| Folgende Testplatinen stelle ich hier vor zur Ergänzung gibt es dann noch Platinen, die in die Testplatinen eingesteckt werden können, und spezielle Funktionen bereitstellen: | |
Alle
Platinenlayouts
auf
dieser
Seite sind von der Bestückungsseite gesehen. Sie sind
also spiegelverkehrt. Das ist beim Herstellen
der
Platine von Vorteil.
Steckverbinder
Für die Ports benutze ich einen
Standard-Steckverbinder. Es handelt sich um 10-polige einreihige
Steckerleisten mit 2,54 mm Stiftabstand.
Pin1 führt Masse (Vss), die Pins 2..9 führen
die Bits 0..7 des Ports und Pin 10 ist mit +5V (Vdd) verbunden.
Diese
Steckverbinder
haben
2
Nachteile: Sie sind nicht verdrehsicher (deshalb sollte man das
Pin1 mit Farbe deutlich markieren), und Kabel lassen sich nur
umständlich anlöten.
Sie haben aber auch einen handfesten Vorteil: Sie
erlauben ein einfaches Platinendesign, so dass sich alle
Testplatinen mit einfachen Techniken herstellen lassen. Es werden nur
einseitige Platinen verwendet, und ich verzichte auf zu filigrane
Leiterbahnen. Billig sind sie auch noch.
Obwohl
ich
als
Bauteilquelle
normalerweise
Reichelt
bevorzuge,
sind
die
Streckverbinder
von
Conrad
(außer
bei
gewinkelten
Buchsen)
die
bessere
Wahl.
Bei
Conrad
sind
die
Steckerstifte
länger,
und
die
Buchsen
sind
leichter
teilbar
(eine 30-Pin-Buchse lässt sich mit etwas Geschick
in drei 10-Pin-Buchsen teilen).
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Meine 16F84/62x-Testplatine ist recht
komfortabel. Der IC sitzt in einem 20-poligem Nullkraftsockel, dem ein
Kontaktpaar entfernt wurde (18-polige Nullkraftsockel sind kaum zu
bekommen).
Beide Ports sind direkt auf Klemmen und Buchsenleiste gelegt. Diese Klemmen waren vorübergehend schwer beschaffbar. Nun sind sie aber bei Reichelt im Katalog. Über 8-polige DIL-Schalter kann jeweils eine zweite Buchsenleiste sowie eine Leuchtdiodenzeile zugeschaltet werden. Die Leuchtdioden haben eigene Treiberschaltkreise, und belasten so die Signale am PIC kaum. Die Buchsenleiste eines jeden Ports ist
10-polig. Die mittleren 8 Pins sind für den Port selbst
reserviert. Pin 1 führt Masse und Pin 10 liegt auf
Betriebsspannung. Dadurch ist es möglich andere Platinen mit
diesem Stecker am PIC anzuschließen und gleichzeitig mit Spannung
zu versorgen. Da Port A nur 5 Bit breit ist, bleiben hier 3 Pins
ungenutzt. |
Meine erste Originalplatine ist mit Treiberschaltkreisen 8287 bestückt, die kaum noch beschaffbar sind:
TIP:
Verwendet man Nullkraftsockel von Textool, so sollte
man den Hebel an der Fassung vor dem Einlöten auf "offen" stellen.
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Das ist die Minimalversion einer Testplatine.
Der PIC sitzt in einer Normalen IC-Fassung. Beide Ports sind auf die
schon oben beschriebenen 10-poligen Buchsenleisten geführt. Als
Taktgenerator kann nur ein Keramikschwinger eingesetzt werden.
Wer unbedingt einen Quarz verwenden will, kann einen Adapter für die Fassung des Keramikschwingers basteln. Als Stromversorgung muss eine stabilisierte 5
V Gleichspannung über eine 10-polige Buchsenleiste oder über
eine zusätzliche 2-polige Buchsenleiste eingespeist werden.
