ATmega Universal Board

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, d.h. 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
  • LED2 via Jumper an PD6 für einfache Statusanzeigen etc.
  • RESET Taster
  • ISP Anschluß 10-polig
  • 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 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:
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 wäre 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 1.3).
Weitere Links:
Schaltplan Rev. 1.0

Belegung der Steckerleisten und Jumper

X1 - Power Supply Input

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

JP1 - Jumper 1

VCC regulated for external applications.
Pin
 Funktion
1
+5V regulated
2
 GND

JP3 - Jumper 3

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

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

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

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.

Bestückungsplan


Der Bestückungplan des Boards (dargestellt ist Board Revision 1.3a).

Ein Aufsichtsfoto nach erfolgter Bestückung


Komplett bestücktes Board (dargestellt ist Board Revision 1.0).

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

Revision 1.2

Erweiterungen gegenüber Revision 1.1:
  • Optionalen 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.

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

Weiterführende Links