СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2016

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 48 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2016 U вх = 9 … 15 В + + + – Х1.1 Х6 Х5 Х4 Х3 Х7 Х9 +5V IN +5VOUT +3,3VOUT TX IO2 RX IO1 GND GND RES Х8 SW2 SW1 EK-LM4F120XL U1 LX4F120H5QRFIGA3 HG1 uOLED-128-G2 28 5 63 45 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VD1 DA1 КР142ЕН5А VD2 C2 C3 C1 C6 C7 R1 R2 R3 R5 R8 R10 R7 SB1 “L” “GND” “PB0” “PD2” “PE1” “PE0” “+VBUS” SB4 “D” SB3 “P” SB2 “U” SB51 “R” R4 R6 R9 VD3 VT1 VT2 VT1, VT2 КТ315Б VD1–VD3 IN4007 ВА1 16 0,1 мк 0,1 мк 1,0 мк 0,1 мк 4,7 к 12 к 10 к 4,7 к 2,2 к 2,2 к 1,2 к 4,7 к 22 к 100 0,1 мк +5 В +5 В +5 В +3,3 В Интерфейсная плата +3,3 В +3,3 В C4 C5 1 3 2 100 мк × 25 В 330 мк × 6,3 В Х1.2 PB0 PD2/AIN5 PE1/U7TX PE0/U7RX PF0 Семейство, в которое он входит, сей- час называется TIVA, а отладочная плата – EK-TM4C123GXL. МК имеет процессорное ядро ARM Cortex-M4F с тактовой частотой до 80 МГц, 256 КБ встроенной FLASH-памяти, 32 КБ SRAM и в числе прочих интерфейсов – 8 пор- тов UART. Программирование и отладка МК осуществляется посредством инте- грированного в плату JTAG-отладчика Stellaris ICDI через его USB-порт. Плата EK-LM4F120XL не имеет собственного дисплея и снабжена всего двумя поль- зовательским кнопками и светодиодом, то есть, пользовательский интерфейс у неё практически отсутствует. Исхо- дя из этого, применение для приложе- ний на основе этой платы дисплейных модулей от 4D Systems представляется вполне обоснованным. Принципиальная схема связки «плата EK-LM4F120XL + модуль μOLED-128-G2» показана на рисунке 3, а внешний вид собранного по этой схеме макета – на рисунке 4. Внешние кнопки, усилитель звуковой частоты, первичный стаби- лизатор питания макета, цепь сброса графического модуля и другие вспо- могательные цепи смонтированы на дополнительной интерфейсной пла- те, также показанной на рисунках 3 и 4. Из внутренней структуры пла- ты EK-LM4F120XL на схеме показаны только задействованные в приложении выводы МК и пользовательские кноп- ки SW1, SW2. Программа SPE по умолчанию кон- фигурирует линию ввода-вывода IO2 модуля μOLED-128-G2 как цифровой выход ШИМ, используемый для гене- рации звука, а линию IO1 – как ана- логовый вход АЦП, используемый для опроса внешних кнопок. Все кноп- ки подключаются между этим входом и внешними подключёнными к обще- му проводу резисторами различного (заданного производителем) сопротив- ления. С учётом наличия подтягиваю- щего к плюсу питания +3,3 В резисто- ра заданного сопротивления, на этой линии при нажатии каждой из кнопок образуется делитель напряжения с уни- кальным в пределах массива кнопок коэффициентом деления. Таким обра- зом, нажатие на любую из кнопок соз- даёт на входе АЦП сопоставленный ей уровень напряжения, который распоз- наётся программой SPE и в виде соот- ветствующего кода передаётся через UART в управляющий МК. Необходи- мое для работы кнопочного интерфей- са напряжение +3,3 В вырабатывается встроенным в модуль отдельным стаби- лизатором с допустимым током нагруз- ки до 50 мА. Цифровые сигналы со звукового выхода модуля поступают на вход уси- лителя звуковой частоты, нагруженного на электромагнитный звуковой излуча- Рис. 3. Принципиальная схема связки «плата EK-LM4F120XL + модуль μOLED-128-G2» с элементами интерфейса, размещёнными на дополнительной плате