WebSVN – MLAB – Rev 3469 – Blame – /Modules/AVR/AVRUSB01A/DOC/HTML/AVRUSB01A.cs.htm

3469

miho

1

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">

2

<html>

3

<head>

4

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">

5

<title> AVRUSB01A </title>

6

<meta name="keywords" content="stavebnice MLAB USB AVR USBasp I2C">

7

    <meta name="description" content="Projekt MLAB, Modul pro AVR procesory, převodník USB na I2C, programátor AVR ISP">

8

9

<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">

10

<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">

11

<link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">

12

<script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>

13

14

</head>

15

16

<body lang="cs">

17

18

19

20

<div class="Header">

21

<script type="text/javascript">

22

<!--

23

SetRelativePath("../../../../../");

24

DrawHeader();

25

// -->

26

</script>

27

<noscript>

28

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

29

</noscript>

30

</div>

31

32

33

34

35

<div class="Menu">

36

<script type="text/javascript">

37

<!--

38

SetRelativePath("../../../../../");

39

DrawMenu();

40

// -->

41

</script>

42

<noscript>

43

<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>

44

</noscript>

45

</div>

46

47

48

49

<div class="Text">

50

51

<p class="Title">

52

USB modul pro AVR

53

</p>

54

55

<p class=Autor>

56

Milan Horkel

57

</p>

58

59

<p class="Subtitle">

60

Potřeboval jsem rychle připojit I2C zařízení k Linuxovému počítači. Protože se mi nelíbilo

61

"bastl" provedení USB rozhraní s procesorem ATmega, zkomponoval jsem tento modul. Může

62

sloužit jako ISP programátor pro AVR procesory, jako převodník USB na I2C a na další pokusy

63

se softwarovou realizací USB na procesorech řadu ATmega. Obsahuje také stabilizátor 3,3V.

64

</p>

65

66

<p class="Subtitle">

67

<img width="630" height="319" src="AVRUSB01A_soubory/image001.jpg" alt="Obrázek modulu AVRUSB01A">

68

</p>

69

70

<p>

71

<a href="../AVRUSB01A.cs.pdf"><img class="NoBorder"

72

src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"

73

alt="Acrobat"> PDF verze</a>

74

</p>

75

76

<h1> Technické parametry</h1>

77

78

<table>

79

<tr>

80

<th> Parametr </th>

81

<th> Hodnota </th>

82

<th> Poznámka </th>

83

</tr>

84

<tr>

85

<td> Rozhraní </td>

86

<td> USB </td>

87

<td> Low Speed </td>

88

</tr>

89

<tr>

90

<td> Napájení </td>

91

<td> +5V </td>

92

<td> Z USB rozhraní </td>

93

</tr>

94

<tr>

95

<td> Napájení vnitřní </td>

96

<td> +5V / +3.3V </td>

97

<td> Vlastní stabilizátor, max 800mA </td>

98

</tr>

99

<tr>

100

<td> Funkce (dle firmwaru) </td>

101

<td> USBasp<br>

102

i2c-tiny-usb </td>

103

<td> Programátor AVR<br>

104

Převodník USB - I2C </td>

105

</tr>

106

<tr>

107

<td> Rozměry </td>

108

<td> 60 x 30 x 18 mm </td>

109

<td> Výška nad základnou </td>

110

</tr>

111

</table>

112

113

<h1> Popis konstrukce </h1>

114

115

<h2> Úvodem </h2>

116

117

<p>

118

Pro procesory AVR existuje knihovna (ne jedna, dokonce několik), která realizuje USB Low

119

Speed (1.5Mbit/s) protokol čistě softwarovými prostředky. Jedná se o řešení kompromisní,

120

protože obyčejné vývody procesorů AVR nesplňují elektrické parametry USB specifikace.

121

Nicméně existuje spousta konstrukcí, které toto řešení používají a díky přeci jen laxnějším

122

požadavkům pro Low Speed USB se jedná o řešení funkční.

123

</p>

124

125

<p>

126

<i>Pozor, novější operační systémy v souladu s USB specifikací zakazují Bulk

127

přenosy pro Low Speed USB zařízení. Takže některé firmwary nemusejí fungovat.</i>

128

</p>

129

130

<p>

131

Původní řešení ve stavebnici MLAB bylo poněkud neelegantní. Posuďte sami:

132

</p>

133

134

<table>

135

<tr>

136

<td width="252">

137

<p>

138

<img width="288" height="320" src="AVRUSB01A_soubory/image002.jpg"

139

alt="Nelegantní řešení">

140

</p>

141

</td>

142

<td width="252">

143

<p>

144

<img width="190" height="96" src="AVRUSB01A_soubory/image003.jpg"

145

alt="Nový modul">

146

</p>

147

</td>

148

</tr>

149

</table>

150

151

<p>

152

Modul tedy slouží pro běh standardních firmwarů, nebo pro tvorbu a testování vlastních.

