Лабораторные стенды (макеты) по микроконтроллерам AVR/MCS51

Итак, запущены в учебный процесс лабораторные стенды (всего 6 шт.) по микроконтроллерам Atmel серий AVR (ATmega8515, ATmega162) и MCS51 (AT89S51, AT89S52, AT89S8252), которые я разрабатывал. Разработка началась в 2004 году. Если бы проект нормально финансировался, то стенды можно было бы запустить ещё в 2005 году (т.е. 3 года назад!!!). Остается вопрос? Скажите, кому ЭТО нужно? Если ректор и завкафедры НЕ ХОТЯТ финансировать подобные проекты, зато потом выписывают себе огромнейшие премии за "достижения во внедрении новшеств в учебный процесс". Если нет достойных преподавателей, которые могли бы в полной мере использовать заложенные возможности. То, зачем вообще изначально это делать? Чтобы сэкономить на деньгах, "выехать" за чужой счет? К моему сожалению я ничего, кроме опыта и морального удовлетворения, не получил от этого проекта. Хотя, разочарование тоже присутствует. Разочарование по поводу сроков, отсутствия финансирования и заинтересованности со стороны руководства университета... От грустной философии переходим к сабжу.

Расскажу кратко, что из себя представляет стенд. Его возможности.
Идея создания подобного стартеркита возникла давно, еще пожалуй в 2000 году, когда я только начал "щупать" МК. Более чем 10-летний опыт программирования Z80 позволял легко разобраться в архитектуре MCS51, а затем чуть позже AVR. Ещё на Спектруме, когда изучал I2C, я задумался о "тормознутости" 7-ми мегагерцового Z80. Изголяться мне уже порядком надоело, приходилось оптимизироваьт программы, считая каждый такт... Посмотрев на убогость ядра MCS51, где набор инструкций такой же хилый, мое внимание привлекло нове Атмеловское 8-битное RISC ядро - AVR. AT90S2313 был моим первенцем т.к. стоил относительно не дорого, и его не зря прозвали "ядром для начинающих". Самые ранние версии имели тактовую чатоту 16 МГц, а значит 16 MIPS вычислительной мощности. Потом, почему-то, это ядро урезали по частоте до 10 МГц. Но, как не странно, ядро 2313 неплого "гналось". Причем, как мне позже сказал мой знакомый, основная проблема с разгоном была во встроенном генераторе. Проще говоря, используя внешний осциллятор, можно было "завести" 16 МГц вериию 2313 аж на 24 Мгц. Но дело не в разгоне, это лишь лирическое отступление... Изучая ассемблер, а я именно поклонник ассемблера "ещё с пеленок", приходилось помногу писать под разнообразные внешние девайсы, которые мне удавалось купить/достать. Это - несколько версий ЖКИ индикаторов, I2C EEPROM 24xx серии, SPI EEPROM 93хх серии, несколько типов АЦП (например 24-битный сигма-дельта AD7714), IRdA, MAX232 и прочее. Приходилось "лепить" (а как это ещё назвать?) на макетке разъемчики, панельки и прочее, для подключения подобных девайсов. Стартеркиты в продаже были, но цена! Цена многих стартеркитов для МК и сейчас "кусается". В процессе отладки модулей программ для девайсов, приходилось по сотню раз перешивать МК. Хорошо, что уже тогда была изобретена технология ISP (InSystem Programming - программирование в системе), и процесс отладки программ шел довольно быстрыми темпами. Про дорошущий JTAG ICE и пошаговую отладку реального устройства я и не мечтал. Мною сначала была разработана схема ISP программатора, наподобе AVRISP. Далее, я её дорабатывал и развивал, писал софт. Так появился универсальный ISP Porgrammer под MCS51 и AVR. Отличительная особенность - простота использования и максимальная гибкость. Программирование МК ведется через интерфейс ПК RS-232, как наиболее надежный, признанный промышленный стандарт. От программирования через LPT (типа "Жгучий кабель") пришлось отказаться по многим причинам, о которых я не буду здесь говорить.
Через некоторое время назрела необходимость в самостоятельном изготовлении собственного стартеркита. На кафедре измерений, где я работаю, курс "Микропроцессорная техника" включал в себя изучение МП К580ВМ80 - довольно устаревшего микропроцессора, что невольно вводило меня в недоумение. Почему тогда уже не учить студентов тому же Z80? Который признан как самый удачный 8-рязрядный МП. И это правда! Я вспоминаю РАДИО-86РК (ассемблер 8080) и Спектрум (Z80) - это же небо и земля. Один из молодых преподавателей, который читает курс "Микропроцессоры" предложил заведующему кафедрой разработать собственными силами инженеров лабораторные макеты (стенды) для изучения МК. Так получилось, как я уже описал выше, что разработка велась за собственный счет этого преподавателя. Меня попросили проконсультировать по поводу программировани МК (преподаватель выбрал Атмел 89C51). В свою очередь, я сказал, что уже давно хотел бы разработать подобный макет, и предложил сотрудничество. Безусловно, без ISP никак не обойтись. Поэтому базовым кристаллом стал AT89S52. Итог - мой программатор ISP (в измененном виде) обрел вторую жизнь в этом лабораторном стенде. Фактически, как оказалось позже, этот лабораторный стенд стал моим дипломным проектом.

