Mikrocontroller Modul ATmega8 MC-AVR8

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Einleitung

Inhalt
Mikrocontroller Modul ATmega8 MC-AVR8 [9]

Das Mikrocontroller Modul auf Basis des Mikrocontrollers ATmega8 dient zum Aufbau von Funktionsmustern, Prototypen und Experimentier-Schaltungen. Das Modul ist ein Teil des modularer elektronischer Baukastens, CEK - ConeleK Electronic Kit (siehe CEK-Module Systembeschreibung). Das Modul kann auf, Lochrasterplatinen oder auf anderen Platinen z.B. in Kontaktbuchsen verwendet werden. Die Kontaktabstände sind im Rastermaß 2,54mm / 100mil / 0,1" ausgeführt.

Das Modul spart viel Zeit beim Aufbau von Schaltungen, da es als Fertigmodul [13] sofort betriebsbereit ist. Das Mikrocontroller Modul kann über das ISP-Interface mit einem Programmiergerät verbunden werden. Ein entsprechender ISP-Sockel ist auf der Platine.

Dieses Modul gibt es in den Ausführungen Fertigmodul, Bausatz und als Platine. Die SW zur Entwicklung gibt es in Form von Eclipse-AVR als Open Source kostenlos.




In Betrieb nehmen

Inhalt

Vorbemerkung

Inhalt
Der komplette Versuchsaufbau

Die Inbetriebnahme des Mikrocontrollersystems geht mit dem fertigen Modul sehr schnell und erfordert keine Vorkenntnisse. Mit dem im Folgenden beschriebenen Experimentier-Bausatz ist eine funktionsfähiges System in wenigen Minuten aufgebaut. Rechts im Bild ist das spätere Ergebnis gezeigt. Das aufgebaute System kann dann leicht erweitert werden und dient als Basis für eigene Experimente und Entwicklungen.

Die Schaltung besteht im Wesentlichen aus dem Mikrocontroller Modul MC-AVR8, welches eine LED auf einem weiteren CEK-Modul ansteuert. Die Spannungsversorgung erfolgt über ein CEK-Modul mit 4mm Buchsen. Die ganze Schaltung wird auf Steckplatinen aufgebaut, die elektrischen Verbindungen erfolgen mit vorgefertigten Drahtbrücken.

Damit die Funktion des Mikrocontrollers gezeigt wird, gibt es ein kleines Assemblerprogramm mit Beschreibung.

Folgende Dateien können heruntergeladen werden:

Zum Herunterladen mit der Maus über den Link fahren und rechte Maustaste klicken. Dann auswählen: Linkziel speichern unter

Das Source File kann in eine Entwicklungsumgebung, z.B. dem kostenlosen AVR Studio [14] geladen werden, um den Code selbst zu assemblieren und ein HEX-File zu erzeugen. Alternativ kann man Eclipse-AVR verwenden. Wie das funktioniert ist ausführlich in dem Artikel AVR C: Softwareentwicklung mit der Eclipse IDE beschrieben.

Mit dem HEX-File kann der Mikrocontroller mit Hilfe eines Programmiergeräts über die ISP-Schnittstelle programmiert werden. Hierfür wird ein Programmiergerät, wie z.B. AVRISP mk2 benötigt.

Wer diese Hürde erstmal nicht nehmen will, kann einen programmierten Mikrocontroller bestellen.


Experimentier-Bausatz

Inhalt
Mikrocontroller Modul ATmega8 MC-AVR8 Experimentier-Bausatz

Der Experimentier-Bausatz besteht aus folgenden Teilen:

1) Modul Mikrocontroller ATmega8 MC-AVR8 [15]

1a) Programmierter ATmega8, ledblink, blinkende LED

2) Modul 4mm Labor-Buchsen [16]

3) Modul 3 LEDs rot [17]

4) Drahtbrücken für Steckplatinen

5) Zenerdiode 5,6V 1,3W

6,7) Laborkabel 4mm 25cm schwarz und rot vergoldet stapelbar

9) Labornetzteil / Labornetzgerät 0-15V 0-1A analog, linear geregelt

10) Steckplatine 640 Kontakte Profi Line GL10

11) Steckplatine 100 Kontakte zur Spannungsversorgung GL5D

Nicht auf dem Bild:

12) AVR ISP MKII In-System Programmer für Atmel AVR 8bit mit ISP-Schnittstelle



Schaltung Minimalsystem

Inhalt
Mikrocontroller Modul ATmega8 MC-AVR8 Schaltung Minimalsystem
Module gesteckt

Das obere Bild rechts zeigt das Schaltbild des Minimalsystems mit dem CEK Modul MC-AVR8 und weiteren CEK-Modulen. Das untere Bild rechts zeigt, wie die aufgebaute Schaltung auf den Breadboards aussieht.

