TFH Interface-Karte ONE (TFH-IFK ONE)
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- Sofia Bach
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1 TFH Interface-Karte ONE (TFH-IFK ONE) Zusatzkarte zum TFH-System ONE, dem universellen 8051er- Mikrocontroller-Experimental-Board für Lehre und Ausbildung mit dem T89C51CC03 Systemdokumentation V2.0 /
2 Wichtiger Hinweis: Alle unsere Module und Platinen, sind Module und Platinen ohne eigenständige Funktion und sie sind selbständig nicht betreibbar. Sie sind als Zulieferteile für den Einbau in Lehr- bzw. Ausbildungsgeräte bzw. für eine entsprechende Weiterverarbeitung durch auf dem Gebiet der elektromagnetischen Verträglichkeit kundige Betriebe oder Personen im Ausbildungsbereich hergestellt und bestimmt ( 6, Abs. 1, Abs. 9, EMVG). Nach dem Einbau in ein Gerät oder bei Änderungen/Erweiterungen an diesen Modulen/Platinen muß die Konformität nach dem EMVG festgestellt und bescheinigt werden. Erst danach dürfen solche Geräte in Verkehr gebracht werden. Unsere Angebote richten sich daher ausschließlich an Privatpersonen bzw. Ausbildungsstätten bzw. Hersteller von Ausbildungsgeräten zum Zwecke der persönlichen und/oder beruflichen und/oder schulischen Ausbildung. Unsere Module und Platinen dienen nur allgemeinen Ausbildungszwecken auf dem Gebiet der Mikrocontroller-Technik und dürfen NICHT in industriellen oder gewerblichen Anlagen zu Steuer-, Regel-, Messwerterfassungs- Aufgaben oder ähnlichem eingesetzt werden! - 2 -
3 Schaltplan der TFH-Interface-Karte ONE - 3 -
4 Bestückungsplan der TFH-Interface-Karte ONE - 4 -
5 Bauteilliste der TFH-Interface-Karte ONE Bauteil: Bezeichnung: Wert: Anzahl: Bauform: Kondensator C1-C8 100nF 8 RM 2,5 Elektrolyt Kondensator C9-C13 1µF/16V 5 RM 2,5 Elektrolyt Kondensator C0, C14 47µF/16V 2 RM 2,5 Widerstand R2-R5 1,5 kohm (bei 2mA LED) 4 RM 10 Widerstand R6-R8 10 kohm 3 RM 10 Widerstand R9 2,7 Ohm / 0,5 Watt 1 RM 12,5 Potentiometer R1 5 kohm 1 PT-10, liegend Widerstandsnetzwerk RN1, RN2 10K (8-fach) 2 RN-9 Quarzoszillator QG1 3 MHz 1 DIL14S Summer S1 1 Präzisionssockel für IC2, IC3, IC6-IC8 DIL 16 5 DIL 16 Präzisionssockel für IC1, IC4, IC5 DIL 20 3 DIL 20 Stiftleiste, einreihig J5, J7 2*1-polig 2 RM 2,5 Stiftleiste, einreihig J1A, J1B, J2-J4, J6 3*1-polig 6 RM 2,5 Codierbrücken für J1 J7 Verschiedenen Farben 8 RM 2,5 Messerleiste X1 ML-ABC 96W, *32*RM2,5 Pfostenstecker X5 10-polig, 180 (vertikal) 1 RM 2,5 (5x2) Pfostenstecker X3 14-polig, 180 (vertikal) 1 RM 2,5 (5x2) Pfostenstecker X2, X4 16-polig, 90 (horizontal) 2 RM 2,5 (5x2) GAL16V8 IC1 Logik.IC 1 DIL20 74HC148N IC2 Encoder 1 DIL16 74HC138N IC3 Dekoder 1 DIL16 PCF8584P IC4 I2C-Controller 1 DIL20 74AC244N IC5 Treiber 1 DIL20 AD558 IC6, IC7 DA-Wandler 2 DIL16 MAX232 IC8 RS232-Treiber 1 DIL16 Die Klemmen X6 und X7 werden nicht bestückt. Die Lötpunkte dienen zum direkten Anschuss der DAC-Ausgänge, die sinnvoller Weise als BNC-Buchse oder 4mm Sicherheitsbuchsen auf der Fronplatte liegen
