Ladicí deska pro mikrokontroléry AVR: funkce, obvod. Debug karta s vlastními rukama

Ladicí deska je užitečným nástrojem pro vývoj různých elektronických zařízení. Ale můžete je vytvořit sám? Nebo by se mělo spoléhat pouze na průmyslové analogy? Jaké funkce má toto zařízení? Dnes o tom budeme hovořit.

Obecné informace

Když se mluví o tomto tématu, nejčastěji se odkazuje na vývojové desce pro ATmega8 nebo jiného podobného mikroprocesoru, který je založen na 8-bit nebo 16-bitový operační principu. Ale svět jde kupředu. Nastal čas pro 32bitové mikrokontroléry. V tomto ohledu budeme zvažovat, co nám teď bude k dispozici. Zvláštní pozornost by měla být věnována ladicí kartě STM32, ačkoli článek popisuje všechny stejné AVR. Ale nejprve si představme velký obrázek.

Vznik 32bitových mikrokontrolérů umožnil výrazně rozšířit rozsah úkolů, které mohou provádět. Je však nutné optimalizovat rozhodování a technologii, která se vytváří. Ačkoli staré vzorky budou věnovány pozornost, protože je nemožné si všimnout jejich univerzálnosti a dobré kvality.

Co je STM32?

Samozřejmě, největším zájmem o článek je ladicí karta. Ale abychom pochopili další bod, podívejme se na základní otázku. Předpokládejme, že máme STM32F103C8T6. Debug karta je konstrukce mikrokontroléru, která je postavena na jádře ARM Cortex-M3. Má značný počet výhod, z nichž nejdůležitější je univerzálnost. Mimochodem, nyní Cortex-M3 je plnohodnotný průmyslový standard. Ladicí deska je povrch, na kterém mohou pracovat všechny nohy STM32 a zajišťují, že se provádějí stávající úkoly.

Začínáme

Takže potřebujeme ladicí desku. Jaké parametry by měly mít? Koupit nebo to udělat sami? Jakou velikost by měla mít? To je poslední otázka, kterou začneme. Zpočátku je nutné takové zařízení vybrat tak, aby se na něj mohly úspěšně připojit všechny mechanismy a prvky. Ve většině případů stačí, že ladicí deska pro AVR má patnáct centimetrů. Tato velikost je vhodná díky kompaktnosti a schopnostem zařízení.

Než začnete vyrábět nebo kupovat základní desku, musíte ji nejdříve zkompilovat. Chcete-li to provést, můžete rozložit prvky na papíře a nakreslit linky mezi nimi. Pokud se všechno stalo bez problémů - vynikající, můžete začít praktické akce. Pak stačí umístit a spájet všechny požadované prvky a všechno - deska je připravená. Tak to vypadá stručně. Teď se podívejme blíže.

Plánování

Dříve nebo později, potřeba používat ladicí karty předčí každého radioamatéra. Jedná se o druh ladění na úrovni železa. Pokud chcete, můžete si zakoupit hotovou platbu za každý vkus. Máme však zájem o podrobnou analýzu tohoto tématu? Proto se podíváme na to, jak je ladicí deska vytvořena vlastními rukama.

Zpočátku je třeba rozhodnout, zda vyvíjíme poplatek za konkrétní potřeby nebo zda děláme univerzální. Vzhledem k tomu, že první možnost je poměrně specifická, druhá bude v rámci článku zvažována. Je třeba přemýšlet o důvodech. Pokud se podíváte na většinu příležitostných amatérských tabulek, pak by mělo být poznamenáno, že vypadají velmi nedbalé. Dráty vystupují, jak se vám líbí, a zvážit, s čím souvisí, může být poněkud problematické. Proto je nutné stanovit možnost jejich upevnění tak, aby se nepřekrývaly.

Pokud vytvoříte případ a vytvoříte schéma, můžete etch stopy. Tato možnost je nejzajímavější. Mimochodem, situace je poměrně populární, když se používá univerzální schéma, a pak se použijí stopy, pak se odstraní. Abychom lépe pochopili, podívejme se na pár příkladů.

Napájecí deska

Předpokládejme, že stavíme něco významného a naše zařízení je složeno z několika modulů. V tomto případě by okruh ladicí desky měl zajistit možnost získání konstantního nebo střídavého napětí na vstupu. Chcete-li dosáhnout několika způsobů připojení, musíte přemýšlet o konektorech a svorkovnicích. Pro zajištění provozu je nutné zajistit nejen baterie, ale také stabilizátor. V případě lehkého přetížení a souvisejících přehřátí můžete použít malý chladič.