CEK1

ist das Modul 2) mit 4mm Laborbuchsen. Die 4mm Buchsen des Moduls werden über Laborkabel 6) und 7) mit dem Labornetzteil 9) verbunden.

CEK2

ist das Mikrocontroller Modul MC-AVR8 1).

CEK3

ist das LED Modul mit 3 LEDs. Eine LED hiervon wird angeschlossen.

D1

ist eine Zenerdiode. Sie schützt die Schaltung gegen eine versehentlich zu hoch eingestellte Spannung am Labornetzteil.

Jumper

Folgende Jumper müssen gesetzt sein (Default bei Auslieferung Fertigmodul):
  • J2 offen (externer Oszillator)
  • J4 gesetzt (digitale Masse GNDD und analoge Masse GNDA verbunden)
  • PIN 30, 31 gesetzt (Stiftleiste J1b des Moduls, VA+ / V+ verbunden)
  • PIN 32, 33 gesetzt (Stiftleiste J1b des Moduls, VD+ / V+ verbunden)
zusätzlich (bei Verwendung von Programmiergerät AVRISP mk2)
  • PIN 34, 35 gesetzt (Stiftleiste J1b des Moduls, VTG / V+ )


Wo sich die Positionen Jumper und Stiftleisten befinden, kann man am besten dem Bestückungsplan entnehmen
Die Beschreibung welche Jumper gesetzt werden müssen ist im Kapitel Spannungsversorgung beschrieben.


Zusammenbau

Inhalt

Die Ziffern zu den einzelnen Teilen beziehen sich auf das obige Bild

Schritt 1: Steckplatinen zusammenbauen

Steckplatinen

Das Bild rechts zeigt die 3 einzelnen Steckplatinen,

10), 11), 12)

Steckplatinen

Die Steckplatinen 10), 11), 12) sind nun zusammengesteckt.

Schritt 2: Drahtbrücken und Zenerdiode setzen

Inhalt
Drahtbrücken und Zenerdiode gesteckt

Nun werden die Drahtbrücken 4) gesetzt. Die Kästchen der Steckplatine werden abgezählt und die Drahtbrücken werden genau wie auf dem Bild gezeigt gesteckt.

Die Zenerdiode 5) wird mit der richtigen Polarität gesteckt, der schwarze Balken auf dem Gehäuse kommt nach links in die obere Reihe der Busplatine für die Spannungsversorgung.

Anmerkung:

Die Zenerdiode dient zum Schutz der Schaltung, wenn aus Versehen die Spannung am Labornetzteil hochgedreht wird. Der Mikrocontroller verträgt eine maximale Spannung von 6V. Bei einer Spannung von mehr als 5,6V wird die Zenerdiode leitend und zieht einen hohen Strom. Das Labornetzteil schaltet die Ausgangsspannung bei einem Strom von mehr als 1A ab. Das Labornetzteil muss dann aus und wieder eingeschaltet werde.

Vorsicht: die Zenerdiode kann bei Überspannung sehr heiß werden! Sie kann auch durchbrennen und muß dann ersetzt werden (besser die billige Diode als die Schaltung)

Schritt 3: Module einsetzen

Inhalt
Module gesteckt

Die Module

  • 1) Mikrocontroller ATmega8 MC-AVR8 [18]
  • 2) 4mm Labor-Buchsen [19]
  • 3) 3 LEDs rot [20]

werden in genau die im rechten Bild gezeigten Positionen eingesetzt, d.h.

  • PIN 1 des Mikrocontroller-Moduls wird in der unteren Steckplatine an Position C/-1 gesteckt (ganz links)
  • PIN D1 des LED-Moduls wird in der unteren Steckplatine an Position C/29 gesteckt
  • PIN 1 des Laborbuchenmoduls wird an Position G/62 gesteckt (ganz rechts)

Zwei 23-polige Buchsenleisten vereinfachen hierbei das Einsetzen des Microcontrollermoduls.

