Схема подключения всех необходимых сигналов и внешних устройств к микроконтроллеру для обеспечения его нормального функционирования приведена в [1].
Между выводами "XTAL1" и "XTAL2" подключается кварцевый резонатор. Частота кварца выбрана 16 МГц, поскольку высокая рабочая частота необходима для того, чтобы МП успевал выполнять все необходимые действия по измерению параметров и передачи данных ПК. В этом случае обеспечивается обмен данными с минимумом ошибок. Известно из практики, что при использовании кварцевого резонатора такого номинала, значения конденсаторов С1 и С2 следует выбирать в пределах 15-20пФ. Исходя из этого выбираем С1=С2=15пФ.
На рисунке 8 представлена типовая схема подключения микросхемы FT232R к порту USB.Как можно видеть по данному рисунку, при таком подключении питание микросхема получает по шине USB. При питании от USB ток потребления не должен превышать 100 мА на одно устройство. Компоненты с током потребления более 100 мА должны подключаться через отдельный стабилизатор. Для управления питанием других компонентов схемы в FT232R предусмотрен вывод "PWREN". "PWREN" подключается в затвор MOSFET ключа и с его помощью подключает и отключает питание компонентов схемы.
Рис. 8. – Подключение микросхемы FT232R к порту USB
Встроенная схема формирования сигнала сброса генерирует импульс длительностью около 5 мс при превышении напряжением питания уровня 3,5 В. Сигнал сброса используется для внутренних цепей FT232R и имеет дополнительно: вход "RESET" для принудительного сброса микросхемы преобразователя от внешнего устройства и выход "RSTOUT" для сброса других микросхем на плате.(Рисунок 9)
Во время действия сигнала сброс выход "RSTOUT" находится в высокоимпедансном (Z) состоянии, а после окончания сброса на выводе "RSTOUT" устанавливается напряжение 3,3 В. Это позволяет использовать "RSTOUT" для подключения подтягивающего (pull-up) резистора на линию DP USB шины при необходимости применения задержанной энумерации (задержки при подключении и идентификации устройства).
Рис. 9 – Формирование сигнала Reset
Кроме этого вход "RESET" может быть подключен к USB линии питания через резистивный делитель. В этом случае, при пропадании питания USB хоста или хаба на входе "RESET" будет низкий уровень, FT232R перейдет в состояние сброса и выводы UART интерфейса перейдут в высокоимпедансное состояние.
Микросхема ADM232 подключается в соответствии с рекомендуемой схемой включения.
Из [11] выберем номинальный ток диода равен 6 мА
Частота модулирующего сигнала определяется как:
Для микроконтроллера ATMega 16, работающего на частоте в 16 МГц параметры таймера будут следующими:
TCCR1A=0x40;
TCCR1B=0x09;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x84;
На схеме стенда предусмотрено несколько разъемов для подключения различных дополнительных устройств(генератор, осцилограф и т.д.). Так, при работе с ними используются порты XP1 и XP2 соответственно.
Порт XP1 предназначен для вывода данных на осцилограф или внешний вольтметр.
Разъем XP2 позволяет использовать внешние генераторы сигналов. Он содержит как линию входа АЦП, так и линию для подачи опорного напряжения АЦП(если требуется использовать опорное напряжение отличное от напряжения питания и напряжения встроенного опорного генератора 2,56В).
Вывод информации возможен как на ЖК индикатор, так и на линейку светодиодов(изучение принципа работы шкалы уровня сигнала).
В целом схема практически не требует расчетов, номиналы всех элементов обвязки указаны в документации на соответствующие микросхемы. Поскольку включение ИМС соответствует стандартному варианту, то пересчитывать номиналы элементов нет необходимости.