Billig-Steckernetzteile liefern oft zu hohe Spannung und können
den PIC zerstören! Auch ein Vertauschen von '+' und '-' tötet
den PIC in Sekunden.
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Die 16F876-Testplatine war ein
überhasteter Entwurf und müsste dringend überarbeitet
werden, aber die neuen PICs waren angekündigt, und ich
brauchte schnell eine neue Testumgebung.
Das Grundkonzept ist das der 16F84-Platine. Die Klemmleisten sind schwer beschaffbar und teuer. Deshalb werde ich sie erst auf einer überarbeiteten Platine bestücken. Die Treiberschaltkreise der für die LED-Zeilen sind weggefallen. Das hat aber zur Folge, das hochohmige Eingangssignale stark belastet werden. In diesem Fall ist die dem PIC näher stehende Buchsenleiste zur Signaleinspeisung zu verwenden, und der DIL-Schalter des Eingangs auf OFF zu stellen, um die LEDs vom PIC zu trennen. Dann sieht man allerdings auch die Signale nicht mehr an der LED. Als Taktgenerator hatte ich ursprünglich nur noch Keramikschwinger vorgesehen. Als ich den 16F876 aber bis 20 MHz ausreizen wollte, musste ich feststellen, dass 20 MHz-Schwinger nicht so ohne weiteres zu bekommen waren. Deshalb habe ich einen Steckplatz für einen Quarzoszillator nachgerüstet. Wer unbedingt einen Quarz verwenden will, kann einen Adapter für die Fassung des Keramikschwingers basteln. |
Der
Spannungsregler-IC
7805
ist unbedingt mit einem Kühlkörper zu versehen, da die 24
LEDs schon einen erheblichen Strom benötigen.
Als Betriebsspannung
genügt der Platine ein Steckernetzteil, das Gleich- oder
Wechselspannung zwischen 8 V und 20 V bereitstellt.
So ist diese Platine noch ein Provisorium, aber Provisorien halten sich bekanntlich am längsten. Die Version, die in den folgenden Dateien beschrieben ist, enthält keinen Sockel für Quarzgeneratoren:
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Diese Testplatine dient dem Austesten der
28-beinigen Flash-PICs.
Es handelt sich um eine Abwandlung der obrigen
28-pin-Testplatine, die mit Eagle-free erstellt wurde. Damit war ich
auf das Platinenhöchstmaß 100mmx80mm begrenzt. Ich
verzichtete auf das RS232-Interface und verwende als Taktquelle nur
Resonatoren. Eine LED zeigt an, ob die Platine eingeschaltet wurde. Ein
ICSP-Anschluss fehlt. Als Betriebsspannung genügt der Platine ein Steckernetzteil, das Gleich- oder Wechselspannung zwischen 8 V und 20 V bereitstellt. Dabei ist der 7805 unbedingt mit einem Kühlkörper zu versehen. Die Kondensatoren C4&C5 sind Keramikkondensatoren von mindestens 100nF. |
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Diese Testplatine dient dem Austesten der
8-beinigen und 14-beinigen Flash-PICs.
Das Grundkonzept ist das der verbesserten 16F84-Testplatine. 2x6 LEDs zeigen den Zustand der I/O-Pins an. Zwei Klemmfassungen sowie vier meiner 10poligen Standardbuchsen ermöglichen den Anschluss anderer Baugruppen. Eine Reset-Taste und ein ICSP-Steckverbinder runden das Design ab. Die Schaltung kann mit AC oder DC von 8..20V gespeist werden. Als Treiberschaltkreis der für die
LED-Zeilen verwende ich nun die einfach beschaffbaren 74LS245. Als Taktgenerator ist ein Keramikschwinger oder ein Quarz vorgesehen. Natürlich können auch die internen Generatoren des 12F6xx verwendet werden. Um einen Quarz zu nutzen sind alle drei Jumper des Jumperfeldes JP3 zu setzen. Um einen Resonator zu verwenden, ist nur der mittlere Jumper zu stecken. |
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Diese Testplatine dient dem Experimentieren
mit den 40-beinigen Flash-PICs.
