ระบบบอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

โปรเจ็กต์นี้มีไว้สำหรับการออกแบบและใช้เครื่องมือพัฒนา PIC ซึ่งมีความยืดหยุ่นเพื่อให้เหมาะกับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ PIC ที่หลากหลาย

การพัฒนาโครงการไมโครคอนโทรลเลอร์มักจะง่ายกว่าด้วยการใช้เครื่องมือพัฒนา ซึ่งอนุญาตให้แสดงรหัสตามผู้ใช้แบบเรียลไทม์ อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์ส่วนตัว คณะกรรมการพัฒนาที่มีอยู่จำนวนหนึ่งมักจะประสบปัญหาจากข้อจำกัดหนึ่งหรือหลายข้อดังต่อไปนี้

1. การออกแบบที่ครอบคลุมมักจะมีราคาแพง

2. พกอุปกรณ์ต่อพ่วงน้อยมาก

3. มีอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ไม่เหมาะกับโครงการเฉพาะ ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้

4. มีอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใช้พื้นที่บอร์ดจำนวนมากซึ่งเพิ่มต้นทุน

5. ไม่สามารถเปลี่ยนหรือรองรับการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ต่อพ่วงได้

6. ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ Surface Mount ซึ่งไม่สามารถถอดออกได้ และจำกัดกรณีการใช้งานของบอร์ดพัฒนา

ในความเป็นจริง ผู้ใช้มักจะเลือกบอร์ดพัฒนาตามข้อกำหนดของโปรเจ็กต์ อย่างไรก็ตาม การทำเช่นนี้อาจนำไปสู่คอลเลกชั่น mountng ของบอร์ดพัฒนาหรือจำกัดเสรีภาพในการออกแบบ

การออกแบบบอร์ดพัฒนา PIC ที่นำเสนอนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อขยายข้อจำกัดเหล่านี้

ระบบการพัฒนาใช้หลักการออกแบบบอร์ด PCB สองชุด

PCB แรกเป็นบอร์ดหลักด้านหลังซึ่งโฮสต์แหล่งจ่ายไฟ วงจรรีเซ็ต MCLR RS232 และหัวพินโปรแกรมเมอร์ PICKIT บอร์ดนี้ทำหน้าที่เป็นบอร์ดเชื่อมต่อซึ่งบรรจุบอร์ดลูกสาวได้ถึงหกบอร์ด

ประเภทบอร์ด PCB ที่สองคือส่วนประกอบบอร์ดลูก การออกแบบ PCB มาตรฐานและรอยเท้าใช้เพื่อสร้างการออกแบบบอร์ด PCB ซึ่งสามารถเพิ่มและลบออกจากกระดานหลักได้ตามต้องการ วัตถุประสงค์ของบอร์ดลูกคือโฮสต์ไมโครคอนโทรลเลอร์หรือวงจรต่อพ่วงเช่น Digital to Analogue Converter (DAC)

ความตั้งใจในการออกแบบคือการสร้างกระดานลูกสาวตามต้องการ โครงการนี้จึงดำเนินต่อไป

เป็นส่วนหนึ่งของโครงการนี้ ฉันได้ออกแบบการออกแบบบอร์ดลูกพื้นฐานจำนวนหนึ่งที่สามารถดาวน์โหลดไฟล์ Gerber / Project

สำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับบอร์ดลูกเฉพาะ โปรดดูเอกสารโครงการ: PIC Controller Development Board – Daughter Board Catalogue, document ref: RKD3 ซึ่งมีให้พร้อมกับตำแหน่งเอกสารนี้หรือผ่านทางเว็บไซต์ของฉันที่; www.rkelectronics.org/picdev

บอร์ดลูกเชื่อมต่อกับกระดานหลักโดยใช้ส่วนหัวพินพิทช์ขนาด 2.54 มม. 2 x 30 2.54 มม. ช่วยให้สามารถสร้างบอร์ดลูกผ่านโรงผลิต PCB หรือด้วยมือโดยใช้บอร์ด Vero

ขั้นตอนที่ 1: กระดานลูกสาว

การเชื่อมต่อระหว่างกระดานหลักและบอร์ดลูกประกอบด้วยรถบัสดังต่อไปนี้

1. 43 สาย I/O เฉพาะสำหรับอนาล็อกหรือดิจิตอล

2. แหล่งจ่ายไฟ VDD และ GND

3. 5 สาย SPI Chip Select (CS) เฉพาะ

4. SPI Buss สำหรับสาย MOSI, MISO และ CLK

5. I²C ที่ใช้ร่วมกันเป็นส่วนหนึ่งของบัส SPI

6. สาย TX และ RX เฉพาะสำหรับ RS232, RS485 และ MIDI, 7. สาย D+ และ D- เฉพาะสำหรับข้อมูล USB