Zuletzt mithilfe des Testkabel 8) die folgenden Anschlüsse verbinden:

  • PIN10 des Mikrocontroller Modul 1) untere Stiftleiste (Schaltbild: ICP1(PB0))
  • PIN3 des LED Modul 3)(Beschriftung auf Modul D3)

Anmerkung

Das Einsetzen und Herausnehmen der CEK-Module ist im Artikel Handhabung beschrieben.


Schritt 4: Modul an Spannungsversorgung anschließen

Inhalt
Der komplette Versuchsaufbau
  • Netzteil 9) mit dem Netz verbinden
  • Netzteil einschalten
  • Spannung am Regler des Netzteils auf 5,0V einstellen
  • Netzteil wieder ausschalten
  • Die aufgebaute Versuchsanordnung mit den Laborkabeln verbinden
    • rote Buchse vom Netzteil 9) mit roter Buchse des 4mm Moduls 2) mit rotem Laborkabel 7) verbinden
    • schwarze Buchse vom Netzteil 9) mit schwarzer Buchse des 4mm Moduls 2) mit schwarzem Laborkabel 6) verbinden
  • Netzteil einschalten


Die rote LED D3 blinkt nun



Beschreibung

Inhalt

Schaltbild

Inhalt
Schaltung ATmega8 MC-AVR8 [10]

Die Belegung der beiden Steckerleisten kann dem Schaltbild entnommen werden

Das Schaltbild kann als .jpg heruntergeladen werden. Bitte auf das Bild klicken.

Bestückungsplan

Inhalt
Bestückungsplan ATmega8 MC-AVR8 [11]

Die Nummerierung der Steckerleisten und die Lage der Bauteile kann dem Bestückungsplan entnommen werden. Der Bestückungsplan kann als .jpg heruntergeladen werden. Bitte auf das Bild klicken.

Um die beiden Kondensatoren C2 und C4 von oben zu bestücken und von unten zu verlöten, müssen die Stege des Sockels entfernt werden. Hierzu kann man z.b. einen kleinen Seitenschneider verwenden.


Anschlussbild und Anschlussbelegung

Inhalt
Anschlussbild ATmega8 MC-AVR8 [12]

Die Belegung der Anschlüsse des Mikrocontrollermoduls kann dem rechten Bild entnommen werden. Die Schaltung des Microcontroller-Moduls kann dem Schaltbild entnommen werden. Die PINs der beiden Steckerleisten sind durchnummeriert. Die Lage von PIN1 kann dem Bestückungsplan entnommen werden.

Anmerkung: Die Bezeichnungen der Anschlüsse beziehen sich auf den Mikrocontroller ATmega8. Für die Derivate kann es für die Funktionen der Anschlüsse andere Festlegungen geben. Es muß auf jeden Fall das jeweilige original Datenblatt des Derivats beachtet werden. Die Anschlüsse des Moduls und die Ports des Mikrocontrollers haben teilweise mehrere mögliche alternative Funktionen, die durch Programmierung des Benutzers festgelegt werden.


PIN1 PC6(RESET)

Port C; PIN6
Reset (default)

PIN2 (RXD)PD0

Port D; PIN0
RXD (USART Input Pin)

PIN3 (TXD)PD1

Port D; PIN1
TXD (USART Output Pin)

PIN4 (INT0)PD2

Port D; PIN2
INT0 (externer Interrupt 0 Eingang)

PIN5 (INT1)PD3

Port D; PIN3
INT1 (externer Interrupt 1 Eingang)

PIN6 (XCK/T0)PD4

Port D; PIN4
XCK (USART externer Takt Eingang/Ausgang)
T0 (Timer/Counter 0 externer Zähler Eingang)

PIN7 (T1)PD5

Port D; PIN5
T1 (Timer/Counter 1 external Zähler Eingang)

PIN8 (AIN0)PD6

Port D; PIN6
AIN0 (analoger Komparator positiver Eingang)

PIN9 (AIN1)PD7

Port D; PIN7
AIN1 (analoger Komparator negative Eingang)

PIN10 (ICP1)PB0

Port B; PIN0
ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PIN11 (OC1A)PB1

Port B; PIN1
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare Match A Output)

PIN12 (SS/OC1B)PB2

Port B; PIN2
SS (SPI Bus Master Slave select)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare Match B Output)

PIN13 (MOSI/OC2)PB3_1

über DIL-Schalter S1
Port B; PIN3
MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)
siehe ISP-Programmierinterface