Bei 5 PIC-Ports wäre eine
Komplettausstattung mit mehreren Steckerleisten, DIL-Schaltern, Klemmen
LED-Treibern und LEDs groß und teuer geworden. Deshalb befindet
sich auf der Platine neben dem 40-poligen Testsockel, dem Reset-Taster,
der Taktquelle und der Stromversorgung nur Buchsenleisten für die
Ports. Als Taktgenerator kann ein Keramikschwinger oder ein Quarz eingesetzt werden. Dafür müssen in einem kleinen Jumperfeld die beiden äußeren (Quarz) oder der mittlere (Keramikschwinger) Jumper eingesetzt werden. Bei der Montage von C1 und C2 bitte darauf achten, dass sie den Hebel der Testfassung nicht behindern. Eventuell müssen sie etwas verlegt werden (siehe Foto).
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Das ist ein im Prinzip
eine PLCC-Version der 40-pin Testplatine. Sie eignet sich für
PIC16Fxxx und PIC18Fxxxx im 44-poligen PLCC44-Gehäuse. Alle Ports
sind auf jeweils 2 meiner 10-poligen Buchsenleisten herausgeführt
worden. Es können Resonatoren oder Quarze als Taktquelle
eingesetzt werden. Ein ICSP-Eingang ist vorhanden. Als Stromversorgung eignen sich 8..20V AC oder DC. Bei hoher Versorgungsspannung und viel angeschlossener Peripherie könnte der 7805 heiss werden, dann sollte er mit einem Kühlkörper versehen werden.
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Diese Platine ist
für die Nutzung mit PIC18F2550/2455/2458/2553 mit Bootloader
ausgelegt. Man
kann Programme entwickeln, und diese dann ohne Programmiergerät
einfach per USB-Bootloader in den PIC übertragen. Die Platine
versorgt sich aus dem USB-Bus mit der nötigen Betriebsspannung
(max. 100mA). Die Ports A und B sind auf meine Standard-Steckverbinder herausgezogen. Die verbleibenden 5 Pins des PosrtC stehen an separaten Steckverbindern zur Verfügung. Die Platine lässt sich auch mit der USB4all-Firmware verwenden. |
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Diese Platine ist
für die Nutzung mit PIC18F4455/4550/4458/4553 mit Bootloader
ausgelegt. Man
kann Programme entwickeln, und diese dann ohne Programmiergerät
einfach per USB-Bootloader in den PIC übertragen. Die Platine
versorgt sich aus dem USB-Bus mit der nötigen Betriebsspannung
(max. 100mA). Die Ports A, B, C und D sind auf meine Standard-Steckverbinder herausgezogen. Der Kondensator C1 ist ein SMD-Typ, und befindet sich auf der Leiterseite der Platine. Die Platine lässt sich auch mit der USB4all-Firmware verwenden. |
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Diese kleine Platine kann auf die 10-poligen
Buchsenleisten der Test-Platinen gesteckt werden. Die Leuchtdioden
zeigen dann den Ausgangspegel des PIC-Ports an. Der Port selbst ist
durchgeschliffen, und steht an der Buchsenleiste der Platine zur
Verfügung. (überarbeitet am 24.03.2010)
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Diese kleine Platine kann auf die
10-poligen Buchsenleisten der Test-Platinen gesteckt werden. Die
Leuchtdioden zeigen dann den Ausgangspegel des PIC-Ports an. Durch den Einsatz eines Treiberschaltkreises wird der PIC-Port kaum belastet. 3,3kOhm-Widerstände ziehen den Port im Ruhezustand auf low, falls das Port-Pin als Input initialisiert wurde. Das Layout eignet sich auch sehr gut für den Aufbau auf einer Streifenleiterplatine. (korrigiert am 17.03.2006)
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Blinkende Leuchtdioden sind zwar ganz nett, aber viel
besser ist doch eine alphanumerische
LCD-Anzeige . Auch eine Matrixtastatur, zur Zahleneingabe
verspricht einen akzeptablen Bedienkomfort. Sowohl die LCD-Anzeige wie
auch die Tastatur benötigen relativ viele Anschlusspins des PICs.
