ARCHIDUINO project. Manuale scheda CPU

ARCHIDUINO project Manuale scheda CPU ARCHIDUINO project is released under the following licence: Creative Commons - Attribution - ShareAlike 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 2/17 Indice generale 1.Introduzione...3 2.Scheda CPU...3 3.Risorse Hardware...4 4.Connettori...5 5.Scheda base...6 6.Mappatura risorse scheda base...7 7.Occupazione risorse hardware...8 8.Jumper scheda CPU...10 9.Jumper scheda LCD...14 10.Software...16 11.Avvertenze generali...16 LICENZA...17 DISCLAIMER...17

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 3/17 1. Introduzione Il seguente documento ha come scopo quello di descrivere le risorse hardware presenti sulla CPU di ARCHIDUINO. Archiduino è una piattaforma Open-source (e Open-hardware) con un controller modulare programmabile, 100% software compatibile con Arduino Leonardo. Sulla nostra scheda CPU sono state implementate alcune utili risorse che, nel caso di Arduino, sarebbero disponibili solamente montando uno shield di espansione. Si tratta di un orologio RTC, una eeprom esterna, SD card (opzionale) oltre alla predisposizione per il collegamento con la nostra scheda LCD che implementa anche 4 tasti. 2. Scheda CPU Vista frontale della scheda CPU: Vista posteriore della scheda CPU:

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 4/17 3. Risorse Hardware

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 5/17 4. Connettori

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 6/17 5. Scheda base Disposizione delle porte del microprocessore sui connettori, presenti sulla scheda base, relativi ai moduli di condizionamento segnale:

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 7/17 6. Mappatura risorse scheda base SLOT Canale Porta Alias Arduino Risorse disponibili A PB3 M1A I/O generico, SPI MISO 1 B PB2 M1B I/O generico, SPI MOSI C PB1 M1C I/O generico, SPI SCLK D PB0 M1D I/O generico, SPI SS A PD3 M2A D1 I/O generico, Seriale TX 2 B PD2 M2B D0 I/O generico, Seriale RX C PB7 M2C D11 I/O generico (eventuale TX enable RS485) 3 A PB0 M3A I/O generico B PB7 M3B D11 I/O generico 4 A PC7 M4A D13 I/O generico B PD4 M4B D4 (A6) I/O generico, Ingresso analogico ADC8 5 A PC6 M5A D5 I/O generico B PD7 M5B D6 (A7) I/O generico, Ingresso analogico ADC10 6 A PD0 M6A D3 I/O generico, I2CBus SCL B PD1 M6B D2 I/O generico, I2CBus SDA 7 A PF4 M7A A3 I/O generico, Ingresso analogico ADC4 B PF5 M7B A2 I/O generico, Ingresso analogico ADC5 8 A PF6 M8A A1 I/O generico, Ingresso analogico ADC6 B PF7 M8B A0 I/O generico, Ingresso analogico ADC7 9 A PF0 M9A A5 I/O generico, Ingresso analogico ADC0 B PF1 M9B A4 I/O generico, Ingresso analogico ADC1 10 A PD7 M10A D6 (A7) I/O generico, Ingresso analogico ADC10 B PD6 M10B D12 (A11) I/O generico, Ingresso analogico ADC9 11 A PE6 M11A D7 I/O generico B PB4 M11B D8 (A8) I/O generico, Ingresso analogico ADC11 12 A PB5 M12A D9 (A9) I/O generico, Ingresso analogico ADC12 B PB6 M12B D10 (A10) I/O generico, Ingresso analogico ADC13

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 8/17 Document: CPU Manual Revision:V 1.0 7. Occupazione risorse hardware Le risorse hardware presenti sulla scheda CPU (Orologio, LCD ) utilizzano delle porte del microprocessore che non possono più essere utilizzate sui moduli. Nella sottostante tabella le porte del microprocessore utilizzate della relativa risorsa sono contrassegnate con il carattere X : Porta PB3 PB2 PB1 PB0 PD3 PD2 PB7 PB0 PB7 PC7 PD4 PC6 PD7 PD0 PD1 PF4 PF5 PF6 PF7 PF0 PF1 PD7 PD6 PE6 PB4 PB5 PB6 Risorsa hardware utilizzata Orologio DS1337 (RTC) EEprom 24C02 LCD con interfaccia seriale PCF8574 (ponticelli su JP8 e JP9) LCD con interfaccia parallela 4 bit (ponticello JP2-3-4-7-10 su 1-2) LCD con interfaccia parallela 4 bit (ponticello JP2-3-4-7-10 su 2-3) Porta SPI su connettore ICSP Alias M1A M1B M1C M1D M2A M2B M2C M3A M3B M4A M4B X X X M5A M5B M6A M6B X X X X X X X X X X X X X X X X SD card (ponticello JP1 su 1-2) X X X X X M7A M7B M8A M8B M9A M9B M10A M10B M11A M11B X M12A M12B X X X

