Шлюз-контроллер GATE-A8D16
Содержание
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
Доступны к скачке схема и разведенная печатная плата в формате EAGLE: Скачать.
;
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;
