Anhang A: Schaltplan Phytec Modul Schaltplan Phytec nanomodul 164 Teil 1 69
Schaltplan Phytec nanomodul 164 Teil 2 70
Schaltplan Phytec nanomodul 164 Teil 3 71
Anhang B: Schalt- und Bestückungsplan, Stückliste Motherboard Schaltplan Motherboard 72
Bestückungsplan Motherboard 73
Qty Value Device Parts 2 30PINLEISTE U1, U2 1 Anschlussklemme Wago 234-202 X2 1 Anschlussklemme Wago 234-203 X1 5 0.1uF Kondensator 0,1uF 35V RM2,54 +-20% C3, C4, C5, C6, C7 1 JP1Q Stiftleiste als 2 Pin Jumper JP1 2 JP2E Stiftleiste als 3 Pin Jumper JP2, JP3 1 MALE2X8, Zweireihige 8Pol Stiftleiste 2,54 X 2,54, männlich U6 2 1K5 RESISTOR, 0.6W, 1%, 1500OHM R21, R22 1 150 RESISTOR, 0.6W, 1%, 150OHM R23 2 68uF TANTALCAP Kemet T35x Tropfenform 16V +-20% RM2,54 13 100 RESISTOR, 0.6W, 1% (6,5 X 2,5 mm) C1, C2 R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13 6 2210 RESISTOR, 0.6W, 1% (6,5 X 2,5 mm) R14, R15, R16, R17, R18, R19 1 4640 RESISTOR, 0.6W, 1% (6,5 X 2,5 mm) R20 1 BAT47 BAT47 D1 1 LM2595-5.0V LM2595-5.0V IC2 3 MALE2X10 MALE2X10, Zweireihige 10Pol Stiftleiste 2,54 X 2,54, männlich U3, U4, U5 1 MAX232A MAX232ACPE IC3 1 MAX487 MAX487CPA IC4 1 MM74HC244 MM74HC244N 20A (DIL 20 Polig, RM2,54) IC1 1 68uH SPULE L1 1 SUB-D25 Female SUB-D25, abgewinkelt SUBD3 1 SUB-D9 Male SUBD-9Polig, männlich SUBD1 1 SUB-D9 Female SUBD-9Polig weiblich SUBD2 1 DIL 20 P Sockel für 74HC244 1 2,0m SUB-D25 Verbindungskabel Stecker/Stecker 1 2,0m SUB-D9 Verbindungskabel Stecker/Stecker 6 M3x10 Zylinderkopfschrauben Zn 6 M3 Fächerschrauben aus Edelstahl 6 M3 Sechskantmuttern M3 1 Platine FR4, 35my Cu 1,5mm dick, Aufdruck: "Motherboard V1.0" 3 Kurzschluss- / Verbindungsbrücke (Jumper) für JP1, JP2, JP3 RM 2,54, Max 3.0A 1 Taster 6x6mm T1 1 1000 RESISTOR, 0.6W, 1% (6,5 X 2,5 mm) R24 1 Vishay Telefunken LED LED1 Stückliste Motherboard 74
Anhang C: Schalt- und Bestückungsplan, Stückliste AD Baugruppe Schaltplan AD Baugruppe 75
Bestückungsplan AD Baugruppe Unterseite 76
Bestückungsplan AD Baugruppe Oberseite 77
Qty Value Device Parts 1 KF33BDT IC1 1 THS1230 IDW SOL28 IC3 1 0.1uF C0805_CAP, X7R, 16V, +-20% C2 1 2,2uF Tantal-C, Kemet T491, Bauform A, 6V,+-20% C1 16 100nF C0805_CAP, X7R, 16V, +-20% C3, C4, C5, C6,C7,C8,C9,C10,C11,C12,C13,C14, C15,C16,C17,C18 1 EPM7128A EPM7128ALC84-12 IC5 1 FEMALE2X6 FEMALE2X6, Buchsenleiste 2,54 U6F 3 FEMALE2X10 FEMALE2X10,Buchsenleiste 2,54 U3F, U4F, U5F 1 K6R1016V1C K6R1016V1C-TC12000 IC4 1 LMH6647 LMH6647MA IC2 4 X C0805_RES R1_1, R1_2,R2_1,R2_2 Sockel für EPM7128A Type ASSMANN A-CCS-84-Z- 1 PLCC84 SM FR4, 35u Cu 1,5mm dick Aufdruck: 1 Platine "AD_Board V1.0" Stückliste AD Baugruppe 78
Anhang D: Logikdiagramm des CPLD Logikdiagramm des CPLD 79
