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| de:hardware:homelab:controller [2010/07/08 17:37] – angelegt Wember | de:hardware:homelab:controller [2020/07/20 12:00] (current) – external edit 127.0.0.1 |
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| ====== Controller module ====== | ====== Controllermodul ====== |
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| Das Hauptmodul des HomeLabs ist ein Controller-Entwickungs-Board (Controller Board) ausgerüstet mit einem AVR ATmega128 Microcontroller. Zusätzlich zu dem Microcontroller hat das Board mehrere Peripherals, Spannungsregler, Anschlüsse usw.. Das Controller Board hat folgende Features: | Das Hauptmodul des HomeLab ist eine Controller-Entwicklungsplatine ausgestattet mit dem AVR ATmega 128 Mikrocontroller. Zusätzlich zum Mikrocontroller verfügt das Board über verschiedenen Peripherieschnittstellen, Spannungsregler, Anschlüsse etc. Die Platine hat die folgenden Spezifikationen: |
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| * Atmega128-16AU Microcontroller im TQFP64 package (ROHS) | * ATmega128-16AU Mikrocontroller im TQFP64 Paket (ROHS) |
| * 8-channel 10-bit A/D Konverter | * 8-Kanal 10-Bit A-D-Wandler |
| * 128kB Flash memory (Programmspeicher) | * 128 kB Flash-Speicher (Programmspeicher) |
| * 4kB EEPROM memory (Datenspeicher) | * 4 kB EEPROM Speicher (Datenspeicher) |
| * 6 channel programmable PWM | * 6-Kanal programmierbare PWM |
| * Standard 6-pin In system programming interface (ISP) connector | * Standard 6-Pin In-System-Programming-Schnittstelle (ISP) |
| * 14,7456 MHz clock (can be changed very easily, crystal is mounted on small 2-pin socket) | * 14,7456 MHz Taktgeber (kann sehr leicht ausgewechselt werden, der Schwingquarz ist auf einem schmalen 2-Pin Sockel befestigt) |
| * Real Time clock (RTC) | * Echtzeitgeber (RTC) |
| * Reset protection circuitry for the ATmega128 | * Resetschutzschaltung für den ATmega128 |
| * Status LED und Power LED | * Status- und Power-LED |
| * Standard DB-9 serial port connector mit RS232 Transmitter / Empfänger | * Serieller standard DB-9 Anschluss mit RS232 Übermittler / Empfänger |
| * Alle ATmega Signale vorhanden an drei Anschlüssen (1. D, B, E ports, 2. G, C, A ports, 3. F port with ADC I/O lines) | * Sämtliche ATmega Signale sind an drei Anschlüssen verfügbar (1. D, B, E Anschlüsse, 2. G, C, A Anschlüsse, 3. F Anschluss mit ADC I/O Kanälen) |
| * Resetknopf | * Resetschalter |
| * JTAG 10-pin Interface connector | * JTAG 10-Pin Schnittstelle |
| * 2-pin on/of connector – kann für An/Aus-Knöpfe benutzt werden. | * 2-Pin an / aus Stecker – Kann für den Anschluss eines an / aus Schalters genutzt werden |
| * DC 2.1mm power connector | * 2.1 mm Gleichstrom (DC) -Anschluss |
| * eingebauter Spannungsregler | * Eingebauter Spannungsregler |
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| [{{ :kit:cpu_module.jpg?580 |Controller module}}] | [{{ :kit:cpu_module.jpg?580 |Controllermodule}}] |
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| Das Modul ist mit einem Wechselstrom/Gleichstrom Spannungsreglerschaltkreis und einem LDO Spannungsregler ausgestattet - externe Stromzuleitungen mit Spannungsregler werden nicht benötigt. | Das Modul ist mit einem Wechselstrom (AC) / Gleichstrom (DC) Spannungsreglerkreis sowie einem LDO Spannungsregler (low dropout, geringer Spannungsabfall) – eine externe Stromzuleitung mit Spannungsregler ist nicht notwendig. |
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| Das Modul kann von einem Transformater mit einer Ausgangsspannung von mehr als 6 und weniger als 15 Volt versorgt werden. Ebenfalls hat das Modul eine Schutzschaltkreis gegen falsche Polarisation.(Gleichrichter) | Das Modul kann mit einem Abspannungstransformator mit einer Ausgangsspannung von mehr als 6 und weniger als 15 Volt betrieben werden. Es verfügt über einen Schutzschaltkreis für falsche Polarisation (Gleichrichter). Die Power-LED zeigt an, dass das Gerät an die Stromzufuhr angeschlossen ist (Beschriftung „POWER“ auf der Platine). |
| Power LED signalisiert Connected feed. ("POWER" Beschriftung am Board) | |
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| Der Schaltkreis kann mit einem externen Stromschalter, durch Anschluss an dem S2 2-pin on/off Anschluss, ausgesattet werden. Falls keine externe Stromversorgung benutzt wird muss der S2 2-pin On/off Anschluss kurzgeschlossen werden. | Der Schaltkreis kann mit einem externen Stromschalter durch Anschluss an den S2 2-Pin an / aus Schalter bestückt werden. Wird kein externer Stromschalter benötigt, muss der S2 2-Pin an / aus Schalter kurzgeschlossen werden. |
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| Alle ATmega128 Signale sind an drei Anschlüssen an der Kante des Boards verfügbar.Die Connector-Pin Verteilung wird im nächsten Teil dieser Anleitung beschrieben. Sie beinhaltet eine volle Beschreibung der ATmega128 Pins und ihrer sekundären Funktionen. | Sämtliche ATmega128 Signale sind an drei Anschlüssen am Rand der Platine verfügbar. Die Anschluss-Pin Verteilung wird im folgenden Abschnitt dieser Anleitung beschrieben. Der Abschnitt enthält eine vollständige Beschreibung der Pins des ATmega128 sowie deren alternativer Funktionen. Das Modul ist mit einem Mikropozessor-Resetschaltkreis ausgestattet (wenn es an die Stromzufuhr angeschlossen ist) sowie einem Resetschalter für den Neustart des Mikroprozessors. Der Mikroprozessor kann mit ISP oder JTAG programmiert werden. |
