Ingenieurbüro für Leistungselektronik und Antriebe
L-E-A | Dr. Volker Bosch
Beratender Ingenieur / Consultant
Humboldtstr. 21
70771 Leinfelden-Echterdingen
Tel: 0711 713967
Mobil: 0170 1243186
Fax: 0711 48994659
info@dr-bosch.com

 

 

 

 

Digitale und analoge Elektronik

Verschiedene Mikrocontroller-Applikationen

Auch mit kleinen, einfachen und preisgünstigen 8-Bit-Mikrocontrollern lassen sich komplexe Aufgaben einfach und zuverlässig erledigen, wenn man deren Hardware-Baugruppen effizient nutzt, wie die beiden folgenden Beispiele zeigen.

Externe Tastatur für HM8130 und HM8142

Für die Messgeräte HM8130 (Funktionsgenerator) und HM8142 (Doppelnetzteil) wurden vom Hersteller externe Tastaturen angeboten, welche die Eingabe der Sollwerte durch eine Zifferntastatur vereinfachen. Diese sind jedoch mittlerweile nicht mehr erhältlich. Die Schnittstelle zwischen Tastatur und Messgeräte besteht aus drei Schieberegistern mit jeweils acht parallelen Eingängen, womit sich 25 Taster abfragen lassen (die 25. Taste befindet sich am seriellen Eingang des letzten Schieberegisters). Die Anzeigewerte des LCDs werden über weitere Schieberegister übertragen.

Der hier vorgestellte Entwurf vereinfacht die Schaltung erheblich. Anstelle der Schieberegister wird die SPI-Schnittstelle eines Atmel ATmega16-Mikrocontrollers im Slave-Modus verwendet. Die Eingabetaster sind in einer Matrix angeordnet. Das LCD ist ein handelsübliches Modul mit paralleler Schnittstelle.

Das Layout ist doppelseitig ausgeführt, wobei sich auf der Oberseite die Tastaturmatrix und das LCD-Modul befinden. Der kompakte Aufbau ermöglicht den Einbau in ein kleines Seriengehäuse (Bopla).

Die Firmware des Mikrocontrollers erkennt automatisch, an welches der beiden Messgeräte es angeschlossen wurde und wählt selbsttätig die passende Tastaturbelegung aus.

 

USB-Interface für einen digitalen Messschieber

Das V-Usb-Projekt stellt die Firmware für die Implementierung eines Low-Speed-USB-Interfaces auf Atmel-AVR-Mikrocontrollern bereit. So lassen sich sehr einfach Human-Interface-Devices (HID) implementieren, wie eine PC-Tastatur oder eine Maus, welche ohne Treiber an jedem PC mit USB-Interface arbeiten.

Bei dem hier vorgestellen USB-Interface für einen digitalen Messschieber kann die Dekodierung des synchronen seriellen Datenformats des Messschiebers nicht in Software implementiert werden, da ansonsten die V-USB-Routinen nicht mehr ausreichend CPU-Leistung erhalten. Aus diesem Grund wird die Dekodierung mit Hilfe des USI-Interface der verwendeten ATtiny45-MCU durchgeführt, die wie ein vereinfachtes SPI-Interface betrieben werden kann.

Auf dem einfachen einseitigen Layout befinden sich ausschließlich SMD-Bauteile, so dass die Leiterplatte mit der unbestückten Seite auf die Rückseite des Messschiebers geklebt werden kann.

Nach Betätigung des Tasters sendet die Schaltung den aktuellen Messwert des Messschiebers in die Standardeingabe des angeschlossenen PCs. Wird die Taste lange gedrückt gehalten, schaltet die Software zwischen dem deutschen Komma und dem anglo-amerikanischen Dezimalpunkt um.