Anhang E Prüf- und Testvorgaben zur Inbetriebnahme der IGS 710 1. Sichtprüfung Vor der Inbetriebnahme ist erst eine Sichtprüfung durchzuführen. Hierbei wird nach eventuellen Transportschäden und offensichtlichen Fehlern an den Bausteinen gesucht. 2. Anschluss der Stromversorgung für das Motherboard (ohne weitere Module!) Die Versorgungsspannung wird an X1 angelegt. In den Versorgungsstromkreis ist ein Strommessgerät einzubauen. Die Versorgungsspannung ist auf 8 12V einzustellen. Beim Einschalten der Versorgungsspannung ist das Strommessgerät zu überwachen. Sollte es zu einem erhöhten Stromfluss oder zu einem Kurzschluss kommen, sind individuelle weitere Schritte nötig. Kondition soll ist Power LED an Spannungsversorgung an IC2 (LM2595) zwischen Pin1 und Pin3 5,00V Spannungsversorgung an IC1 (74HC244) zwischen Pin 10 und Pin 20 5,00V Spannungsversorgung an IC3 (MAX232A) zwischen Pin 15 und Pin16 5,00V Spannungsversorgung an IC4 (MAX487) zwischen Pin 9 und Pin 5 5,00V Veränderungen des Versorgungsstromes beim setzen von Jumpern oder keine drücken der Resettaste Spannungsversorung Phytecmodul zwischen Pin 15 und Pin 16 von U1 5,00V Potentialfreiheit der restlichen Pins von U1 und U2 (JP1, JP2, JP3 offen) ja Pin 22B von U1 nur dann auf GND Potential wenn Resettaster gedrückt ja Tabelle 1: Messprotokoll für Schritt 2 3. Aufstecken des Phytecmodul auf das Motherboard Das Phytecmodul wird vorsichtig auf das Motherboard gesteckt. Es ist darauf zu achten, dass die Pinleiste des Motherboards und die Buchsenleiste des Phytecmoduls keine Versetzung aufweisen. 4. Anschluss der Stromversorgung für das Phytecmodul und das Motherboard Vorgehensweise siehe Punkt 2. 5. Kommunikation mit MCU mittels RS232 Schnittstelle Ein RS232 Kabel dient zur Verbindung des Motherboards mit dem seriellen Port eines PCs. Bei gesetztem Jumper JP1 wird die Stromversorgung eingeschaltet. Ein Testprogramm (TestPrg1), welches Daten auf der Seriellen Schnittstelle ausgibt, wird in die IGS 710 geladen. Auf dem PC wird ein Terminalprogramm gestartet. Nach Drücken des Resettasters auf dem Motherboard werden die Meldungen der IGS 710 im Terminal angezeigt. 6. Aufstecken des AD Boards auf das Motherboard 80
Das Phytecmodul wird wieder vorsichtig vom Motherboard gezogen. Das AD Board wird vorsichtig auf das Motherboard gesteckt. Auch hier ist darauf zu achten, dass die Pinleiste des Motherboards und die Buchsenleiste des Phytecmoduls keine Versetzung aufweisen. 7. Anschluss der Stromversorgung für das AD Board und das Motherboard Vorgehensweise siehe Punkt 2. Durch die kleinen Pinabstände ist beim Messen größte Vorsicht geboten! Kondition Soll ist Stecker U$1 Potential zwischen Pin 1A und Pin 2A 5,00V Spannung an IC1 Input 5,00V Spannung an IC1 Output 3,30V Spannungen an den Versorgungspins des CPLDs Potential zwischen Pin 7 und Pin 3 3,30V Potential zwischen Pin 13 und Pin 19 3,30V Potential zwischen Pin 26 und Pin 32 3,30V Potential zwischen Pin 38 und Pin 42 3,30V Potential zwischen Pin 43 und Pin 47 3,30V Potential zwischen Pin 53 und Pin 59 3,30V Potential zwischen Pin 66 und Pin 72 3,30V Potential zwischen Pin 78 und Pin 82 3,30V Stromversorgung IC2 zwischen Pin 4 und Pin 7 3,30V Stromversorgung IC4 zwischen Pin 11 und Pin12 3,30V Stromversorgung IC4 zwischen Pin 34 und Pin 33 3,30V Stromversorgung IC3 zwischen Pin 1 und Pin 27 3,30V Stromversorgung IC3 zwischen Pin 7 und Pin 8 3,30V Stromversorgung IC3 zwischen Pin 19 und Pin 20 3,30V Tabelle 2: Messprotokoll für Schritt 7 8. Programmierung des CPLD mittels integriertem ByteBlaster Ein paralleles Datenkabel wird an die 25-polige SUB-D Buchse am Motherboard und an den Parallelport eines PCs angesteckt. Eine Testlogik (TestLgk1) wird in den CPLD geschrieben. Diese Testlogik hat die Aufgabe, den CPU-seitigen Adressbus auf den Datenbus zu legen, wenn ein Lesevorgang der CPU die Leitung /IO1 aktiviert. 