PIN14 (MISO)PB4_1

über DIL-Schalter S1
Port B; PIN4
MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
siehe ISP-Programmierinterface

PIN15 (SCK)PB5_1

über DIL-Schalter S1
Port B; PIN5
SCK (SPI Bus Master clock Input)
siehe ISP-Programmierinterface

PIN16 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN17 XTAL1_1

über J2
Port B; PIN6
XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1 or External clock input)
TOSC1 (Timer Oscillator pin 1)
siehe Takterzeugung

PIN18 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN19 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN20 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN21 GNDA

analoge Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN22 GNDA

analoge Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN23 GNDA

analoge Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN46 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN45 PC6(RESET)

Port C; PIN6
Reset (default)

PIN44 PC5(ADC5/SCL)

Port C; PIN5
ADC5 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal 5)
SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

PIN43 PC4(ADC4/SDA)

Port C; PIN4
ADC4 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal 5)
SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)

PIN42 PC3(ADC3)

Port C; PIN3
ADC3 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal 3)

PIN41 PC2(ADC2)

Port C; PIN2
ADC2 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal2)

PIN40 PC1(ADC1)

Port C; PIN1
ADC1 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal 1)

PIN39 PC0(ADC0)

Port C; PIN0
ADC0 Analog Digital Wandler (ADC Eingang Kanal 0)

PIN38 GNDA

analoge Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN37 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN36 VR+

über RC Glied
AREF (analoger Referenz-PIN des AD-Wandlers)
siehe Spannungsversorgung

PIN35 VTG

Betriebsspannung Zielsystem (hier das Mikrocontroller-Modul)
siehe Spannungsversorgung

PIN34 V+

Interne Betriebsspannung, nicht gegen Verpolung geschützt
siehe Spannungsversorgung

PIN33 VD+

Verbindung der Diode D1 (Reset) mit der Speisespannung V+
siehe Spannungsversorgung

PIN32 V+

Interne Betriebsspannung, nicht gegen Verpolung geschützt
siehe Spannungsversorgung

PIN31 VA+

analoge Betriebsspannung für den AD-Wandler
siehe Spannungsversorgung

PIN30 V+

Interne Betriebsspannung, nicht gegen Verpolung geschützt
siehe Spannungsversorgung

PIN29 V+

Interne Betriebsspannung, nicht gegen Verpolung geschützt
siehe Spannungsversorgung

PIN28 V++

Spannungsversorgung mit Verpolschutz
siehe Spannungsversorgung

PIN27 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN26 GNDD

digitale Masse
siehe Spannungsversorgung

PIN25 V++

Spannungsversorgung mit Verpolschutz
siehe Spannungsversorgung

PIN24 V++

Spannungsversorgung mit Verpolschutz
siehe Spannungsversorgung


Stückliste

Inhalt

Die Stückliste kann als .pdf heruntergeladen werden.


Microcontroller

Inhalt

Die Schaltung wurde auf Basis des Microcontrollers ATmega von Atmel entwickelt. Der Microcontroller (IC1) befindet sich in einem Sockel und kann daher durch einen anderen Controller ersetzt werden. Zum Wechseln des DIL28 Bausteins empfiehlt es sich, einen IC Greifer / Zange zu verwenden. Beim Einsetzen des Microcontrollers sollte ein IC - Pin - Ausrichter IC Greifer / Zange verwendet werden.

Einsetzbare Mikrocontroller sind:

Spannungsversorgung

Inhalt

Die Spannungsversorgung des Moduls erfolgt über die Steckerleiste [21] J1b.

V++

J1b, PIN 24, 25, 28 (Versorgung anschließen an PIN 24, 25)
Spannungsversorgung mit Verpolschutz
Die Spannung V++ ist über eine Schottky-Diode mit der internen Speisespannung V+ verbunden. Hierdurch ist ein Verpolschutz gegeben. Der Spannungsabfall über der Schottky-Diode ist ca. 0,25V - 0,4V. Mit einem Jumper zwischen den Kontakten J1b PIN 28, 29 kann die Diode überbrückt werden, wenn dieser Spannungsabfall stört. Die Spannungsversorgung V++ hängt vom verwendeten Mikrocontroller-Typ ab. Diese kann dem jeweiligen Datenblatt von Atmel entnommen werden.

