Делаем PICDuinaNano своими руками

Небольшой проект, в котором реализована маленькая и простоя плата для изучения микроконтроллеров PIC18, выполненная по образу и подобию Arduino Nano.

Фото готовой платы
Фото готовой платы

Обращаю ваше внимание – плата со средой разработки Arduino к счастью не совместима!  

Предыстория

После очередного посещения выставки Expo-electronica узнал о новом веянии в микроконтроллерах фирмы Microchip, а именно о появлении новых периферийных устройств, независимых от ядра. Много информации получил от официального дистрибутора ООО «Гамма Инжиниринг», в том числе и в печатном виде. У них же закупал микроконтроллеры и программатор, некоторые МК предоставили бесплатно в виде образцов по заявке. Контору не рекламирую, и отношения к ней не имею. Подробнее об этом можно почитать здесь.

Много всего нового и интересного, что захотелось опробовать и протестировать. Именно для изучения новых возможностей решил сделать такую плату.

Второе что представляло для меня интерес – работа с разными модулями от Arduino и не только — это прежде всего дисплеи, ЦАП и GPS модули. Хотелось протестировать некоторые идеи до того, как реализовывать в железе. Например, часто нужно понять, хватит ли вообще скорости МК для реализации той или иной задумки. Сразу оговорюсь – сама идея железа для Arduino – мне нравиться, если нужно прототипирование, а вот среда разработки от Arduino – «вселенское зло» IMHO. Ну и название как-то само собой образовалось. А вот с появление среды разработки MPLAB IDE X и системой MCC – разработка для PIC стала намного быстрее и приятнее. Очень доступно об этом здесь.

Задача

Итак, задача получилось такой: сделать малогабаритную плату с современным PIC18 имеющем на борту независимую от ядра периферию. Плата должна вставляться в стандартную контактную макетную плату. На бору иметь преобразователь USB-UART. Плата должна работать с двумя напряжениями на выбор – 5В и 3.3В. Внешнее подключение программатора-отладчика совместимого со средой MPLAB IDE X а именно PIC Kit 4. Вывод МК на предельную скорость – 64МГц от кварцевого генератора. 

Решение

Выбор пал на МК PIC18F57Q43 как на самый «откормленный» в семействе, с удобным и не габаритным корпусом TQFP-48/7x7x1. Вместо него можно смело применить PIC18F55Q43 или PIC18F56Q43 в том же корпусе, разница будет только в объеме памяти. Подробнее.

Схема на рисунке.

Схема электрическая принципиальная
Схема электрическая принципиальная

Питание 5 вольт берётся от USB шины ПК – не стоит забывать, что грузить больше 500мА нельзя, но этого более чем достаточно. На плате установлен стабилизатор на 3.3 вольта AMS1117-3.3. Выбор питания обеспечивается установкой перемычки на разъеме XP4.

Тактирование МК от кварцевого резонатора на 16МГц, так что с помощью PLL в МК можно поднять тактовую частоту до 64МГц. Ну а при необходимости – можно и от внутреннего генератора в широком диапазоне частот работать.

Преобразование USB-UART выполнено на микросхеме PL2303SA — маленькая, дешевая, проверенная. Микросхема ADUM1201 использована не по назначению, а как преобразователь уровней для UART. С одной стороны, она питается напряжением 5В от USB, а с другой тем же напряжением что и микроконтроллер. Подключение к ПК через разъем microUSB.

Программирование осуществляется с помощью разъема XP3 к которому подключается программатор отладчик PICkit 4.

Ну а, чтобы было не скучно (для любителей написать «Hello, World»), да и для отладки полезно бывает – к порту RC5 МК через резистор подключен светодиод.

Реализация

Все это устройство смонтировано на двухсторонней плате размером 53х20мм. Платы за недорого сделал в Китае в известной конторе.

Схема и топология сделана в САПР DipTrace.

Плата - верх
Плата — верх
Плата - низ
Плата — низ

Остаётся добавить, что в плату можно впаять любой PIC16 или PIC18 в таком же корпусе, нужно конечно проверить назначение основных выводов – питания, программирования и тактирования, но в пиках проблем с этим не наблюдается. Вот список возможных МК:

  • PIC18F57Q43

  • PIC18F57Q83

  • PIC18F57Q84

  • PIC18F57K42

  • PIC18F56Q43

  • PIC18F56Q84

  • PIC18F56Q83

  • PIC18F56Q71

  • PIC18F56K42

  • PIC18F55Q43

  • PIC18F55K42

  • PIC16F15386

  • PIC16F19186

  • PIC16F15385

  • PIC16F19185

К статье прилагается архив с материалами, а именно:

  • Файлы схемы и платы в формате САПР

  • Схема и перечень элементов в формате PDF

  • Архив гербер-файлов для заказа плат

  • Datasheet на PIC18F27/47/57Q43

  • Файлы проекта для MPLAB IDE X – просто мигаем светодиодом на плате.

 Надеюсь статья оказалась интересной и полезной. так же надеюсь что статься поможет в изучении PIC-ов на практике.

Буду рад комментариям.

Читайте так же: