Vývojové kity mikroLAB – pro nejnáročnější

Standard MikroBUS™ je nyní nejrychleji se rozvíjejícím standardem rozšiřujících desek na světě. Je to jedno z fenomenálních vývojových řešení, které nabízí firma MikroElektronika, ale ne jediné.

MikroElektronika vytváří nástroje pro vývojáře již 19 let. První vývojové kity tohoto srbského výrobce byly určeny pro mikrokontroléry firmy Microchip. Nyní nalezneme v nabídce firmy MikroElektronika kity vycházející vstříc také jiným největším výrobcům, jako jsou Atmel (Microchip), NXP, TI, Silicon Labs, ST Microelectronics či FTDI.

Standardy rozšíření

Během posledních let došlo u konstrukce vývojových nástrojů pro mikrokontroléry k postupné evoluci. Dříve drtivá většina výrobců těchto řešení nabízela velmi rozsáhlé desky, které kromě přístupu k portům mikrokontroléru měly hodně vestavěných periferních obvodů. Tak jsme na vývojových deskách měli k dispozici mj. čidla teploty a externí paměti, ba dokonce řadiče motorů a displeje LCD. Dnes jsou jedněmi z nejpopulárnějších řešení ta, která jsou kompatibilní se standardem Arduino. Umožňují rozšířit vývojový kit, který máme, o periferní obvody nezbytné pro aplikaci, na které pracujeme. A co víc, stavba takových řešení je modulová a kompatibilní pin-to-pin, díky čemu vývojář šetří čas, který u starších kitů věnoval modifikaci a propojování pomocí desítek drátků. Standard konektorů Arduino je nyní nejpopulárnější na trhu, nicméně mnoho výrobců nabízí alternativní řešení. V současnosti jednou z nejzajímavějších alternativ je MikroBUS™.

MikroBUS™

MikroBUS™ je identifikačním znakem vývojových kitů a rozšiřujících desek firmy MikroElektronika. Jedná se o standard, který je po hardwarové stránce tvořen dvěma paralelními 8pinovými kolíkovými lištami (tzv. gold-pins) se standardním rastrem 2,54 mm s definovanou konfigurací vývodů a systémem označení. Různorodé rozšiřující desky dostupné v tomto standardu jsou nazývány click board™.

Popis vývodů standardu mikroBUS

Konektory na desce zohledňují nejpopulárnější interfejsy, tj. I²C, UART a SPI, doplněné o analogový pin a vstup/výstup PWM. Díky tomu budou rozšiřující desky pasovat vždy – nezávisle na modelu vývojového kitu, který máme, vybaveného konektorem mikroBUS™, a výrobci mikrokontroléru, se kterým pracujeme. V závislosti na rozšiřující desce mohou být napájeny napětími 3,3 V nebo 5 V a je to prakticky jediné kritérium kompatibility click boards™ s vývojovými kity. Jinými slovy, naše vývojová deska s konektorem mikroBUS™ musí mít možnost napájení napětím, které vyžaduje náš click board™. Informace ohledně napájení jsou čitelně uvedeny v popisech produktů, aby nedošlo o omylu.

V současnosti nám firma MikroElektronika dává k dispozici více než 250 rozšiřujících desek s nejrůznějším použitím. Nejjednodušší click boards™ obsahují jeden integrovaný obvod, např. externí paměť nebo RF s anténou na témže plošném spoji (a/nebo anténní zdířkou).  Složitější desky jsou osazeny moduly  Wi-Fi, BLE, GPS, interfejsními obvody a dokonce 7segmentovými nebo grafickými displeji, či kompletními řadiči motorů DC, krokových a ventilátorových motorů.

Vlajkový hardware

Firma MikroElektronika nabízí jedny z největších a nejrozsáhlejších klasických vývojových desek na trhu. Vlajkovými produkty jsou řady Big a Easy, např. BigAVR nebo EasyPIC, dostupné pro sedm architektur mikrokontrolérů největších výrobců. Ve shodě se svým mottem „prodávám čas” jsou kity vybaveny četnými periferiemi, včetně multimediálních, a mnoha dalšími funkcemi šetřícími čas, jako přepínače „dip-switch”. Tyto vlastnosti činí řešení firmy MikroElektronika jedněmi z nepropracovanějších a nejpromyšlenějších na trhu.