Deshalb nutze ich einen einfachen Adapter, der die Tastatur über
Widerstände vom Display entkoppelt, und es erlaubt, beide
gemeinsam an ein 8-Bit Port, also z.B. PortB, an den PIC
anzuschließen.
Die Platine besitzt Buchsenleisten für das Display und die Tastatur, eine Reihe SMD-Widerstände und ein Kabel mit 10-poligem Steckverbinder, der auf die Buchsenseisten der Testplatinen passt. Die Stromversorgung des Displays erfolgt von der Testplatine aus, die Kontrasteinstellung des Displays ist mit Widerständen auf einen guten Wert eingestellt.
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Die Displaystellen haben gemeinsame Anoden, die mit
pnp-Schalttransistoren angesteuert werden. Die low-aktiven
Steuereingänge der Transistoren sind auf eine separate
Buchsenleiste herausgeführt. Von hier aus kann man für jede
Displaystelle einen Draht zu dem PIC-Pin legen, der diese Displaystelle
ansteuern soll. Ein PIC-Port steuert low-aktiv die einzelnen Segmente der Displays an. Die Zuordnung der Segmente zu den Port-Bits entspricht meinem Standard, den ich auch in anderen Projekten einhalte.
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Wenn nur Ziffern ausgegeben werden sollen, sind
7-Segment-LED-Anzeigen besser ablesbar als LCDs. Diese Platine
enthält eine 4-stellige LED-Anzeige, die mit VQE14-Anzeigen aus
DDR-Beständen billig aufgebaut werden kann (manchmal noch bei
Pollin zu bekommen). Andere Displays mit gemeinsamer Anode können
sinngemäß verwendet werden, natürlich ist das Layout
dann anzupassen. Um das Layout einfach zu halten, verwende ich 6 Drahtbrücken. Die Displays haben gemeinsame Anoden, die mit pnp-Schalttransistoren angesteuert werden. Die low-aktiven Steuereingänge der Transistoren sind auf eine separate Buchsenleiste herausgeführt. Von hier aus kann man für jede Displaystelle einen Draht zu dem PIC-Pin legen, der diese Displaystelle ansteuern soll. Ein PIC-Port steuert low-aktiv die einzelnen Segmente der Displays an. Die Zuordnung der Segmente zu den Port-Bits entspricht meinem Standard, den ich auch in anderen Projekten einhalte.
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Mit dieser kleine Platine kann man bis zu 4
separate analoge Spannungen erzeugen und auf die analogen Eingänge
eines PIC mit ADC oder Komparator geben. Die Platine wird
auf den PortA (bei 8-Pin-PICs Port GP) gesteckt, und mit den 4
Potentiometern können Spannungen zwischen Vss und Vdd eingestellt
werden. Die unteren beiden Potis sind fest für RA0/AN0 und RA1/AN1
vorgesehen, die anderen beiden können als Referenzspannungen
(RA2/Vref-, RA3/Vref+) oder weitere Eingangsspannungen (RA2/AN2,
RA3/AN3, RA5/AN4) benutzt werden. Mit Jumpern werden die Potis mit den Port-Pins verbunden bzw. die oberen Potis auf je eines von 2 möglichen Portpins zugeordnet. Schutzwiderstände verhindern eine Beschädigung von PIC oder Poti, falls versehentlich ein Poti mit einem digitalen Ausgangspin verbunden wird.
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Diese Platine enthält 8 Taster, mit
denen Signale an alle 8 Pins eines Ports gegeben werden können.