6 Klemmbelegung der TFH-Interface-Karte ONE Messerleiste X1, 96-poliger Systembus Nr.: Reihe a Reihe b Reihe c Nr.: 1 VCC (+5V) VCC (+5V) VCC (+5V) 1 2 Port A7 (DIO) 2 3 Port A6 (DIO) 3 4 Port A5 (DIO) 4 5 Port A4 (DIO) 5 6 Port A3 (DIO) 6 7 Port A2 (DIO) 7 8 Port A1 (DIO) RESET\ (Watch Dog) 8 9 Port A0 (DIO) CS6\ (CS-Dekoder) Port 3.6/WR\ (µc) Port 3.7/RD\ (µc) Port 3.4/T0 (µc) Port 3.5/T1 (µc) Port 3.2/INT0\ (µc) Port 3.3/INT1\ (µc) Port B7 (DIO) Port B6 (DIO) Port B5 (DIO) Port B4 (DIO) Port B3 (DIO) Port B2 (DIO) A4 (Adress Latch) Port B1 (DIO) A5 (Adress Latch) A2 (Adress Latch) Port B0 (DIO) A3 (Adress Latch) A0 (Adress Latch) RXDA (DUART) A1 (Adress Latch) Port 0.0/AD0 (µc) TXDA (DUART) Port 0.7/AD7 (µc) Port 0.1/AD1 (µc) IP2 (DUART) Port 0.6/AD6 (µc) Port 0.2/AD2 (µc) OP1 (DUART) Port 0.5/AD5 (µc) Port 0.3/AD3 (µc) OP0 (DUART) Port 0.4/AD4 (µc) Volt Digitale Masse (0V) Digitale Masse (0V) Digitale Masse (0V)
7 Pfostenstecker X2 (Matrix-Tastatur) Pfostenstecker X4 (LC-Display) 1 Z0 (Encoder, Zeile 0) 1 Digitale Masse (GND) 2 S0 (Dekoder, Spalte 0) 2 VCC (+5V) 3 Z1 (Encoder, Zeile 1) 3 Kontrast (Potentiometer) 4 S1 (Dekoder, Spalte 1) 4 A0 (Adressleitung 0, µc) 5 Z2 (Encoder, Zeile 2) 5 A1 (Adressleitung 1, µc) 6 S2 (Dekoder, Spalte 2) 6 LCD (Freigabeleitung) 7 Z3 (Encoder, Zeile 3) 7 D0 (Datenleitung, µc) 8 S3 (Dekoder, Spalte 3) 8 D1 (Datenleitung, µc) 9 Z4 (Encoder, Zeile 4) 9 D2 (Datenleitung, µc) 10 S4 (Dekoder, Spalte 4) 10 D3 (Datenleitung, µc) 11 Z5 (Encoder, Zeile 5) 11 D4 (Datenleitung, µc) 12 S5 (Dekoder, Spalte 5) 12 D5 (Datenleitung, µc) 13 Z6 (Encoder, Zeile 6) 13 D6 (Datenleitung, µc) 14 S6 (Dekoder, Spalte 6) 14 D7 (Datenleitung, µc) 15 Z7 (Encoder, Zeile 7) 15 Siehe Jumper 6 16 S7 (Dekoder, Spalte 7) 16 Siehe Jumper 5 Pfostenstecker X3 (I2C, SPI, serielle Schnittstelle A) Pfostenstecker X5 (LEDs, Taster) 1 SDA (I2C Datenleitung) 1 VCC (+5V) 2 SCL (I2C Taktleitung) 2 Digitale Masse (GND) 3 Digitale Masse (GND) 3 PA4 (über Treiber und R2) 4 VCC (+5V) 4 PB4 5 P3.5 (µc, für SPI-Bus) 5 PA5 (über Treiber und R3) 6 P3.4 (µc, für SPI-Bus) 6 PB5 7 P3.2 (µc, für SPI-Bus) 7 PA6 (über Treiber und R4) 8 P3.3 (µc, für SPI-Bus) 8 PB6 9 Digitale Masse (GND) 9 PA7 (über Treiber und R5) 10 TXD (DUART, SSA) 10 PB7 11 IP2 (DUART) 12 RXD (DUART, SSA) 13 OP1 (DUART) 14 OP0 (DUART) - 7 -
