM317 в других корпусах, или тем же TL431 в корпусе TO-92? Спасибо за ответ)

  15. День добрый. Еще такой вопрос, можете пожалуйста подсказать с распиновкой TL431 в TO-92 именно какие ноги куда к каким выводам на плате припаять? Очень признателен за ответ.

    Вчера смотрел даташит, точно не понял куда и что припаивать. Жду вашего ответа с нетерпением. Спасибо.

Добавить комментарий