Hardware

Die 5V Spannungsversorgung

Die Speisung wurde mit einem DC/DC Wandler Modul (Recom R-78B5.0-1.5) aufgebaut

V17 dient als Verpolungsschutz, V16 schütz den Spannungsregler falls an dessen Ausgang eine höhere Spannung als an dessen Eingang anliegt.

Mit dem Jumper X13 kann zwischen Speisung über USB oder externen Speisung gewählt werden. Wenn über USB gespiesen wird, sollte beachtet werden, dass maximal 500mA Strom zur Verfügung steht. Dieser Wert ist vor allem kritisch, sobald eine externe Peripherie angeschlossen werden soll.

 


Die 3.3V Spannungsversorgung

Für das LCD wird eine Zusätzliche 3.3v Spannungsversorgung benötigt. Der rest des Mocca-Boards wird mit 5V versorgt.


RS-232

An der RS-232 sind sowohl die TX und RX Signale so wie auch auf die CTS und RTS Signale zvorhanden. So ist es möglich, einen Hardware-Handshake oder eine Hardware- Flusskontrolle für die Datenübertragung zu implementieren. Wird die Verwendung von CTS und RTS nicht gewünscht, so können diese beiden Signale über einen Jumper zwischen Pin 2 und 3 an X7 gebrückt werden. Mit X14 können die TX und RX Leitungen auf der Leiterplatte ausgekreuzt werden. So werden keine gekreuzten RS-232 Kabel benötigt.


USB zu USART Konverter

Als Reaktion auf den Trend in neuen Computern keine RS-232 mehr zu verbauen, wurde zusätzlich ein USB zu USART Konverter auf dem Mocca-Board integriert. Dadurch ist es möglich, das Mocca-Board auch an modernen Computern ohne RS-232 vollumfänglich zu benutzen. Als Kontroller wird ein Atmega32U2 eingesetzt. Das Design der USB zu UART Brücke ist an jenes der Arduino-Boards angelehnt. Dies ermöglichst es, die Software von Arduino für den USB-Kontroller verwenden zu können.


Kippschlater

Die Schalter sind über einen tristatefähigen Treiber an den Mikrokontroller angeschlossen. Durch Entfernen des Jumpers an X12 können diese vom Mikrokontroller abgekoppelt werden. So ist es möglich, den von den Schaltern belegten Port (PORT K) auch anderweitig zu verwenden.

PORT K verfügt über einen Pin Change Interrupt. Das bedeutet, dass bei einer Änderung am Port ein Interrupt ausgelöst wird. So können Änderungen an einem der Schalter detektiert werden, ohne diese kontinuierlich eigelesen zu müsse.

 


Taster

Die vier Taster sind mit RC-Gliedern entprellt und werden über einen Schmitt Trigger auf die Pins PE4 bis PE7 geführt. Über diese Pins können Gleichzeitig die externen Interrupts INT4 bis INT7 ausgelöst werden. Über vier Jumper an X16 können die Taster vom Port abgekoppelt werden.

 

 


Potentiometer

Die Potentiometer sind mit den ADC-Kanälen 0 bis 3 verbunden. Über die Jumper an X15 können diese vom Mikrocontroller getrent werden. Die 1k Widerstanände R65 bis R68 schützen die Potentiometer bei falscher Konfiguration der Ausgangsregister des Mikrocontrollers.

 


LEDs

Die acht einzelnen LEDs sowie die RGB-LED werden über FET an den Mikrokontroller angeschlossen. So nimmt die Ansteuerung der LEDs nicht viel Strom von den Mikrokotrollerpins auf und diese haben noch genug Reserve um auch eine externe Peripherie zusammen mit den LEDs betreiben zu können. Über die Jumper an X9 bzw. X10 können die RGB-LED bzw. die acht einzelnen LEDs deaktiviert werden.


LCD

Als LCD wir ein 20x4 Zeichen grosses, Alphanumerisches Displaymodul des Herstellers Electronic Assembly (EA DIP203J-4NLW) verwendet. Dieses Displaymodul ist eines der kleinsten 20x4 Zeichen Displaymodule die momentan verfügbar sind. Andere Module währen zwar günstiger und besser verfügbar gewesen, waren jedoch einfach viel zu gross.

Leider verträgt dieses Display nur 3.3V. Die nötigen Pegelwandler wurden mitels Spannungsteiler realisirt.

Anschluss an den Mikrokontroller

Das LCD ist an den PORT G des Mikrokontrollers angeschlossen. Dieser Port hat nur 6 IOs und ist als einziger Port nicht über eine Stiftwanne erreichbar. Zwei dieser IOs werden durch den Quarz der Real Time Clock belegt, die restlichen vier IOs werden für die Ansteuerung des Displays verwenden.