9. Gleichzeitiger Betrieb aller Bausteine Zusätzlich wird das Phytecmodul auf das Motherboard gesteckt. Vorgehensweise siehe Punkt 2. 10. Test der Kommunikation zwischen MCU und CPLD In die MCU wird ein Testprogramm (TestPrg2) geladen (siehe Schritt 5) welches Daten über den Externen Bus im Adressbereich 0F:8000h bis 0F:9FFF abruft und über die serielle Schnittstelle ausgibt. Da sich im CPLD noch das Programm von Schritt 8 befindet wird jeweils als Datum die aktuelle Adresse ausgegeben 81
11. Test des AD Board Speichers In den CPLD wird ein Programm (TestLgk2) geladen, welches es ermöglicht, den AD Speicher als normalen 13 Bit breiten Arbeitsspeicher zu nützen. In die MCU wird ein Programm (TestPrg3) geladen, welches Daten in den Speicher schreibt und dann aus dem Speicher ausliest und auf der seriellen Schnittstelle ausgibt. 12. Test der Portleitungen und des AD Wandlers In den CPLD wird ein Programm (Testlgk3) geladen, welches den AD Wandler startet. An den Analogen des AD Wandlers wird erst ein statisches, dann ein Sinussignal angelegt. Der jeweils letzte gewandelte AD Wert (D0..D11) wird im CPLD in einem 16Bit Register zwischengespeichert. Die Bits D12..D15 werden entsprechend der Portleitungen P1L0.. P1L3 gesetzt bzw. rückgesetzt. In die MCU wird ein Programm (TestPrg4) geladen, welches das Register des CPLDs ausliest und die Bits D12..D15 mit den Portleitungen P1L0..P1L3 vergleicht. Das Datum und das Ergebnis des Vergleichs werden auf der seriellen Schnittstelle ausgegeben. 82
Literaturverzeichnis Buch C164CI, 16 Bit Single-Chip Microcontrollers, Users Manual 11.97 Version 1.0 Infineon C164CI/SI C164CL/SL, 16 Bit Single-Chip Microcontrollers, Data Sheet Mai 2001 Version 2.0 Buch Dörrhöfer, Stefan, Messen, Steuern und Regeln mit dem Mikrocontroller 80C166, Franzis Verlag, Poing 1995 Buch nanomodul-164, Hardware-Manual, Phytec Messtechnik, November 1999 Internet www.infineon.com MM54HC244 / MM74HC244 Octal Tristate Buffer, National Semiconductor, Januar 1999 RS-485 / RS-422 Transceivers, Maxime, Version 5, Februar 1996 Eletricals Charactereristics of MAX 220/222/232A/242/243/883B for /883B, Maxime, Version D ByteBlasterMV Paralell Port Download Cable, Altera, Version3.2, November 2001 Handbuch EAGLE 4.0 Schaltplan Layout Autorouter, Trainingshandbuch, CadSoft Computer GmbH, 2000 83
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Ich sage Dir Dank, Schöpfer Gott, weil Du mir Freude gegeben hast an dem, was Du gemacht hast, und ich frohlocke über die Werke Deiner Hände. Siehe, ich habe die Herrlichkeit Deiner Werke dem Menschen, die meine Ausführungen lesen werden, offenbart, soviel von ihrem unendlichen Reichtum mein enger Verstand hat erfassen können. 1 1 Hymne an Gott, Johannes Kepler (1571-1630), aus PM Magazin, Die Geschichte der Astronomie, Juli 2002 85