Схема стенда.

Карта распределения портов.
Расположение джамперов по умолчанию.
Прошивка МК ISP программатора.
Пакет программ (1.7МБ). Включает схему, карту распределения портов, расположение джамперов, прошивку МК программатора и др.

Особенности и характеристики
Поддерживаемые МК:
1) Atmel AVR - ATmega162, ATmega8515 и др. Pin-to-Pin Compatible
2) Atmel MCS51 - AT89S51, AT89S52, AT89S8252 и др. ISP Pin-to-Pin Compatible
Корпус МК - DIP40.
Выбор тактирования: 11.0592 МГц или 22.1184 МГц (задается джампером).
Четыре разъема поров расширения P0-P3 (PA-PC), совместимые со стандартом Атмел. А также дополнительный разъем порта PE.
Выбор типа программируемого кристалла - AVR или MCS51 (задается джампером).
Программироваение МК через интерфейс RS-232 по технологии ISP. Мультиплексированное отключение порта программирования (линии MOSI, MISO, SCK).
Внешняя статическая память (SRAM) данных до 64 кБ.
Панель ввода - коммутируемая матрица кнопок 4х4 и 8 дискретных кнопок со светодиодной индикацией, подключенные к порту МК
Последовательный 10-битный АЦП AD7810 с интерфейсом SPI, на входе 8-канальный мультиплексор.
Параллельный 12-битный АЦП AD9220.
Сдвоенный компаратор LM393 с возможностью коммутации входов.
10-битный ЦАП типа R-2R К572ПА1А, возможность программного изменения амплитуды аналоговых сигналов.
Два независимых генератора сигналов прямого синтеза AD9833 (синусоида, треугольный сигнал, меандр). Интерфейс SPI.
EEPROM I²C серии 24xxx. Корпус DIP8.
Индикация: трехразрядный светодиодный семисегментный индикатор, LCD MT10T7. Дискретные светодиоды.
Драйверы интерфейсов RS-232 и RS-485.
На борту имеется МК PIC16F84 с разъемом для внешнего программатора. PIC используется как вспомогательный контроллер в учебном курсе "Интерфейсы".
Переход с одного типа кристалла на другой делается в течении нескольких минут. Стенд сделан максимально удобным для ремонта, большинство ИС имеют панели. Вместо ИС SRAM можно установить Flash EEPROM (серии 29xxx/49xxx) и делать запись данных в параллельную энергонезависимую память в корпусе DIP32.
Пакет программ рассчитан под DOS. Фактически, стенд может работать хоть с 386 машиной. Работа проверялась на нескольких типах ОС, самых разнообразных ПК (десктопы, ноутбуки).

По вопросам обращайтесь rsoft73 на mail.ru.

Вот так выглядит плата стенда без корпуса.

Стенд в корпусе с прозрачной фальшпанелью.

Вложение	Размер
atb2_diplom_009.jpg	108.5 КБ