Шлюз-контроллер GATE-A8D16

Шлюз-контроллер GATE-8A16D версии 0.9 - Общее описание

Назначение

Взаимодействие ПК с низкоуровневыми устройствами (модельные сервоприводы, ИК-дальномеры, бамперы, сонары, компас и т.п.). Подключение шлюз-контроллера к ПК выполняется через стандартный последовательный COM-порт (скорость 9600Кбит).

Возможности

• 16 цифровых входов-выходов (доступны 3 режима работы - цифровой вход, цифровой выход, управление сервоприводом);
• 8 аналоговых входов / цифровых выходов (доступны 4 режима работы - аналоговый вход, цифровой вход, цифровой выход, управление сервоприводом);
• i2c шина (взаимодействие с любыми i2c устройствами с ПК);

Формат обмена данными

При обмене данными ПК и шлюз-контроллера ПК считается управляющим, а шлюз-контроллер управляемым устройством. Единственное сообщение отсылаемое по инициативе шлюз-контроллера - сообщение "Ready!\n" о готовности выполнять команды при включении, все остальные сообщения шлюз-контроллера являются ответами на команды ПК.

Команды, отдаваемые ПК все имеют одну и ту же форму "Q{AA}{RR}[{WW}][{WW}][{WW}]", в которой {AA} - адрес, {RR} - сколько байт хотим получить обратно, {WW} - отсылаемые нами байты. Подробнее использование этой универсальной команды расписано ниже:

Команда	Формат	Входные параметры
Отправить по i2c несколько байт и получить несколько байт в ответ	Qaarr{w}	aa - адрес 00h..7Fh устройства на шине i2c rr - сколько байт получить от устройства ww - байты которые нужно передать устройству
Установить режим работы порта ввода-вывода	QFF00ppmm	pp - номер порта 00h..17h увеличенный на 20h (например, для порта 0Fh это будет 2Fh) mm - режим работы (0 - цифровой вход, 1 - цифровой выход, 2 - управление сервоприводом, 3 - аналоговый вход - последний режим будет работать только для портов в которых есть эта возможность)
Установить значение на выходе порта	QFF00ppvv	pp - номер порта 00h..17h vv - значение (для цифровых выходов - 0/1, для управления сервоприводом - 17h..85h
Получить значение со входа порта	QFF01pp	pp - номер порта 00h..17h увеличенный на 80h (например, для порта 0Ch это будет 8Ch) обратно получим 1 байт - 0/1, если цифровой вход, либо 00h..FFh - если аналоговый (00h соответствует 0V, FFh соответствует 5V), либо если тип порта - выход - получим то, что туда отправляли.

Шлюз-контроллер GATE-8A16D версии 0.9 - Внутреннее устройство

Недостатки модуля

К основным недостаткам можно отнести:

• Допущенная ошибка при разработке печатной платы - перепутаны контакты RX и TX разъема COM-DB9, поэтому стандартный удлинитель для COM-порта не подходит, надо перепаивать эти 2 контакта. В следующей версии будет исправлено.
• Использован нестандартный разъем для программатора, поэтому для подцепления стандартного программатора AVR910 или аналога, приходится делать переходник. В следующей версии разъем будет заменен на стандартный IDC10.
• Использованы неудобные в монтаже на "нетелефонный кабель" разъемы для питания и i2c - RJ-11. В следующих версиях будут добавлены разъемы для i2c типа 4 штырька совместимые с DEVANTECH'ем и разъемы питания удобные для подключения в них любых проводов.

Принципиальная схема и печатная плата

Ниже приведены схема и печатная плата шлюз-контроллера (надо добавить схему и печатку).

Прошивка шлюз-контроллера

Ниже приведен файл прошивки реализующий указанные выше функции работы с портами ввода-вывода и шлюза i2c (надо добавить файл прошивки).

Используемые компоненты

• Контроллер ATMEGA16 в DIP-корпусе - 1 шт;
• Приемопередатчик линий ST232 в DIP-корпусе - 1 шт;
• Кварц 16МГц - 1 шт;
• Конденсаторы 50V, 0.1мкФ - 5 шт;
• Конденсаторы 50V, 22пФ - 2 шт;
• Резистор 1кОм - 1 шт;
• Резистор 10кОм - 1 шт;
• Светодиод 3мм - 1 шт;
• Разъем DB9-F для монтажа на плату в отверстия - 1 шт;
• Разъемы RJ-11 для монтажа на плату в отверстия - 2 шт;