This is an old revision of the document!
Table of Contents
Controller module ATmega2561 v1.x
Needs translation!
The main module of the HomeLab is a controller development board (controller board) equipped with the AVR ATmega2561 microcontroller. In addition to the microcontroller, the board consists of several peripherals, voltage stabilizer, connectors, JTAG programmer Ethernet SD card slot. The controller board has the following features:
- ATmega2561-16AU microcontroller
- 8-channel 10-bit A/D converter
- 256 kB Flash memory (program memory)
- 4kB EEPROM memory (data memory)
- 6 channel programmable PWM
- Integrated JTAG programmer (based on FTDI2232)
- 14,7456 MHz clock
- Ethernet module with RJ45 connector
- SD card slot
- Status LED (PB7)and Power LED
- Programmable button (PC2) and reset button
- All Atmega signals available on three connectors (1: ports D, B, E; 2: ports G, C, A; 3: port F with ADC I/O lines)
- 2,1 mm power socket
- Automatic power switch USB or external power supply
- Built-in voltage stabilizer, with 5 V and 3,3 V output
Mikrokontrolleri arendusplaat - Kontrollerplaat
Module is equipped with AC/DC rectifier circuit and LDO voltage stabilizer (with low dropout) - external feeder with voltage stabilization is not needed.
Module can be powered just from step down transformer with output voltage greater than 6 volts and lower than 15 volts. Module has a wrong-polarization protection circuit (Greatz bridge). POWER LED signalizes connected feed (“POWER” description on the board).
Circuit can be equipped with external power switch by connecting it to S2 2-pin on/off connector. If external power switch is not used, S2 2-pin on/off connector must be shorted.
All ATmega128 signals are available on three connectors on the edge of the board. Connectors pin assignment is described in the next part of this instruction. It includes full descriptions of ATmega128 pins and their alternative functions. The module is equipped with microprocessor reset circuit (when power on) and reset button for microprocessor restart. Microprocessor can be programmed with ISP or JTAG programmer.
To the seventh pin of port B (named as PB7) the status LED (described as PB7 on the board) is connected. This LED can be used as a status indicator of application software. Low state on PB7 pin causes the status LED to be lit.
Module provides two serial ports described on the board as UART1 and UART2. The first one is 9-pin female connector (DB-9 PC serial port compatible) and the second is 3-pin connector. MAX232 circuit provides signal conversion to serial standard.
Multiplexer 74HC4053 provides full use of ports, including those used for microprocessor programming, because in reset state (when programmed) the processor multiplexer switches PE0, PE1 and PB1 signals to ISP and JTAG connector. When the processor is in run state, these signals are switched to connectors on the edge of the board.
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.
Kontrollermooduli plaat on varustatud alaldiga ja pingestabilisaatoriga. Sisendpingeks sobib plaadile 6-15 V. Voolukadude minimeerimiseks on soovitatav kasutada 6-9 V pingeallikat. Toite ühendamisel peab plaadil toite LED põlema hakkama. Kui see ei sütti, võib põhjus olla puudulikus toites või hoopis lühises Kontrollermooduli plaadil või temaga ühendatud seadmetes. Mikrokontrollerit saab programmeerida üle USB JTAG või ISP liidese kaudu. JTAG meetod toetab lisaks lihtsale programmi pealelaadimisele ka programmikoodi silumist.
Kontrollermooduli plaat on varustatud oleku LED-iga, mis on ühendatud mikrokontrolleri viiguga PB7. LED süttib, kui viik seada madalasse olekusse (loogiline 0). Seda on hea kasutada lihtsa indikaatorina.
Plaadile on paigaldatud SD mälukaardi pesa kuhu on võimalik sisestada standardne mikro SD mälukaart. Mälukaart on ühendatud SPI liidese kaudu mikrokontrolleriga ja seda võib kasutada andmete salvestamiseks, juhul kui need peavad säilima ka pärast toite eemaldamist mikrokontrollerilt.
