ATmega Universal Board

Avr, Elektronik, Qa
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Das ATmega Universal Board ist ein möglichst einfaches Board, um 40-polige AVR Controller in Applikationen verwenden zu können. Designziele waren:

  • Einseitige Platine, maximal 80x100mm
  • Alle IO-Ports zugänglich und nicht durch board-eigene Funktionen zwangsbelegt
  • RS232, ISP und Spannungsregulierung on Board
  • Mindestens nutzbar für ATmega32 und ATmega64(4)

(dargestellt ist Board Revision 1.0)

Features

  • Alle 32 IO-Pins auf 4 Steckerleisten herausgeführt (Port A-D)
  • Verwendbar für ATmega 32, 64, 644, 644P, bzw. alle ATmegas mit 40-poligem Gehäuse, die zum ATmega 32 pinkompatibel sind.
  • Betrieb mit ca. 8..15V DC (bzw. der Bereich, in dem der 7805 betrieben werden darf zuzüglich 0,6V, die an der Eingangsdiode abfallen).
  • Regulierte Spannungsversorgung, Verpolungsschutz durch Eingangsdiode
  • Regulierte +5V über Jumper JP1 für eigene Applikationen herausgeführt
  • LED1 für Betriebsspannung (via Jumper abschaltbar ab Rev 1.2)
  • LED2 an PD6 für einfache Statusanzeigen etc. (via Jumper abschaltbar)
  • RESET Taster
  • ISP Anschluß 10-polig (bis Rev 1.3a) bzw. 6 polig (ab Rev 1.4)
  • RS 232 Anschluß
  • Trimmpoti für Kontrastreglung eines LCD-Displays (ab Rev 1.2)
  • 75x100mm Platinengröße (ab Rev 1.3; vorher 79x100mm)

Hardware

Die Hardware orientiert sich an zahllosen anderen Schaltungsvorschlägen aus dem Internet. Neben der Bereitstellung der 4x8 IO-Pins ist beim AVR nicht viel zu tun. An XTAL1/2 liegt ein Quarz an, die beiden Kondensatoren C3,C4 sind Standardbeschaltung. Der RESET-Pin geht über R1 an den RESET-Taster. Der ISP-Anschluß ist “standard”-beschaltet, ein handelsüblicher ISP-Programmer mit 10-poligem Ausgang sollte also direkt passen. Die RS232-Anbindung an Pin RxD,TxD mittels MAX232 ist ebenfalls absolute Standardbeschaltung. Um einseitig routen zu können, wurden drei Drahtbrücken per Hand eingefügt. Die Ports A..D stehen schließlich an den Buchsen SV_A..SC_D zur Verfügung. An Pin 1 der Buchse SV_X steht immer PortX0, an Pin 8 der Buchse PortX7 zur Verfügung, d.h. die Buchsen sind an allen Ports gleich beschaltet.

Die Steckerleisten etc. sind z.B. bei http://www.reichelt.de erhältlich. Produktnummern besonderer Bauteile bei Reichelt:

Stecker Produktnummer
Steckerleisten 10-polig WSL 10G
Pfostenbuchsen 10-polig (SV_x) PFL 10
RS232-Buchse (X2) D-SUB BU 09EU
Anschlußklemme 2-polig (X1) AKL 101-02
Reset-Taster TASTER 3301B

Es empfiehlt sich, für den ATmega einen Sockel einzubauen. Sinnvoll ist auch die Nutzung eines Sockels für den Quarz. So kann man zwischen Prozessoren und zwischen CPU-Frequenzen einfach wechseln.

Statt des MAX232 kann auch ein MAX202CPE verwendet werden. (Dann langt es aus, statt der 1µF-Kondensatoren 0,1µF-Kondensatoren zu nehmen, man kann es aber auch bei den 1µF-Typen belassen).

Hinweis: Alle im folgenden gezeigten Bilder können durch Anklicken vergrößert werden.

Schaltplan

Der Schaltplan für das Board ( dargestellt ist Revision 1.4).

Belegung der Steckerleisten und Jumper

X1 - Power Supply Input

Pin Funktion
1 +8..15V DC
2 GND

JP1 - VCC out

VCC regulated. Can be used for external hardware. If used, honor 7805 maximum ratings regarding output current and thermal characteristics.

Pin Funktion
1 +5V regulated
2 GND

JP2 - LED2 Connector

Connection Jumper, connects PD6 to LED2 (via R3). Can be used by application to give general purpose visual feedback. Disconnect LED if PD6 is used by the application for other purposes.