8. สายการเขียนโปรแกรม PIC เฉพาะ, MCLR, PGD และ PGC

เนื่องจากลักษณะของสายการเลือกชิป SPI บรรทัดเหล่านี้จะถูกแชร์กับสาย I/O ต่างๆ การแชร์สาย I/O จะขึ้นอยู่กับบอร์ดลูกของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ มีจุดมุ่งหมายที่จะเชื่อมต่อสาย CS กับไมโครคอนโทรลเลอร์บนบอร์ดลูก ตัวอย่างเช่น สำหรับบอร์ดลูก PIC16/18 40 Pin USB สำหรับ PIC18F4550 สาย CS จะใช้พิน I/O 16, 17, 18, 19 และ 32 ซึ่งเท่ากับพิน PIC พอร์ต C0, C1, C2, C3 และ E0 ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นสำหรับบอร์ดอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดที่ใช้ SPI เพื่อรวมวิธีสวิตช์หรือเบรกเกอร์เพื่อยกเลิกการเชื่อมต่อสาย CS ที่ไม่ได้ใช้หรืออื่นๆ ที่ใช้

เนื่องจากลักษณะของสาย RS232 TX และ RX และ USB D+ และ D- สายเหล่านี้จึงใช้ร่วมกับสาย I/O อื่นๆ ด้วย ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นสำหรับบอร์ดอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดที่ใช้ RS232, RS485 หรือ USB เพื่อรวมวิธีการสวิตช์หรือเบรกเกอร์เพื่อตัดการเชื่อมต่อสาย TX, RX, D+ และ D- ที่ไม่ได้ใช้หรือใช้งานอื่นๆ

สาย I/O จะถูกส่งไปยังหมุดไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ ซึ่งมีรายละเอียดหมุดอยู่ในแผนผังบอร์ดลูกหรือซิลค์สกรีน PCB โดยปกติพอร์ตจะถูกส่งไปยัง;

1. พอร์ต A = สาย I/O 0 – 7, 2. พอร์ต B = สาย I/O 8 – 15, 3. พอร์ต C = สาย I/O 16 – 23, 4. พอร์ต D = สาย I/O 24 – 31, 5. พอร์ต E = สาย I/O 32 – 35, PIC ประเภทอื่นๆ เช่น dsPIC30/33 และ 24 series จะใช้การจัดสายไฟที่แตกต่างกัน

ขั้นตอนที่ 2: Gerber Files

หน้านี้ประกอบด้วยไฟล์ Gerber ที่จำเป็นสำหรับการผลิต Main Board และ Daughter Boards ที่สร้างขึ้นจนถึงปัจจุบัน รายการมีดังนี้;

1. กระดานหลัก

2. การเชื่อมต่อกระดานหลักกับกระดานหลักที่ 2, 3. dsPIC30F 28 พิน [แบบ A]

4. dsPIC30F 28 พิน [แบบ B]

5. dsPIC30F 28 พิน [แบบ C]

6. dsPIC30F 40 พิน [แบบ A]

7. dsPIC30F 40 พิน [แบบ B]

8. ไฟ LED สำหรับ I/O 0 - 39

9. MCP3208 [แบบ A]

10. MCP3208 [แบบ B]

11. PIC16-18 [8-14-20Pin][ไม่ใช่ USB]

12. PIC16-18[28Pin][ไม่ใช่ USB]

13. PIC16-18[40Pin][ไม่ใช่ USB]

14. PIC16-18[8-14-20Pin][USB]

15. PIC16-18[28Pin][USB]

16. PIC16-18[40Pin][USB]

17. สวิตช์

18. ULN2003

19. เซเว่นเซกเมนต์

20. DAC. 12 บิต

21. MIDI

22. PIC ADC

23. ปุ่มกด [Type A]

24. ปุ่มกด [Type B]

25. 16 x 2 จอ LCD ตัวเลขและตัวอักษร

26. dsPIC30F [18 พิน]

27. Pin Header Breakouts

ขั้นตอนที่ 3: ไฟล์ไลบรารี KiCAD

บิตนี้ใช้สำหรับไลบรารีส่วนประกอบ KiCAD และรอยเท้าสำหรับบอร์ดลูก คุณจะต้องเพิ่มเส้นตัดขอบรอบๆ รอยเท้าก่อนส่งออกไฟล์เกอร์เบอร์ของคุณเอง

หวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้!

เว็บไซต์ของฉันสำหรับโครงการเพิ่มเติมอยู่ที่

www.rkelectronics.org