153

Dále poskytuje stabilizátor napětí 3.3V. Standardní firmwary poskytují tyto například

154

tyto služby:

155

</p>

156

157

<ul>

158

<li> Programování procesorů AVR (firmware USBasp,

159

<a href="http://www.fischl.de/usbasp">http://www.fischl.de/usbasp</a>) </li>

160

<li> Převodník USB na I2C (firmware i2c-tiny-usb,

161

<a href="http://www.harbaum.org/till/i2c_tiny_usb">http://www.harbaum.org/till/i2c_tiny_usb</a>) </li>

162

<li> a další... </li>

163

</ul>

164

165

<h2> Zapojení modulu </h2>

166

167

<p>

168

Zapojení vychází z předdefinovaného přiřazení vývodů USB knihovny <i>usbdrv</i>, různé

169

firmwary mohou mít přiřazení (USB) vývodů odlišné a je třeba je před překladem přenastavit

170

(a případně opravit, pokud autor nemá konfiguraci správně připravenou).

171

</p>

172

173

<p>

174

První částí zapojení je napájecí zdroj. Umožňuje pomocí propojky J2 použít jak napětí +5V

175

přímo z USB, tak i napětí +3.3V z vestavěného stabilizátoru. Na vstupu je ochranná

176

pojistka, protože ji některá zařízení (v rozporu s USB specifikací) nemají a při případné

177

zkratu by mohlo někde něco uhořet. <i>Pozor, osazujeme jen jednu pojistku

178

(na plošném spoji leží přes sebe).</i>

179

</p>

180

181

<p>

182

<img border="0" width="988" height="294" src="AVRUSB01A_soubory/image004.png"

183

alt="Schéma, napájecí zdroj">

184

</p>

185

186

<p>

187

Další částí je procesor ATmega88, který je připojen na USB konektor.

188

</p>

189

190

<p>

191

<img border="0" width="988" height="454" src="AVRUSB01A_soubory/image005.png"

192

alt="Schéma, procesor">

193

</p>

194

195

<p>

196

Pro jeho vlastní programování se používá konektor J9 a je nutné zapojit propojku J6, která

197

umožní programování.

198

</p>

199

200

<p>

201

Po nahrání firmwaru "programátor AVR" je konektor J9 použit pro připojení cílového

202

zařízení, které lze napájet napětím 3.3V z modulu přes spojku J10 a případně spojkou J2

203

nastavit napětí +5V.

204

</p>

205

206

<p>

207

<img border="0" width="494" height="254" src="AVRUSB01A_soubory/image006.png"

208

alt="Schéma, konektor AVR ISP">

209

<img border="0" width="334" height="254" src="AVRUSB01A_soubory/image007.png"

210

alt="Schéma, konektor napájení">

211

</p>

212

213

<p>

214

Po nahrání firmwaru "převodník I2C" je možné na konektor J8 připojit I2C sběrnici, případně

215

povolit její napájení +3.3V přes J7 (J2 zapíná +5V z USB). K dispozici jsou dále LED diody

216

D4 a D5 a případně vyvedené rozhraní RS232 (TTL úrovně).

217

</p>

218

219

<p>

220

<img border="0" width="494" height="254" src="AVRUSB01A_soubory/image008.png"

221

alt="Schéma, I2C konektor">

222

<img border="0" width="334" height="254" src="AVRUSB01A_soubory/image009.png"

223

alt="Schéma, diody LED">

224

<img border="0" width="334" height="148" src="AVRUSB01A_soubory/image010.png"