Pin Funktion
1 to PD6
2 to R3 + LED2

JP3 - LCD contrast voltage

Variable voltage 0..VCC. Can be used for control contrast of an external LCD display.

Pin Funktion
1 0..VCC (controlled via R5)

JP4 - Power indicator LED

Connection jumper, connects VCC to LED1. Can be used to disconnect Power LED for applications with low power requirements.

Pin Funktion
1 VCC
2 to R2 LED1

SV_x - Port Connectors

ATmegas Port A..D.

Pin SV_A Funktion SV_B Funktion SV_C Funktion SV_D Funktion
1 PA0 PB0 PC0 PD0
2 PA1 PB1 PC1 PD1
3 PA2 PB2 PC2 PD2
4 PA3 PB3 PC3 PD3
5 PA4 PB4 PC4 PD4
6 PA5 PB5 PC5 PD5
7 PA6 PB6 PC6 PD6
8 PA7 PB7 PC7 PD7
9 GND (*) GND (*)
10 +5V regulated (*)

*: since Rev 1.1 only / erst ab Rev 1.1

SV1 - ISP Connector (6 pin)

Pin Funktion
1 MISO
2 VCC
3 SCK
4 MOSI
5 RESET
6 GND

SV1 - ISP Connector (10 pin)

Pin Funktion
1 MOSI
2 VCC
3 N.C.
4 N.C.
5 RESET
6 GND
7 SCK
8 GND
9 MISO
10 GND

X2 - RS232 Connector

Pin Funktion
1 N.C.
2 TxD of AVR
3 RxD of AVR
4 =6
5 GND
6 =4
7 =8
8 =7
9 N.C.

Board Layout / Bohrungen

Alle Bohrungen 0.8mm außer den folgenden:

  • Stecker X1: Bohrungen mit 1.0 oder 1.2mm.
  • Befestigungslöcher RS232 Buchse: 2.8mm.
  • Drahtbrücken J1-Jn (je nach Revision) nicht vergessen!

Bestückungsplan

Der Bestückungsplan des Boards ( dargestellt ist Board Revision 1.4).

Ein Aufsichtsfoto nach erfolgter Bestückung

Komplett bestücktes Board ( dargestellt ist Board Revision 1.0).

Revisionshistorie und Dateien zum Download

Revision 1.4

Erweiterungen/Veränderungen gegenüber Revision 1.3a:

  • 6-polige Standard ISP Buchse (statt bisher Standard 10-polig)
  • Optimierung des Board-Layouts (16mil Bahnen wo immer möglich statt bisher 10mil Bahnen)
  • Boardmaße weiter reduziert auf 100x72mm

Eagle-Dateien (Schaltplan, Board): ZIP-File

Revision 1.3a

Erweiterungen/Veränderungen gegenüber Revision 1.2:

  • Boardmaße reduziert auf 100x75mm, so dass man aus einer Europlatine zwei Boards herstellen kann

Eagle-Dateien (Schaltplan, Board): ZIP-File

Revision 1.2

Erweiterungen gegenüber Revision 1.1:

  • Optionaler Trimmwiderstand R5 eingefügt. Dieser kann auf eine Spannung zwischen 0..VCC eingestellt werden und dient der Erzeugung der Kontraststeuerspannung eines LCD-Displays. Steuerspannung abgreifbar an neuem Jumper JP3

Revision 1.1

Erweiterungen gegenüber Revision 1.0:

  • VCC/GND an SV_A verfügbar (Pin 10 und Pin 9)
  • GND an SV_D verfügbar (Pin 9)
  • Bauelemente und Leiterbahnführung wurden optimiert

Eigentlich sollte an jedem Port VCC/GND zur Verfügung stehen. Dies hätte aber zahlreiche Brücke zur Folge. Für Selbstbauprojekte ist es ist oft ausreichend, dass an mindestens einem Port VCC/GND verfügbar ist.

Eagle-Dateien (Schaltplan, Board): ZIP-File

Revision 1.0

In dieser Version waren jeweils nur Pin 1..8 der 10-poligen Wannenstecker belegt. Die Versorgungsspannung für eigene Applikationen mussten am dafür vorgesehenen Jumper JP1 abgenommen werden.

Breakout Board für das ATmega Universal Board

Da die 10-poligen Wannenstecker fürs Experimentieren doch etwas fuzzlig sind, habe ich ein passendes Breakout Board entworfen, dass alle Pins auf Lötstifte führt.

Das Breakout Board. Port A-D sind auf Lötstifte geführt.

Breakout Board Dateien zum Download

Breakout Board, Eagle-Dateien (Schaltplan und Board-Datei):