Pull-Up-Widerstände (100kOhm) ziehen die Pins normalerweise auf
High-Pegel. Wird eine Taste gedrückt, verbindet sie das Pin mit
Vss (Masse) und erzeugt somit einen Low-Pegel. Falls ein I/O-Pin des PICs auf output gestellt ist, so stört die angesteckte Taster-Platine nicht. Man sollte aber den zugehörigen Taster nicht drücken, um das Pin nicht zu überlasten. Im Layout bin ich von einem Taster-Anschlussraster von 5mm x 7,5mm ausgegangen. In Wirklichkeit sind die Anschlüsse der Taster aber etwas enger gesetzt. Deshalb passen die Taster nur mit Gewalt in die Platine. Wer will, kann das Layout an die realen Taster-Maße anpassen.
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Diese Platine enthält 2 Reed-Relais
(Schließer, 15W, 200V, 1A) mit Schalttransistoren. Durch Jumper
kann jedes Pin eines Ports zur Steuerung eines Relais verwendet werden.
LEDs zeigen den aktuellen Zustand des Relais an. Die Relais-Kontakte sind galvanisch vom Rest der Schaltung getrennt auf eine Klemmleiste geführt. Es müssen Relais mit interner Schutzdiode verwendet werden.
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Diese Platine enthält 2 Solid-State-Relais (SSR) (400W, 230VAC).
Durch Jumper kann jedes Pin eines Ports zur Steuerung eines SSR
verwendet werden. LEDs zeigen den aktuellen Zustand des SSRan. Die SSR-Kontakte sind galvanisch vom Rest der Schaltung getrennt auf eine Klemmleiste geführt. Bei der gewählten Dimensionierung ergibt sich ein Steuerstrom von ca. 18 mA für das SSR. Das ist für den hier eingesetzten Typ ausreichend. Beim Einsatz anderen Typen könnte ein kleinerer Vorwiderstand nötig sein. Beim Umgang mit Netzspannung ist höchste Vorsicht geboten. Teile des Layouts, die Anschlussklemmen sowie die metallischen Teile an der Oberseite der SSR führen Netzspannung!
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In vielen Schaltungen wird der Timer1 eines 28- oder
40-Pin-PIC mit 32 kHz betrieben. Dazu muss ein 32-kHz-Uhrenquarz an die
Pins RC0 und RC1 angeschlossen werden. Meine Testplatinen für 23-
und 40-PinPICs enthalten diesen Quarz nicht, aber dafür kann diese
kleine Adapterplatine an den Steckverbinder des PortC angeschlossen
werden. Sie enthält den Quarz und die nötigen Belastungskondensatoren für den Quarz. Die Pins RC2 bis RC7 sowie Vss und Vdd werden an eine Buchsenleiste durchgeschliffen, an die weitere Testplatinen angeschlossen werden können.
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Für Experimente mit dem USB-Interface der
PIC18Fxx5x-Typen benötigt man einen USB-Anschluss. Da der im
Wesentlichen nur eine USB-Buchse vom Typ B beinhaltet, ist das
Ätzen einer Leiterplatte dafür etwas übertrieben. Ich
verwendete einfach eine Lochrasterplatine mit einer 10-poligen
Steckerleiste, einer USB-Buchse und einem 100nF Keramikkondensator. Die
Platine muss an den Port C der 28-Pin-Testplatine
(z.B. für den PIC18F2550) oder der 40-Pin-Testplatine
(z.B. für den PIC18F4550) gesteckt werden. Die USB-Signalleitungen
sind dann mit den entsprechenden Pins des PIC verbunden, USB_GND liegt
an Vss und USB_VBUS ist mit Vdd verbunden.