8 Hinweise zur Klemmbelegung: 1.) Messerleiste X1.31a: Die +15V an der Messerleiste X1.31a werden lediglich benötigt, wenn der Ausgangsspannungsbereich der DACs 0-10V betragen soll. Ist X1.31a unbeschaltet, so können die DACs in einem Ausgangsspannungsbereich von 0-2,56V betrieben werden (siehe auch nachfolgende Beschreibung zur Jumperbelegung und funktion der Jumper J2 J4)! 2.) Pfostenstecker X3, dient zur Verbindung mittels einer 14-poligen Flachbandleitung zur Frontplatte der TFH-IFK ONE. Auf der Frontplatte kann dann der I 2 C-Bus, der SPI-Bus und die seriellen Schnittstelle A des DUARTs (vom TFH-Board ONE) abgegriffen werden: a) Anschluss des I 2 C-Busses: SDA, SCL und sinnvoller Weise VCC und GND (um Buskomponenten bei Bedarf direkt speisen zu können) z. B. auf eine 5-polige DIN-Buchse. b) Anschluss des SPI-Busses (nachgebildet per Portleitungen des T89C51CC03ers): P3.2 - P3.5 (Achtung, Doppelbelegung der Portleitungen, Beschreibung zur Jumperbelegung und funktion des Jumpers J7 auf der TFH-IFK ONE und der Jumper J4 - J5 auf dem TFH-Board ONE beachten) und sinnvoller Weise VCC und GND (um Buskomponenten bei Bedarf direkt speisen zu können) z. B. auf eine 7-polige DIN-Buchse. c) Anschluss der seriellen Schnittstelle A des DUARTs (vom TFH-Board ONE): RXD, TXD und sinnvoller Weise VCC und GND (um Verbraucher bei Bedarf direkt Speisen zu können) z. B. auf einen 9-polige D-SUB-Stecker. Falls erforderlich stehen auch die digitalen Ausgänge OP0 und OP1 und der digitale Eingang IP2 des DUARTs als Steuerleitungen der Schnittstelle zur Verfügung 3.) Pfostenstecker X4, Anschluss des LC-Displays: a) Anschluss von LCDs bis zu 4 Zeilen und 20 Spalten pro Zeile ohne Hintergrundbeleuchtung: 14-polige Verbindung (X4.1-X4.14) zum LC-Display! b) Anschluss von LCDs bis zu 4 Zeilen und 20 Spalten pro Zeile mit Hintergrundbeleuchtung: 16-polige Verbindung (X4.1-X4.16) zum LC-Display, jedoch nachfolgende Beschreibung zur Jumperbelegung und funktion der Jumper J5 und J6 beachten! c) Anschluss von LCDs bis zu 4 Zeilen und 40 Spalten pro Zeile ohne Hintergrundbeleuchtung: 16-polige Verbindung (X4.1-X4.16) zum LC-Display, jedoch nachfolgende Beschreibung zur Jumperbelegung und funktion der Jumper J5 und J6 beachten! 4.) Pfostenstecker X5, dient zur Verbindung mittels einer 10-poligen Flachbandleitung zur Frontplatte der TFH-IFK ONE. Auf der Frontplatte können dann 4 Taster und 4 Einzel-LEDs angeschlossen werden: a) Anschluss der Taster (Schließer): An PB4 PB7 Taster gegen +5V --> Taster liefert bei Betätigung am einsprechenden Portpin des 82C55 auf dem TFH-Board ONE ein logisch 1 -Signal! - 8 -
9 b) Anschluss der LEDs (LOW Power, 2mA): An PA4 PA7 LED gegen GND --> LED leuchtet bei 1 -Signal am einsprechenden Portpin des 82C55 auf dem TFH-Board ONE! Jumperbelegungen und -Funktionen der TFH-IFK ONE: Jumper J1, A u. B: Festlegung des Pegels der seriellen Schnittstelle A des DUARTs vom TFH-Board ONE J1A RXD V24-Pegel RXD X3 RXD TTL-Pegel J1B TXD V24-Pegel TXD X3 TXD TTL-Pegel In den Jumperfeldern J1A und J1B ist jeweils nur eine Codierbrücke zu stecken, wobei die Position beider Codierbrücken identisch sein muss! Codierbrücken zwischen 1 und 2: Codierbrücken zwischen 2 und 3: serielle