Отладочна плата

Что это?

Это -- отладочная плата на базе простого микроконтроллера CH32V003F4P6.

Для чего это?

Плата предназначена для создания прототипов различных электронных устройств и просто для получения опыта работы с микроконтроллером.

Беглое ознакомление с платой

На плате смонтирован микроконтроллер, кнопки управления, светодиодные индикаторы, а так же несколько перемычек (джамперов).

Кнопки и индикаторы необходимо подсоедиянять к микроконтроллеру с помощью распайки перемычек.

Кроме того, на плате присутствует конвертер USB/UART типа CH340N и гнездо micro-USB. Благодаря этому плату можно подключать к компу. Следует заметить, что подключение микроконтроллера к конвертеру не жёсткое, осуществляется при необходимости с помощью установки перемычек TX и RX. В случае, если нужно задействовать выводы TX и RX в других целях, перемычки следует удалить.

Плата может запитываться от компа через разъёма USB. Причем, у пользователя имеется возможность выбора напряжения питания (с помощью джампера) +5 В или +3.3 В.

Светодиодные индикаторы

Средний резистор в каналах индикации подобран таким образом, что падение напряжения на нём всегда чуть меньше удвоенноего напряжения на светодиоде. Поэтому в отсоединённом состоянии выводов L1-L5 свтодиоды не светятся. Светодиоды зажигаются, когда на выводы L1-L5 подаётся лог.0 или лог.1.

Особенности конструкции

Рядом с гнездом micro-USB расположены два "ушка" (петли из жесткой проволоки) для подключения общего провода социллографа или логического анализатора.

Из практики многим известно, что при неаккуратном обращении в процессе эксплуатации разъём micro-USB легко вырывается вместе с печатными проводниками. Поэтому для усиления крепления разъёмя я использовал дополнителную перемычку, концы которой припаял к печатной плате и загнул на противоположной стророне платы.

Все светодиоды имеют типоразмер 1206, все резисторы и керамические конденсаторы -- 0805.

На углах платы предусмотрены отверстия для крепления под винт М3. (На фотках остверстия ещё не рассверлены.)

Всего было изготовлено два экземплара платы. Один экземпляр платы был изготовлен с заливкой свободного пространства полигонами

, другой -- без заливки.

Схема

Схема нарисована в KiCad v.8.0.6.

Печатная плата

Печатная плата спроектирована в старом Шиндовсе (который живёт в виртуальной машине) в старой программе Layout.

В проектировании платы не ставилась задача сквозного проектирования (схема --> печатная плата) и промышленного серийного производства. Наоборт, при проектировании преследовалась цель предоставить готовый проект для изготовления печатной платы простым способом. Поэтому печатная плата спроектирована как односторонняя, без металлизации переходных отверстий.

Другие фотки платы находятся в папке pcb.

Замеченные недостатки

Светодиодам, которые находятся в цепях с кнопками, желательно установить параллельно дополнительные резисторы номиналом по 50-100 кОм.

Дело в том, что когда кнопка отжата, предполагается, что на входе микроконтроллера должен присутствовать высокий уровень (лог.1). Но поскольку на светодиоде падает 1.5 В и более, то вполне может оказаться так, что уровень напряжения на кнопке не дотянет до уровня лог.1. Наличие дополнительного резистора паралллельно светодиоду существенно понизит падение напряжения в цепи светодиода (при протекании мизерного входного тока в микроконтроллер) и никак не скажется на понижении его яркости, так сопротивление резистора достаточно большое.

Другой способ -- вместо установки дополнительных резисторов можно настроить соответствующие входы микроконтроллера (к которым будут подключаться кнопки) на режим работы с подтяжкой к питанию.

Вообще, наличие светодиодов на кнопках было продиктовано идеей создания программного-аппаратного аналога фиксируемых зависимых переключателей. Таке выключатели ранее устанавливались в радиоприёмниках для переключения диапазонов (ДВ, СВ, КВ...)

Предполается, что нажатие на ту или иную кнопку включает соответствующий канал, а другие каналы выключиет. Точно так же и среализацией на отладочной плате -- нажатие на кнопку включает заданный канал, а индикация его выбора осуществляется переводом соответствующего порта микроконтроллера на вывод лог.0, что приведёт к фиксированному свечению светодиода.

Обратная связь

Общение по вопросам исппользования микрококнтроллеров CH32V поисходит на Telegram-канале. Конкретно по этой плате можно задавть вопросы в теме.