225

alt="Schéma, konektor RS232">

226

</p>

227

228

<h2> Seznam součástek </h2>

229

230

<table class="Soupiska">

231

<tr>

232

<th> Počet </th>

233

<th> Reference </th>

234

<th> Název </th>

235

<th> Pouzdro </th>

236

</tr>

237

<tr>

238

<th colspan="4"> Odpory </th>

239

</tr>

240

<tr>

241

<td> 10 </td>

242

<td> R2, R3, R8, R9, R10, R11, R14, R15, R16, R17 </td>

243

<td> 68 </td>

244

<td> R0805 </td>

245

</tr>

246

<tr>

247

<td> 1 </td>

248

<td> R7 </td>

249

<td> 330 </td>

250

<td> R0805 </td>

251

</tr>

252

<tr>

253

<td> 2 </td>

254

<td> R5, R6 </td>

255

<td> 470 </td>

256

<td> R0805 </td>

257

</tr>

258

<tr>

259

<td> 1 </td>

260

<td> R1 </td>

261

<td> 2k2 </td>

262

<td> R0805 </td>

263

</tr>

264

<tr>

265

<td> 3 </td>

266

<td> R4, R12, R13 </td>

267

<td> 4k7 </td>

268

<td> R0805 </td>

269

</tr>

270

<tr>

271

<th colspan="4"> Keramické kondenzátory </th>

272

</tr>

273

<tr>

274

<td> 2 </td>

275

<td> C4, C5 </td>

276

<td> 22pF </td>

277

<td> C0805 </td>

278

</tr>

279

<tr>

280

<td> 2 </td>

281

<td> C1, C6 </td>

282

<td> 100nF </td>

283

<td> C0805 </td>

284

</tr>

285

<tr>

286

<td> 2 </td>

287

<td> C2, C3 </td>

288

<td> 10uF </td>

289

<td> C0805 </td>

290

</tr>

291

<tr>

292

<th colspan="4"> Diody </th>

293

</tr>

294

<tr>

295

<td> 2 </td>

296

<td> D1, D2 </td>

297

<td> 1N4007SMD </td>

298

<td> MELF </td>

299

</tr>

300

<tr>

301

<th colspan="4"> Zenerovy diody </th>

302

</tr>

303

<tr>

304

<td> 2 </td>

305

<td> D6, D7 </td>

306

<td> BZV55C3.6 </td>

307

<td> MINIMELF </td>

308

</tr>

309

<tr>

310

<th colspan="4"> Svítivé diody </th>

311

</tr>

312

<tr>

313

<td> 2 </td>

314

<td> D3, D4 </td>

315

<td> HCL-1505-4(RED) </td>

316

<td> LED1206REV </td>

317

</tr>

318

<tr>

319

<td> 1 </td>

320

<td> D5 </td>

321

<td> HCL-1503-4(GREEN) </td>

322

<td> LED1206REV </td>

323

</tr>

324

<tr>

325

<th colspan="4"> Pojistky </th>

326

</tr>

327

<tr>

328

<td> 1 </td>

329

<td> F1A </td>

330

<td> SR075-06 </td>

331

<td> R0805 </td>

332

</tr>

333

<tr>

334

<td> 0 </td>

335

<td> F1B </td>

336

<td> 1812L075PR </td>

337

<td> F1812 </td>

338

</tr>

339

<tr>

340

<th colspan="4"> Integrované obvody </th>

341

</tr>

342

<tr>

343

<td> 1 </td>

344

<td> U1 </td>

345

<td> LT1117-3.3 </td>

346

<td> SOT223 </td>

347

</tr>

348

<tr>

349

<td> 1 </td>

350

<td> U2 </td>

351

<td> ATmega88-20AU </td>

352

<td> TQFP32 </td>

353

</tr>

354

<tr>

355

<th colspan="4"> Krystaly </th>

356

</tr>

357

<tr>

358

<td> 1 </td>

359

<td> X1 </td>

360

<td> 12MHz </td>

361

<td> XTAL050 </td>

362

</tr>

363

<tr>

364

<th colspan="4"> Mechanické součástky </th>

365

</tr>

366

<tr>

367

<td> 1 </td>

368

<td> J1 </td>

369

<td> USB_B_01 </td>

370

<td> USB_B_01 </td>

371

</tr>

372

<tr>

373

<td> 4 </td>

374

<td> J2, J5, J7, J10 </td>

375

<td> JUMP2 </td>

376

<td> JUMP2 </td>

377

</tr>

378

<tr>

379

<td> 1 </td>

380

<td> J6 </td>

381

<td> JUMP3 </td>

382

<td> JUMP3 </td>

383

</tr>

384

<tr>

385

<td> 2 </td>

386

<td> J4, J3</td>

387

<td> JUMP2X3 </td>

388

<td> JUMP2X3 </td>

389

</tr>

390

<tr>

391

<td> 1 </td>

392

<td> J8 </td>

393

<td> JUMP2X5 </td>

394

<td> JUMP2X5 </td>

395

</tr>

396

<tr>

397

<td> 1 </td>

398

<td> J9 </td>

399

<td> JUMP2x3 </td>

400

<td> JUMP2x3/B </td>

401

</tr>

402

<tr>

403

<th colspan="4"> Konstrukční součástky </th>

404

</tr>

405

<tr>

406

<td> 4 </td>

407

<td>   </td>

408

<td> Šroub M3x12 </td>

409

<td>   </td>

410

</tr>

411

<tr>

412

<td> 4 </td>

413

<td>   </td>

414

<td> Podložka M3 </td>

415

<td>   </td>

416

</tr>

417

<tr>

418

<td> 4 </td>

419

<td>   </td>

420

<td> Sloupek M3x5 </td>

421

<td>   </td>

422

</tr>

423

<tr>

424

<td> 2 </td>

425

<td>   </td>

426

<td> JUMPER </td>

427

<td>   </td>

428

</tr>

429

<tr>

430

<td> 1 </td>

431

<td>   </td>

432

<td> Plošný spoj </td>

433

<td>   </td>

434

</tr>

435

</table>

436

437

<h2> Zapojení použitých IO </h2>

438

439

<p>

440

Použitý obvod ATmega88-20 v pouzdru TQFP je možné nahradit procesorem ATmega8, ale je třeba

441

použít správnou variantu firmwaru přeloženou pro použitý procesor. Rychlost procesoru a

442

krystal volíme dle požadavků firmwaru. USB knihovna podporuje jen vybrané kmitočty.