V+

Interne Betriebsspannung
J1b PIN 29, 30, 32, 34
V+ ist die interne Betriebsspannung des Systems nach dem Verpolschutz. Sie ist abhängig vom verwendeten Mikrocontroller-Typ, z.B.
  • ATmega8-16PU (ATmega8) 4,5 - 5,5V
  • ATmega8L-16PU (ATmega8L) 2,7 - 5,5V

GNDD

Digitale Masse
J1b PIN 26, 27, 37, 38, 46 (Versorgung anschließen an PIN 26, 27)
J2b PIN 16, 18, 19, 20
GNDD ist die digitale Masse des Systems. Die digitale Masse ist im Schaltbild mit GNDD bezeichnet, oder ohne Bezeichnung. Die digitale Masse dient als Massebezug für alle digitalen Bestandteile der Schaltung. Auf der Printplatte ist GNDD teilweise als Massefläche ausgelegt.

GNDA

Analoge Masse
J1b PIN 38
J2b PIN 21, 22, 23
GNDA ist die analoge Masse des Systems. Sie ist im Schaltbild auch so bezeichnet. Die analoge Masse dient als Massebezug für alle analogen Bestandteile der Schaltung. Auf der Printplatte ist GNDA teilweise als Massefläche ausgelegt. Die Massefläche umgibt die Anschlüsse des Mikrocontrollers, die als AD-Wandler oder analoger Komparator verwendet werden können.

GNDD - GNDA Verbindung

J4 (Default gesetzt)
Die digitale und die analoge Masse werden an einem Punkt der Platine über den Jumper J4 zusammengeführt.

VD+

Verbindung der Diode D1 (Reset) mit der Speisespannung V+
J1b PIN 33
(Default mit V+ PIN 32 über Jumper verbunden)
Die Diode D1 ist normalerweise mit der internen Speisespannung V+ verbunden. Sie dient als Überspannungsschutz für RESET. Die Verbindung zu V+ kann getrennt werden, wenn z.B. der "high-voltage/parallel programming mode" benutzt werden soll. Hierbei wird an den RESET PIN eine Spannung von 11,5 – 12,5V gelegt. Die Diode D1 würde sonst die Spannung begrenzen.

VA+

J1b PIN 31
(Default mit V+ PIN 30 über Jumper verbunden)
VA+ ist die analoge Betriebsspannung für den AD-Wandler des ATmega8. Diese ist intern über ein LC-Filter mit dem PIN AVCC des Controllers verbunden. Auch wenn der AD-Wandler nicht verwendet wird, muss dieser Jumper gesetzt werden.

VTG

J1b PIN 35
Einige ISP Programmiergeräte benötigen eine Spannungsversorgung durch das Zielsystem. Andere wiederum, wie das Programmiergerät STK500 von Atmel, kann die Betriebspannung für das Zielsystem liefern. Je nach Programmiergerät kann VTG mit V+ über einen Jumper PIN 34,35 verbunden werden.

VR+

J1b PIN 36
VR+ ist über eine LC Netzwerk mit dem Anschluss AREF des Mikrocontrollers verbunden. AREF ist die analoge Referenz des ATmega8 AD-Wandler.

ISP Programmierinterface

Inhalt

J3

J3 ist ein 6-poliger IDC-Stecker für ein ISP Interface. Einsetzbar sind z.B. die Programmiergeräte von Atmel
  • AVRISP mk2
  • STK500 (STK = Starterkit)
Die Programmiergeräte haben 6-polige Flachbandkabel, die in J3 gesteckt werden können. Die Beschaltung entspricht der von Atmel für das ISP Interface definierten. Die Belegung von J3 kann dem Schaltbild entnommen werden. Die Lage von PIN 1 von J3 kann dem Bestückungsplan entnommen werden.

AVRISP mk2

Das Zielsystem benötigt eine eigene Spannungsversorgung. Wenn diese vorhanden ist, leuchtet die LED in der Nähe des Programmierkabel des AVRISP mk2 grün.

STK500

Das Programmiergerät liefert eine Spannung VTARGET, wenn der entsprechende Jumper auf der Platine des Programmiergeräts gesetzt ist. Diese kann zur Speisung des MC-AVR8 Moduls verwendet werden. Hierzu muß VTG auf J1b PIN 35 mit PIN 34 verbunden werden. Wenn das MC-AVR8 Modul über V++ oder V+ versorgt wird, bleibt die Verbindung offen (default))

S1

Die IO-PINs des Mikrocontrollers IC1
  • (SCK)PB5
  • (MISO)PB4
  • (MOSI/OC2)PB3
sind über den DIL Schalter S1 auf die Steckerleiste J1a geführt. Wenn an diesen Anschlüssen externe Schaltungen angeschlossen sind, können sie beim Programmieren durch S1 getrennt werden. Die externen Schaltungen sollten so ausgelegt sein, dass sie bei offenen Eingängen einen definierten Pegel einnehmen.