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 9/17 Document: CPU Manual Revision:V 1.0 Porta PB3 PB2 PB1 PB0 PD3 PD2 PB7 PB0 PB7 PC7 PD4 PC6 PD7 PD0 PD1 PF4 PF5 PF6 PF7 PF0 PF1 PD7 PD6 PE6 PB4 PB5 PB6 Risorsa hardware utilizzata Alias SD card (ponticello JP1 su 2-3) X X X X M1A M1B M1C M1D M2A M2B M2C M3A M3B M4A M4B M5A M5B M6A M6B M7A M7B M8A M8B M9A M9B M10A M10B M11A M11B M12A M12B Sulla scheda base è possibile inserire un relè di potenza (max 10A) in uno degli slot sotto indicati. Per comandare il relè è necessario effettuare un ponticello sulla scheda CPU come indicato nella sottostante tabella. Se la porta non viene utilizzata per comandare un relè il ponticello non deve essere presente. Risorsa hardware utilizzata Relè su slot 4 (ponticello su JP17) Relè su slot 5 (ponticello su JP15) Relè su slot 6 (ponticello su JP13) Relè su slot 10 (ponticello su JP16) Relè su slot 11 (ponticello su JP14) Relè su slot 12 (ponticello su JP12) Porta Alias PB3 PB2 PB1 PB0 PD3 PD2 PB7 PB0 PB7 PC7 PD4 PC6 PD7 PD0 PD1 PF4 PF5 PF6 PF7 PF0 PF1 PD7 PD6 PE6 PB4 PB5 PB6 M1A M1B M1C M1D M2A M2B M2C M3A M3B M4A M4B M5A M5B M6A M6B M7A M7B M8A M8B M9A M9B M10A M10B M11A M11B M12A M12B X X X X X X

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 10/17 8. Jumper scheda CPU Sulla scheda CPU sono presenti dei jumper (piazzole a saldare) tramite i quali è possibile definire quali porte del microcontrollore verranno utilizzate per gestire una determinata periferica. Vengono qui di seguito descritte nel dettaglio le singole periferiche e le relative configurazioni. DISPLAY LCD gestito in modalità seriale I2CBus (default) Funzione Jumper Ponticello Porta LCD dato D4 JP2 NO --- LCD dato D5 JP3 NO --- LCD dato D6 JP4 NO --- LCD dato D7 JP7 NO --- LCD register select JP10 NO --- LCD I2CBus SDA JP8 SI PD1 (SDA) LCD I2CBus SCL JP9 SI PD0 (SCL) DISPLAY LCD gestito in modalità parallela 4 bit (MODO 1)

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 11/17 Funzione Jumper Ponticello Porta LCD dato D4 JP2 1-2 PB4 LCD dato D5 JP3 1-2 PB5 LCD dato D6 JP4 1-2 PB6 LCD dato D7 JP7 1-2 PB7 LCD register select JP10 1-2 PD4 LCD enable --- --- PC7 LCD I2CBus SDA JP8 NO --- LCD I2CBus SCL JP9 NO --- DISPLAY LCD gestito in modalità parallela 4 bit (MODO 2) Funzione Jumper Ponticello Porta LCD dato D4 JP2 2-3 PB0 (SS) LCD dato D5 JP3 2-3 PB1 (SPI_SCLK) LCD dato D6 JP4 2-3 PB2 (SPI_MOSI) LCD dato D7 JP7 2-3 PB3 (SPI_MISO) LCD register select JP10 2-3 PD3 (TXD) LCD enable --- --- PC7 LCD I2CBus SDA JP8 NO --- LCD I2CBus SCL JP9 NO ---

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 12/17 RELE' di potenza Su alcuni slot della scheda base è possibile montare un relè di potenza (max 10A) in alternativa allo schedino di condizionamento segnale. Per potere comandare il relè, sulla scheda CPU è necessario effettuare un ponticello sul relativo jumper. La presenza del ponticello altera il livello del segnale della porta, quindi se sullo slot non viene montato il relè di potenza occorre verificare che il ponticello non sia presente. Funzione Slot Jumper Porta (Alias) Comando RELE 4 4 JP17 PC7 (RELE_4) Comando RELE 5 5 JP15 PC6 (RELE_5) Comando RELE 6 6 JP13 PD4 (RELE_6) Comando RELE 10 10 JP16 PD6 (RELE_10) Comando RELE 11 11 JP14 PE6 (RELE_11) Comando RELE 12 12 JP12 PB5 (RELE_12) SD Card (opzionale)