Deska mikropočítačů

A tady je nejzajímavější. Je možné, že ladicí desky pro mikrokontroléry a pomocné prvky jsou nejsložitější komponenty. Koneckonců jsou to "mozky" technických zařízení. Pro úspěšný start v oblasti ladicích karet je zapotřebí začít s komplexními 32bitovými řadiči. Můžete začít s něčím jednodušším. Například s veteránem mechatronického vývoje ATmega8. Aby nedošlo ke zbytečnému zhoršení situace, může se jednat o konstrukci jednostranného tisku.

A co když požadavky přesahují to? Používejte oboustranný tisk? Jako možnost - ano. Ale pokud je nadbytečná kapacita zanedbatelná, pak to často můžete udělat bez montáže propojky. Je lepší vyjmout konektory portů a řetězy na jednotlivých miniaturních kapesách. Tento přístup usnadňuje propojení desky mikrokontroléru. Ale to je jen obecná teorie. Promluvme si o implementaci v praxi.

Ruční výroba desek plošných spojů

Zpočátku potřebujeme papír, na kterém bude nakreslena kabeláž pro desku s plošnými spoji. Je žádoucí, aby byla tenká. To je důležité pro dosažení přesného vrtání otvorů. Aby se předešlo překvapení, může být papír lepen na lepenku lepidlem. Dále přetáhněte vložený obrázek. No, šablona pro vrtání je již hotová. Vybíráme předlisky vrstveného skleněného vlákna v požadované velikosti. Použijte papír-karton vzor a malovat to kolem obvodu tužkou nebo značkou. Potom jsme řezali sklolaminát podle linií, které jsme aplikovali, pomocí nůžek na kov, nebo jsme viděli pilou pilou. Části lepidla lepidlem.

Mimochodem, trochu rada: nemusíte rozmazávat celý povrch, nechte kapku lepidla v každém ze čtyř rohů. Pokud není touha čekat - použijte "Moment". To vám umožní pracovat v několika sekundách.

Vyvrtejte otvory

Pro tento účel je vhodný ten nejlepší mini-stroj. Ale můžete použít ruční nástroje. Pro většinu účelů je dostatek vrtáku o průměru 0,8 mm. Je třeba poznamenat, že poplatek za vysokou kvalitu nemusí fungovat poprvé z důvodu složitosti práce a nutnosti mít pevnou ruku. Pokud se tyto akce uskuteční poprvé (a tak se to bude s největší pravděpodobností), pak je možné pouze poradit, aby se psychicky připravilo na to, že vrtačky budou porušeny. Po dokončení celé řady děl, aby byla zajištěna jejich kvalita, podívejte se na světlík. Pokud jsou některé vady viditelné, musí být rychle odstraněny.

Použijte topografický výkres

Místa, kde projdou vodivé cesty, musí být během leptání chráněny před ničením. K tomu jsou zakryty speciální maskou. Před aplikací musí být všechny vnější látky odstraněny. Zejména se jedná o lepidlo, které mohlo náhodně uniknout na povrch.

Poté, co jsou stopy označeny, můžeme pokračovat v procesu kreslení. Pro tento účel vhodný vodotěsný smalt (jakýkoliv).

Přeneste výkres z papíru na laminát

To je nejdůležitější etapa. Je nutné položit papír (na straně, kde je výkres) na skleněnou tkaninu a velkou silou jej zatlačte. Poté ohřejte výsledný "sendvič" v troubě na teplotu 200 stupňů. Čekáme, až deska ochladí na pokojovou teplotu. Poté zbývá odtrhnout papír - a výkres zůstane na desce s plošnými spoji. To se může zdát poměrně komplikované, zvláště s teplotou. Zvláště pro takové pochybnosti lidí někteří řemeslníci navrhují používat elektrické žehličky. Ale tady by mělo být jedno důležité varování: výsledek je nestabilní. Samozřejmě můžete zkusit trénovat den nebo dva, a možná nebude horší než v případě sporáku. Ale stále existuje problém složitosti zajištění současného ohřevu povrchu na celé desce plošných spojů na jednu teplotu. Proto kreslení tímto způsobem není plně převedeno.

Nejvýznamnější problémy přináší mezery, které vznikají z takového stvoření. Pro bezpečnost při "přípravě" desky s plošnými spoji v peci může být dodatečně pokryta z různých stran plechy o tloušťce 5 až 6 milimetrů. To se provádí, aby se zabránilo negativní deformaci během tepelného zpracování desky.

Závěr

Zde je obecně deska pro AVR připravena. Samozřejmě je zde popsána univerzální metoda a každý bude muset dokončit přizpůsobení specifickým podmínkám, které budou řídit jeho potřebami. Můžete experimentovat s vytvářením univerzálních karet. Každý řemeslník je neustále aktualizuje tak, aby byly lepší a lepší. Navíc jejich vývoj umožňuje zajistit spolehlivost vytvořených schémat.