Schnittstelle A des DUARTs vom TFH-Board ONE wird mit V24-Pegel betrieben! serielle Schnittstelle A des DUARTs vom TFH-Board ONE wird mit TTL-Pegel betrieben! Die serielle Schnittstelle A des DUARTs kann mit dem gewählten Schnittstellenpegel am Pfostensteckverbinder X3 abgegriffen und weiter beschaltet werden. Jumper J2 u. J3: Ausgangsspannungsbereich des DAC0 bzw. des DAC1: J2 AGND VOUTSELECT DAC0 VOUTSENSE DAC0 J3 AGND VOUTSELECT DAC1 VOUTSENSE DAC1 In den Jumperfeldern J2 und J3 wird der Ausgangsspannungsbereich der zwei Digital/Analog- Wandler (IC6 und IC7) festgelegt. Codierbrücke zwischen 1 und 2: Codierbrücke zwischen 2 und 3: Ausgangsspannungsbereich des entsprechenden Digital/Analog-Wandlers: V! Ausgangsspannungsbereich des entsprechenden Digital/Analog-Wandlers: 0.. 2,56V! Bei der Wahl des Ausgangsspannungsbereiches der Digital/Analog-Wandler ist die Versorgungsspannung der Wandler, die per Jumper J4 gewählt wird, zu beachten. Werden die Wandler mit einer Spannung kleiner 11,4V versorgt, so kann lediglich der Ausgangsspannungsbereich 0..2,56V sinnvoll - 9 -
10 benutzt werden, ist die Versorgungsspannung großer als 11,4V (und kleiner als 16,5V) so können beide Ausgangsspannungsbereiche sinnvoll benutzt werden. Jumper J4: Versorgungsspannung des DAC0 und des DAC1: J4 +15V (X1.31a) Speisung DAC0, 1 VCC (+5V) Per Jumper J4 wird die Versorgungsspannung der zwei Digital/Analog-Wandler (IC6 und IC7) festgelegt. Codierbrücke zwischen 1 und 2: Die beiden Digital/Analog-Wandler werden mit +15V (X1.31a) versorgt. Beide Ausgangsspannungsbereiche (0-2,56V und 0-10V) können per Jumper J2 und J3 gewählt werden! Codierbrücke zwischen 2 und 3: Die beiden Digital/Analog-Wandler werden mit +5V (VCC) versorgt. Bei dieser Wahl kann lediglich der Ausgangsspannungsbereich 0..2,56V der DACs sinnvoll benutzt werden (Jumper J2 und J3)! Jumper J5 und J6: X4: Auswahl des LC-Displays am Pfostensteckverbinder 1 2 J5 Über R9 nach GND X J6 VCC (+5V) X4.15 LCD-B (GAL) Per Jumper J5 und J6 wird festgelegt, welches LC-Display am Pfostensteckverbinder X4 betrieben wird! a) LCD bis 4 Zeilen und 20 Spalten ohne Hintergrundbeleuchtung: J5 ohne Codierbrücke, J6 ohne Codierbrücke! b) LCD bis 4 Zeilen und 20 Spalten mit Hintergrundbeleuchtung: J5 mit Codierbrücke, J6 mit Codierbrücke zwischen 1 und 2! c) LCD bis 4 Zeilen und 40 Spalten ohne Hintergrundbeleuchtung: J5 ohne Codierbrücke, J6 mit Codierbrücke zwischen 2 und 3!
11 DATA-Memory-Mapping (Aufteilung des Datenspeicher-Bereiches) der TFH-IFK ONE: 0xFFC0 0xFFBF 0xFFBE 0xFFBD Digital/Analog-Wandler 1 AD558 Digital/Analog-Wandler 0 AD558 I2C Controller PCF8485 0xFFBC 0xFFBB LC-Display-A (CS-Signal für alle LC-Displays) 0xFFB8 0xFFB7 LC-Display-B (Zusätzliches CS-Signal für LC-Displays mit 4 Zeilen und 40 Spalten) 0xFFB4-11 -
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