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 13/17 Funzione Jumper Ponticello Porta SD CARD enable modo 1 JP1 1-2 PB7 Funzione Jumper Ponticello Porta SD CARD enable modo 2 JP1 2-3 PD4

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 14/17 9. Jumper scheda LCD La scheda LCD ha due modalità di funzionamento che vengono stabilite in base hai componenti presenti sulla scheda ed ai jumper di configurazione. La prima modalità è la versione con interfaccia di comunicazione I2CBus (con driver PCF8574). Questa soluzione è quella che permette di utilizzare la scheda LCD senza occupare ulteriori risorse del microcontrollore in quanto il bus I2CBus viene già utilizzato per l'orologio e la eeprom. La seconda modalità di funzionamento è quella parallela a 4 bit. Il display utilizzato per entrambe le soluzioni è sempre del tipo a controllo parallelo. La scheda CPU viene fornita di default con i jumper configurati per gestire la scheda LCD in modalità I2CBus. Per utilizzare la scheda in modalità 4 bit fare riferimento al capitolo Jumper scheda CPU di questo manuale. DISPLAY LCD gestito in modalità seriale I2CBus (default) Verificare che non siano presenti ponticelli sui jumper indicati nell'immagine:

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 15/17 DISPLAY LCD gestito in modalità parallela 4bit Nelle seguenti immagini vengono indicati i ponticelli da effettuare sulla scheda:

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 16/17 10. Software La scheda è Arduino Leonardo compatibile. La CPU viene fornita con il bootloader precaricato. Nel caso risulti necessario ricaricare il bootloader si può utilizzare un qualsiasi file hex compatibile con la scheda Arduino Leonardo. 11. Avvertenze generali ATTENZIONE E' importante leggere attentamente le indicazioni sotto riportate. Il mancato rispetto delle seguenti raccomandazioni può causare danni o malfunzionamenti del dispositivo. Utilizzare sempre la scheda CPU inserita nella scheda base. La tensione di alimentazione massima consentita è 13Vcc. Nel caso in cui la base venga alimentata fuori dal contenitore, occorre innanzi tutto verificare che non sia appoggiata su superfici metalliche. La scheda CPU va inserita/disinserita, dal relativo connettore, con la scheda base non alimentata. Durante la stesura del programma occorre mappare opportunamente le risorse hardware in base alla configurazione corrente della scheda.

Project: ARCHIDUINO Date: 24/10/14 Page: 17/17 LICENZA Sotto licenza Creative Commons Attribuzione-Condividi allo stesso modo 4.0. Internazionale http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ DISCLAIMER IL SISTEMA ARCHIDUINO, HARDWARE E SOFTWARE, SONO FORNITI "COSÌ COME SONO" E "COME DISPONIBILI" PER L'USO. NON E' FORNITO ALCUN TIPO DI GARANZIA, ESPRESSA O IMPLICITA IN RELAZIONE ALLA SUA FUNZIONALITÀ, OPERABILITÀ, O USO, INCLUSE, SENZA LIMITAZIONE, LE GARANZIE IMPLICITE DI COMMERCIABILITA ', IDONEITA' PER UNO SCOPO PARTICOLARE O VIOLAZIONE. IN NESSUN CASO "Seletronica" O I SUOI LICENZIATARI POTRANNO ESSERE RITENUTI RESPONSABILI PER DANNI DIRETTI, INDIRETTI, CONSEGUENTI, ACCIDENTALI O DANNI SPECIALI, COMPRESI, SENZA LIMITAZIONE, PERDITA DI RICAVI, PERDITA DI PROFITTI, PERDITE DERIVANTI DA INTERRUZIONE O PERDITA DI DATI, INDIPENDENTEMENTE DALLA FORMA DI AZIONE O TEORIA LEGALE IN CUI LA RESPONSABILITÀ POSSA ESSERE ESERCITATA, ANCHE SE INFORMATI DELLA POSSIBILITÀ O PROBABILITÀ DI TALI DANNI. I progetti ARCHIDUINO, le schede ed i kit sono destinati a scopi sperimentali ed educativi, a sviluppo di progetti in laboratorio o progetti di hobbistica e non può essere considerato un manufatto finito destinato al consumatore finale. Le persone che manipolano il prodotto devono avere adeguate conoscenze di elettronica e buona esperienza ingegneristica. Se il sistema ARCHIDUINO viene integrato in un manufatto finito destinato al consumatore finale è responsabilità dell'utilizzatore di prendere in carico la pianificazione necessaria per completare la progettazione ed il rispetto delle normative. Scaricando il software da questa pagina o questo sito, l'utente accetta i termini specificati. Ogni riferimento a prodotti commerciali è menzionato al solo scopo informativo, e tutti gli eventuali marchi registrati citati appartengono ai relativi proprietari.