Takterzeugung

Inhalt

Der Mikrocontroller ATmega 8 bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten der Takterzeugung. Diese sind im Kapitel System Clock and Clock Options des ATmega8 Datenblatt [22] beschrieben. Die Auswahl des Oszillators für die Taktquelle geschieht über die sogenannten "Fuses". Diese können mit einem Programmiergerät, wie z.B. das AVRISP mk2 [23] eingestellt werden. Besonders einfach geschieht dies z.B. über das AVR Studio 5 [24]. Das AVR Studio 5 gibt es leider nur für Windows. Wer unter Linux programmiert kann Eclipse verwenden. Dies wird im Artikel AVR C: Softwareentwicklung mit der Eclipse IDE beschrieben. Die Programmierung der Fuses mit AVRdude wird in einem gesonderten Artikel beschrieben. Im folgenden wird auf die einzelnen Optionen zur Takterzeugung eingegangen.


Interner RC-Oszillator

Inhalt

Jumper J2: offen

Im Auslieferzustand arbeitet der ATmega8 mit dem internen RC-Oszillator. Dieser ist auf folgende Werte eingestellt:

  • Taktfrequenz: 1MHz
  • Startzeit: 6 Zyklen
  • Startverzögerung: 4,1ms

Diese Einstellungen sind für eine Stromversorgung gedacht, welche die Betriebsspannung schnell aufbaut. Bei Auswahl des internen RC-Oszillators ist der externe Quarzoszillator außer Betrieb.

Quarzoszillator

Inhalt
Oszillogramm XTAL1, Mikrocontroller ATmega8, PIN9
Oszillogramm XTAL2, Mikrocontroller ATmega8, PIN10

Jumper J2: offen

Auf der Platine des MC-AVR8-Moduls befinden sich die externen Bauelemente für einen Quarzoszillator. Der Quarz Q1 steckt in einem Stecksockel. Die weiteren Bauteile sind die Kapazitäten C3, C5 und C6. C5 ist ein Trimmkondensator, mit dem die Oszillatorfrequenz in engen Grenzen verändert werden kann. Die beiden Bilder rechts zeigen das Oszillogramm der Oszillatorschwingung (Quarz 4MHz).

Damit das Modul den Takt vom Quarzoszillator bezieht, müssen die entsprechenden Parameter über die "Fuse" eingestellt werden.

SUT_CKSEL: External Crystal/Resonator High Freq.: Start-up Time 258CK+4ms

Das bedeutet:

  • externer Quarz (ATmega8 MC-AVR8 wird mit 16Mhz Quarz ausgeliefert)
  • Hohe Frequenz: z.B 16MHz
  • Startzeit: 258 Zyklen
  • Startverzögerung: 4,1ms

Wenn andere Quarze oder Keramik-Resonatoren verwendet werden, müssen die Werte entsprechend angepasst werden.

Externer Oszillator

Inhalt
CEK Modul MC-AVR8 mit externem Oszillator Schaltbild
CEK Modul MC-AVR8 mit externem Oszillator auf Steckplatinen

Das Mikrocontroller-Modul kann mit einem externem Oszillator-IC betrieben werden. Hierzu sind folgende Voraussetzungen zu erfüllen:

  • Jumper J2: gesetzt
  • Quarz Q1 aus dem Sockel nehmen
  • Fuse programmieren: Ext. Clock; Start-up time: 6CK + 4ms

Rechts oben ist das Schaltbild zu sehen. IC1 ist das Oszillator-IC. Darunter ist der Versuchsaufbau gezeigt. Das Oszillator-IC wird direkt in die Steckplatine gesteckt und mit möglichst kurzen Drahtbrücken mit dem Mikrocontroller-Modul verbunden.

Anmerkung:

Wenn das Mikrocontroller-Modul wieder mit dem internen RC-Oszillator oder dem Quarz auf der Modulplatine betrieben werden soll, muss die Fuse programmiert werden, solange das externe Oszillator-IC noch mit der Schaltung verbunden ist, sonst hat der Mikrocontroller keinen Takt.