Kontrollerplaadi komponendid
Ühenduspesade viigud ja nende funktsioonid
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | VCC | - | +5 V |
| 2 | GND | - | Maa |
| 3 | REF | AREF | ADC võrdluspinge sisend |
| 4 | GND | - | Maa |
| 5 | PF0 | ADC0 | ADC sisendkanal 0 |
| 6 | GND | - | Maa |
| 7 | PF1 | ADC1 | ADC sisendkanal 1 |
| 8 | GND | - | Maa |
| 9 | PF2 | ADC2 | ADC sisendkanal 2 |
| 10 | GND | - | Maa |
| 11 | PF3 | ADC3 | ADC sisendkanal 3 |
| 12 | GND | - | Maa |
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | PD7 | T2 | Taimer/Loendur2 taktsignaali sisend |
| 2 | PD6 | T1 | Taimer/Loendur1 taktsignaali sisend |
| 3 | PD5 | XCK1 | USART1 taktsignaali sisend/väljund |
| 4 | PD4 | IC1 | Taimer/Loendur1 sündmuste püüdja sisend |
| 5 | PD3 | INT3/TXD1 | Väline katkestus 3 või UART1 andmete väljund |
| 6 | PD2 | INT2/RXD1 | Väline katkestus 2 või UART1 andmete sisend |
| 7 | PD1 | INT1/SDA | Väline katkestus 1 või TWI andmesignaal |
| 8 | PD0 | INT0/SCL | Väline katkestus 0 või TWI taktsignaal |
| 9 | VCC | - | +5 V |
| 10 | GND | - | Maa |
| 11 | PB7 | OC0A/OC1C/PCINT7 | Taimer/Loendur2 A või Taimer/Loendur1 C võrdlustulemuse väljastusüksus või viigu muutuse katkestus 7 |
| 12 | PB6 | OC1B/PCINT6 | Taimer/Loendur1 võrdlustulemuse väljastusüksus B või viigu muutuse katkestus 6 |
| 13 | PB5 | OC1A/PCINT5 | Taimer/Loendur1 võrdlustulemuse väljastusüksus A või viigu muutuse katkestus 5 |
| 14 | PB4 | OC2A/PCINT4 | Taimer/Loendur2 võrdlustulemuse väljastusüksus A või viigu muutuse katkestus 4 |
| 15 | PB3 | MISO/PCINT3 | SPI master andmete sisend / SPI slave väljund või viigu muutuse katkestus 3 |
| 16 | PB2 | MOSI/PCINT2 | SPI master andmete väljund / SPI slave sisend või viigu muutuse katkestus 2 |
| 17 | PB1 | SCK/PCINT1 | SPI taktsignaal või viigu muutuse katkestus 1 |
| 18 | PB0 | SS/PCINT0 | SPI slave valik või viigu muutuse katkestus 0 |
| 19 | PE7 | INT7/IC3/CLK0 | Väline katkestus 7 või Taimer/Loendur3 sündmuste püüdja sisend või süsteemi jagatud takt |
| 20 | PE6 | INT6/T3 | Väline katkestus 6 või Taimer/Loendur3 taktsignaali sisend |
| 21 | PE5 | INT5/OC3C | Väline katkestus 5 või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus C |
| 22 | PE4 | INT4/OC3B | Väline katkestus 4 või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus B |
| 23 | PE3 | AIN1/OC3A | Komparaatori negatiivne sisend või Taimer/Loendur3 võrdlustulemuse väljastusüksus A |
| 24 | PE2 | AIN0/XCK0 | Komparaatori positiivne sisend või USART0 taktsignaali sisend/väljund |
| 25 | PE1 | PDO/TXD0 | ISP Programmeerimisliidese väljund või UART0 andmete väljund |
| 26 | PE0 | PDI/RXD0/INT8 | ISP Programmeerimisliidese sisend või UART0 andmete sisend või väline katkestus 8 |
| Nr | Viik | Alternatiivfunktsioon / kirjeldus | |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | - | Maa |
| 2 | VCC | - | +5 V |
| 3 | PA0 | AD0 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 0 |
| 4 | PA1 | AD1 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 1 |
| 5 | PA2 | AD2 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 2 |
| 6 | PA3 | AD3 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 3 |
| 7 | PA4 | AD4 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 4 |
| 8 | PA5 | AD5 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 5 |
| 9 | PA6 | AD6 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 6 |
| 10 | PA7 | AD7 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 7 |
| 11 | PG4 | TOSC1 | RTC Taimer/Loendur2 |
| 12 | PG5 | OC0B | Taimer/Loendur0 võrdlustulemuse väljastusüksus B |
| 13 | PG2 | ALE | Välismälu-liidese aadressi lukustussignaal |
| 14 | PG3 | TOSC2 | RTC Taimer/Loendur2 |
| 15 | PC6 | A14 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 14 |
| 16 | PC7 | A15 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 15 |
| 17 | PC4 | A12 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 12 |
| 18 | PC5 | A13 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 13 |
| 19 | PC2 | A10 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 10 |
| 20 | PC3 | A11 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 11 |
| 21 | PC0 | A8 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 8 |
| 22 | PC1 | A9 | Välismälu-liidese aadressi- ja andmebitt 9 |
| 23 | PG0 | WR | Välismälu kirjutussignaal |
| 24 | PG1 | RD | Välismälu lugemissignaal |
| 25 | GND | - | Maa |
| 26 | 3V3 | - | +3,3 V |
Ühendamine
Kontrollermooduli ühendamisel teiste moodulite ning seadmetega tuleb esmalt veenduda, et Kontrollermooduli toide ei ole ühendatud. Ajal kui plaat on pingestatud, on ohtlik seadmeid ühendada. Mooduleid ja seadmeid tuleb omavahel ühendada ettevaatlikult ja liigset jõudu kasutamata. Vale käsitlemise korral võivad piikriba piigid kergesti kõveraks painduda. Programmeerimiseks ja nõrkvoolu (alla 500 mA) toiteks võib Kontrollermooduli ühendada ainult arvutiga kasutades mini USB kaablit. Kui kasutusel on moodulid, mis vajavad summaarselt rohkem voolu kui 500 mA tuleb seadmete toiteks kasutada eraldi toiteallikat. Kui Kontrollerplaadiga on ühendatud välise toiteallika pistik, lülitub moodul automaatselt USB toitelt välisele toitele.
Kontrollerplaadi ühendamine toite ja programmaatoriga