Dadurch versorgt der USB-Bus die Testplatine mit Betriebsspannung (Bus powered). Die eigene Stromversorgung der Testplatine darf nicht verwendet werden! Der entsprechende Kippschalter auf der Testplatine muss in "aus"-Stellung bleiben! Der Kondensator liegt zwischen dem VUSB-Pin des PIC und Vss. Dadurch wird die Ausgangsspannung des 3,3V-USB-Spannungsregulators des PIC gesiebt. |
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Für Experimente mit dem CAN-Bus-Interface der PIC18Fxx8x-Typen
benötigt man einen CAN-Anschluss mit einem CAN-Transceiver. Meine
CAN-Bus-Platine enthält einen Transceiver vom Typ MCP2551 und
einen SUB-D-9-Anschluss. Die Platine trägt zwei Jumper. JP1kann
bei Bedarf das Pin 9 der SUB-D-Buchse mit Vdd (5V) verbinden. JP2 dient
der Terminierung des CAN-Busses mit 120 Ohm und ist nur nötig,
wenn diese Platinen den Busabschluss darstellt. Im Normalfall sollten
beide Jumper offen bleiben. Der Transceiver-IC befindet sich auf der Platinenunterseite (SMD). Die Platine muss an den Port B der 28-Pin-Testplatine oder der 40-Pin-Testplatine gesteckt werden. Die CAN-Signalleitungen sind dann mit den entsprechenden Pins des PIC verbunden. |
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Für Experimente mit analogen
Audiosignalen benötigt man eine Vorverstärker, der das
Audiosignal so verstärkt, dass der ADC des PIC damit umgehen kann.
Meine Vorverstärkerplatine macht aus dem
Eingangssignal ein 10-fach verstärktes Signal, dass um den
Mittelwert von 2,5V herum schwankt. Dadurch lassen sich Eingangssignale
mit einem Pegel von bis zu 100mV (p-p) verarbeiten. Der OPV LM358 kann Ausgangsspannungen von 0V bis 3,5V erzeugen. Wenn man den Mittelwert der Ausgangsspannung auf 1,75V vermindert, lassen sich folglich Eingansgsignale bis zu 175mV (p-p) verarbeiten. Dazu müsste der Wert von R8 auf 5,6 KiloOhm vermindert werden. JP1 ist der Eingang für das analoge Audio-Signal. JP2 ist der Verstärkerausgang. Er ist mit einem der ADC-Eingäge zu verbinden, die an der Buchse SV2 bereit stehen. Man muss also JP2 mittels Draht mit einem Pin von SV2 verbinden. Deshalb ist es eigentlich auch praktischer, für JP2 anstelle einer Stiftleiste einen Draht mit Steckerstift einzulöten, den man dann direkt in einen Pin von SV2 stecken kann. Die Platine wird normalerweise an den Port A einer Testplatine gesteckt werden, da sich dort die meisten ADC-Eingänge befinden. |
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Ein DAC ist
eine Schaltung, die eine binäre Zahl in eine ihr proportionale
Spannung wandelt. Leider haben PICs in der Regel keine integrierte
DAC-Hardware. Aber ein DAC lässt sich mit externer Hardware
nachrüsten. Es gibt eine ganze Reihe verschiedener technischer
Lösungen. Das hier ist ein DAC mit R2R-Widerstandsmatrix. Parallele DACs mit Widerstandsnetzwerken sind schnell, billig und haben eine begrenzte Genauigkeit. Ihre Ausgangsspannung ist betriebsspannungsabhängig, weshalb Auflösungen über 8-Bit reine Augenwischerei wären. Solche DACs lassen sich aber schnell zusammenbasteln, und eignen sich auch für die Erzeugung von bis zu einigen 10kHz in einfachen Signalgeneratoren. Die 8 Widerstandspärchen auf der linken Platinenseite lassen sich durch 8 Widerstände von je 20kOhm ersetzen. Es ist aber einfacher, einigermaßen genaue 10 kOhm-Widerstände in großer Zahl zu erwerben. Ich habe 1%-Metallschichtwiderstände eingesetzt. Die 2-poligen Buchsen sind die analogen Ausgänge. An JP1 liegt das unverstärkte Signal mit 0V...5V an. Es darf nur gering belastet werden. An JP2 liegt ein Signal an, das zwar eine geringere Spannung hat (0 ... 3,3V) aber problemlos mit bis zu 8mA belastet werden kann. Wer höhere Ströme braucht, muss einen anderen OPV auswählen. Die Platine wird normalerweise an einen Port einer Testplatine gesteckt. Sie benötigt alle 8 Bits des Ports. |