| Das Modul ist mit einem Microprocessor-Reset-Schaltkreis ausgestattet (wenn Strom an ist) und einem Resetknopf für einen Microprocessor Neustart. Der Microprocessor kann mit ISP oder mit JTAG Programmer programmiert werden. | |
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| Am siebten Pin des Port B (genannt: PB7) ist eine Status-LED angeschlossen (als PB7 am Board beschrieben). Diese LED kann als Statusindikator genutzt werden für Software. Der Low-state am PB7-Pin lässt die LED leuchten. | Am siebten Pin von Port B (PB7) ist eine Status-LED (mit PB7 auf der Platine gekennzeichnet) angeschlossen. Diese LED kann als Statusindikator für Software genutzt werden. Eine niedrige Spannung an PB7 sorgt dafür, dass die LED leuchtet. |
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| Das Modul hat 2 serielle Ports auf dem Board als UART1 und UART2 ausgeschrieben. Der erste ist ein weiblicher 9-Pin Anschluss (DB-9 PC Serial-Port kompatibel) und der zweite ist ein 3-Pin Anschluss. | Das Modul bietet zwei serielle Anschlüsse die auf der Platine mit UART1 und UART2 gekennzeichnet sind. UART1 ist ein weiblicher 9-Pin Anschluss (kompatibel zum seriellen DB-9 PC Anschluss) UART2 ein 3-Pin Anschluss. Der MAX232 Stromkreislauf ermöglicht die Signalkonvertierung zum seriellen Standard. |
| Der MAX232 Schaltkreis gibt die Signalkonvertierung zum seriellen Standart. | |
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| Multiplexer 74HC4053 bietet volle Benutzung der Ports, inklusive derer, die für das programmieren des Microprocessors genutzt werden, weil im Resetstate (wenn programmiert) der Processor-Multiplexer doe PE0, PE1 und PB1 Signale zum ISP und JTAG Anschluss schaltet. | Der Multiplexer 74HC4053 ermöglicht die vollständige Nutzung der Anschlüsse einschließlich derer, die für das Programmieren des Mikroprozessors genutzt werden. Im Reset-Status (also während des Programmierens) schaltet der Multiplexor die Signale PE0, PE1 und PB1 Signale zu den ISP und JTAG Anschlüssen. Zur Laufzeit werden diese Signale dann wieder zu den Anschlüssen am Rand der Platine zurückgeschaltet. |
| Wenn der Processor im Run-State ist werden diese Signale zu den Anschlüssen an Kante des Boards geschaltet. | |
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| Das Modul ist mit einem externen Speicher ausgestattet (Atmel AT45DB041B). Es ist ein 4Mbit serielles Daten Flash-Speicher welcher an einem Master/Slave SPI seriellen Interface des | Das Modul ist mit einem externen Speicher ausgestattet (Atmel AT45DB041B). Sein 4 Mbit serieller Flash-Datenspeicher ist an die serielle Master / Slave SPI Schnittstelle des Mikroprozessors angeschlossen. Der interne Echtzeitgeber ist mit dem externen 32.768 kHz Schwingquarz verbunden und als X2 auf der Platine gekennzeichnet. |
| Microprocessors angeschlossen ist. Die interne Echtzeituhr ist mit einem externen 32.768 kHz Schwingquartz angeschlossen, welcher als X2 am Board ausgewiesen ist. | |
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| Module is equipped with external memory (Atmel AT45DB041B). It is 4Mbit serial data flash memory connected to Master/Slave SPI serial interface of the microprocessor. Internal Real Time Clock is connected to external 32.768 kHz crystal resonator named as X2 on the board. | |
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| [{{:kit:atmega_plaat.png?580|}}] | [{{:kit:atmega_plaat.png?580|}}] |
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| ===== Connector-Pins and Funktionen ===== | ===== Connector-Pins und Funktionen ===== |
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| [{{ :kit:pe-pb-pd.png?580 |}}] | [{{ :kit:pe-pb-pd.png?580 |}}] |
| ===== Module anschließen ===== | ===== Module anschließen ===== |
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| Wenn man das Controller-Modul mit anderen Peripheral-Modulen und Geräten anschließt, sollte man den Stromanschluss immer als Letzes machen. Wenn der Strom an ist, ist es gefährlich externe Geräte an und auszustecken. Module sollten immer mit großer Vorsicht und ohne viel Kraft angeschlossen werden, da man sonst die Anschlüsse verbiegen kann. Der JTAG-ICE Programmer muss am korrekten Port angeschlossen werden und das Flachbandkabel muss vom Board aus zeigen, (der rote Streifen ist auf der Seite des Stromversorgung-Anschlusses) | Bei Anschluss des Controllermoduls an andere Peripheriemodule und Geräte sollte die Stromzufuhr immer ganz zum Schluss angeschlossen werden. Wenn der Strom an ist, ist es gefährlich externe Geräte an- und auszustecken. Die Module müssen miteinander verbunden werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass nicht zu viel Kraft eingesetzt wird, ansonsten können die Anschlüsse verbiegen. Der JTAG-ICE Programmierer muss an den korrekten Port angeschlossen werden und das Flachbandkabel muss von der Platine weg zeigen (der rote Streifen ist auf der Seite des Anschlusses für die Stromversorgung). |
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