443

</p>

444

445

<p>

446

Knihovna USB umožňuje připojení USB datových signálů k libovolnému portu procesoru, ale

447

současně potřebuje, aby alespoň jeden signál vyvolával přerušení s dostatečně velkou

448

prioritou. Zde je přerušovacím signálem INT0 na signálu D+ (vývod PD2).

449

</p>

450

451

<h2> Mechanická konstrukce </h2>

452

453

<p>

454

Jedná se o standardní modul pro stavebnici MLAB určený k přišroubování k základní desce.

455

</p>

456

457

<h1> Osazení a oživení </h1>

458

459

<h2> Osazení </h2>

460

461

<p>

462

Na straně spojů nezapomeneme osadit drátové propojky (platí pro jednostranný plošný spoj).

463

</p>

464

465

<p>

466

<img border="0" width="802" height="404" src="AVRUSB01A_soubory/image011.png"

467

alt="Osazovací výkres, strana součástek">

468

</p>

469

470

<p>

471

Na straně spojů jsou osazeny standardní SMD součástky, jen LED diody se osazují opačně,

472

svítící stranou směrem do desky (je tam otvor velký tak akorát, aby se tam vešlo pouzdro

473

standardní diody v pouzdru 1206).

474

</p>

475

476

<p>

477

<img border="0" width="802" height="405" src="AVRUSB01A_soubory/image012.png"

478

alt="Osazovací výkres, strana spojů">

479

</p>

480

481

<h2> Oživení </h2>

482

483

<p>

484

Oživení spočívá v optické kontrole na zkraty a v elektrické kontrole funkčnosti

485

stabilizátoru +3.3V. Pak stačí externím programátorem nahrát příslušný firmware a ozkoušet

486

jeho funkčnost.

487

</p>

488

489

<h1> Programové vybavení </h1>

490

491

<p>

492

Jednotlivé firmwary (nakonfigurované pro tento hardware) jsou součástí tohoto projektu

493

spolu s jejich přeloženými binárními soubory v adresáři SW.

494

</p>

495

496

<p>

497

Firmwary musejí být nakonfigurovány s těmito parametry:

498

</p>

499

500

<table>

501

<tr>

502

<th> Parametr </th>

503

<th> Hodnota </th>

504

<th> Poznámka </th>

505

</tr>

506

<tr>

507

<td> USB D+ </td>

508

<td> PD2/INT0 </td>

509

          <td> Je současně signálem externího přerušení INT0, obvyklé provedení programátoru USBasp používá port PB1. </td>

510

</tr>

511

<tr>

512

<td> USB D- </td>

513

<td> PD4 </td>

514

<td> Obvyklé provedení programátoru USBasp používá port PB1. </td>

515

</tr>

516

<tr>

517

<td> Přerušení </td>

518

<td> PD2/INT0 </td>

519

<td> Obvyklé provedení programátoru USBasp používá port PD2 spojený s portem PB1. </td>

520

</tr>

521

<tr>

522

<td> Krystal </td>

523

<td> 12.0MHz </td>

524

<td> Obvyklá hodnota frekvence, nutno volit podle toho, jaké frekvence jsou podporované v

525

USB knihovně (například 12.0MHz, 12.8MHz, 15.0MHz, 16.0MHz, 16.5MHz, 18.0MHz

526

20.0MHz). </td>

527

</tr>

528

<tr>

529

<td> Procesor </td>

530

<td> ATmega88 </td>

531

<td> Alternativně ATmega8 (nutný překlad firmwaru pro správně nastavený procesor). </td>

532

</tr>

533

</table>

534

535

</div>

536

537

538

539

<div class="Footer">

540

<script type="text/javascript">

541

<!--

542

SetRelativePath("../../../../../");

543

DrawFooter();

544

// -->

545

</script>

546

<noscript>

547

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

548

</noscript>

549

</div>

550

551

552

</body>

553

</html>

Subversion Repositories – MLAB

(root)/Modules/AVR/AVRUSB01A/DOC/HTML/AVRUSB01A.cs.htm @ 3473

Rev 3469