Reset

Inhalt

Das Reset System der Schaltung besteht aus den Bauteilen D1, C1, R1 (siehe Schaltbild).

D1

(Default VD+ PIN33 mit V+ PIN32 über Jumper verbunden)
Der Anschluss VD+ der Diode D1 ist normalerweise über einen Jumper mit der internen Speisespannung V+ verbunden. Sie dient als Überspannungsschutz für RESET. Die Verbindung zu V+ kann getrennt werden, wenn z.B. der "high-voltage/parallel programming mode" benutzt werden soll. Hierbei wird während des Programmiervorgangs an den RESET PIN eine Spannung von 11,5 – 12,5V gelegt. Die Diode D1 würde sonst bei geschlossenem Jumper die Spannung begrenzen.

R1

Der Widerstand sorgt für einen definierten High Pegel am RESET Eingang.

C1

Der Kondensator C1 bildet zusammen mit dem Widerstand R1 ein Tiefpassfilter. Damit werden Störspannungen unterdrückt, die zu einem unbeabsichtigten Reset führen können.
Anmerkung:
Wenn debugWIRE verwendet werden soll, kann es erforderlich sein, den Kondensator C1 zu entfernen.


Technische Daten

Inhalt
  • Mikrocontroller
    • ATmega8-16PU Controller
    • auswechselbar in Sockel
    • weitere Derivate siehe Mikrocontroller
  • Spannungsversorgung
    • über Stiftleiste
    • direkt oder mit Verpolschutz
    • analoge Masse und digitale Masse getrennt an einem Punkt zusammengeführt (trennbar)
    • alle Anschlüsse für Spannungsversorgung durch LC-Glieder entkoppelt
  • Eingänge / Ausgänge
    • 21 über Stiftleisten nach außen geführt
    • 22, wenn kein Quarz, oder externer Oszillator verwendet wird.
  • Takterzeugung
    • Quarz in Sockel
    • Drehkondensator als Ziehkapazität zum genauen Abgleich optional extern über Oszillator
    • optional externer Oszillator
  • Reset
    • intern oder extern über Stiftleiste
  • Programmierung
    • ISP Sockel 6-polig nach Atmel-Standard
    • Programmierleitungen auf Stiftleisten geführt
    • Programmierleitungen können als IOs verwendet werden, Trennung durch DIL-Schalter
  • Printplatte
    • Material: FR4
    • Lagen: 2, durchkontaktiert
    • Befestigungslöcher
      • Anzahl: 4
      • Durchmesser: 2,2mm für M2 Schrauben
    • Verzinnung: HAL bleifrei
    • Bestückungsdruck: weiss, oben
    • Lötstopplack: beidseitig
    • Löcher für Stiftleisten / Buchsenleisten: 1,3mm
  • Kontakte
    • Rastermaß: 2,54mm / 100 mil
    • Oberfläche: vergoldet
  • Allgemein
    • Umweltbedingungen
      • Betriebstemperatur: 0 - 40°C
      • Lagertemperatur: -10°C bis 50°C
      • Luftfeuchte: 90% RH
    • Konformität: RoHS, CE
    • Abmessungen: 59,7mm x 39,4mm x 24mm (siehe mechanische Daten M23x15)
    • Gewicht: ca. 15g

Siehe auch (Artikel)

Inhalt

Downloads

  • ledblink.asm Sourcecode für das Programm "blinkende LED"
  • ledblink.hex .hex File , Intel intellec 8/MDS (Intel HEX Format)


Bezugsquellen

Inhalt
  • CEK Module [25]
    • CEK Modul 3 LEDs rot [26]
    • CEK Modul 4mm Labor-Buchsen [27]
    • CEK-Modul ATmega8 MC-AVR8 [28]

Links extern

Inhalt
  • Datenblätter
    • ATmega8 Datenblatt [29]
    • ATmega48_88_168 Datenblatt [30]
    • ATmega48P_88P_168P_328P Datenblatt [31]
    • ATTiny28 Datenblatt [32]
    • ATTiny48_88 Datenblatt [33]
  • Entwicklungsumgebung
    • AVR Studio Download und Dokumentation [34]]
    • AVRISP mk2 Programmer Dokumentation [35]
    • STK500 Starter Kit Dokumentation [36]

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