U největších desek MikroElektronika můžeme zapomenout na připojování periferních obvodů pomocí desítek vodičů. Každý obvod na desce, nezávisle na tom, zda se jedná o displej TFT s dotykovým panelem či kontrolér USB-UART, je připojen k mikrokontroléru na úrovni tištěných obvodů desky. Uživatel se nadále může rozhodnout, zda chce, aby daný obvod byl pro mikrokontrolér aktivní, pomocí přepínačů typu „dip-switch”. Pouze několik konfiguračních nastavení desky je realizováno pomocí klasických spojek, což má zabránit případné náhodné změně nastavení. Dvoupolohové přepínače „piano-switch” umožňují, aby uživatel rozhodl, který vývod mikrokontroléru má být vyveden na kolíkovou lištu a pracovat jako port pro všeobecné použití (GPIO) a které mají být připojeny k periferním obvodům osazeným na naší desce. Takové řešení umožňuje ušetřit hodně času.  Nemusíme hlídat např. pořadí připojení jednotlivých pinů k displeji, jelikož se výrobce o to za nás již postaral.  Stojí za zmínku, že při tomto způsobu realizace připojení periferních obvodů uživatel nemá žádný vliv na to, ke kterým vývodům mikrokontroléru bude daný obvod připojen. Je to jistý kompromis, ale přes to řešení firmy MikroElektronika nadále umožňuje ušetřit množství cenného času a tím optimalizovat náklady na zpracování řešení.

Třípolohové přepínače pro vynucení logických stavů, vývody portů mikrokontroléru a tlačítka a diody LED

Kromě popisovaných dvoupolohových přepínačů ještě na desce najdeme trochu menší třípolohové přepínače. Jsou přiřazeny ke každému z vývodů portů mikrokontroléru a umožňují připojení externích zvyšovacích rezistorů k napájení nebo stahovacích k zemi každého libovolně vybraného signálu GPIO. Tato vlastnost je zvlášť užitečná při prověřování, jak se obvod bude chovat ve zpracovávané aplikaci, když vynutíme logický stav jednotlivých signálů. Spolu s přepínači pro vynucování logických stavů na v/v signálech má uživatel k dispozici individuální monostabilní tlačítka  (push-button), diody LED (které mohou sloužit např. ke zjišťování stavu portů bez použití debuggeru) a samozřejmě kolíkové lišty, umožňující – vznikne-li taková potřeba – připojení libovolného externího obvodu nebo systému k našemu kitu.

2 konektory mikroBUS™ s instalovanou deskou click board™

Na vlajkových vývojových deskách řady Big a Easy nemohou chybět konektory MikroBUS™. Každá deska má přinejmenším dva sloty připravené pro připojení rozšiřujících desek click boards™, které rozšiřují funkčnost základní desky mj. o bezdrátové spojení pomocí Wi-Fi nebo Bluetooth, ovládání motorů, měření teploty a mnoho dalších funkcí.

Více než vývojová deska

MikroElektronika stále a velmi dynamicky rozvíjí svou nabídku. Po zavedení komplexních řad vývojových kitů pokročila o krok dále. Na základě svých nejdokonalejších desek Big a Easy vytvořila kity obsahující všechny prvky nezbytné pro vývoj nejsložitějších aplikací pro danou rodinu mikrokontrolérů. V perfektně navržené krabičce je připravena přihrádka pro každou, i tu nejmenší součástku.

Kity Mikrolab jsou určeny pro mikrokontroléry STM32, TIVA, 8051, FT900, AVR PIC, dsPIC a PIC32. Nejmenší z nabízených kitů jsou nejnovější verze desek Easy nebo EasyMX určené pro danou rodinu mikrokontrolérů, které obsahují bohatou sestavu příslušenství a softwaru. Kromě nejdůležitějšího prvku – vývojové platformy, jsme vybaveni dvěma prototypovými deskami a doplňujícími displeji (v závislosti na základní desce). V sestavě dostáváme rovněž tři sady propojovacích kabelů pro kolíkové lišty pro připojení externích obvodů nebo kontaktní desky a také velmi kvalitní kabel USB pro propojení s počítačem. Uvedená příslušenství jsou stálými díly sad mikroLAB.

Jeden z největších kitů - MikroLAB for PIC XL

Nezanedbatelnou výhodou je také kompletní sbírka nástrojů, kterou dostáváme spolu s vývojovou sadou mikroLAB. Umožňuje práci s danou architekturou. Proto získáváme kromě hardwaru licenční klíče pro integrovaná vývojová prostředí: kompilátor a Visual GLCD nebo Visual TFT. Tyto aplikace jsou samostatné platformy, které umožňují bleskovým způsobem vyvinout grafické interfejsy pro displeje – příslušně – TFT a grafické LCD.  Poté, co uživatel vyvine interfejs, vygenerují oba programy kód pro vybranou architekturu mikrokontroléru kompatibilní s libovolným kompilátorem MikroElektronika. Kompilátor, který dodává výrobce, je mikroC PRO, vyvinutý firmou MikroElektronika. Samozřejmě vždy se jedná o verzi určenou pro konkrétní architekturu mikrokontrolérů. A stojí za to vědět, že se kompilátory mikroC těší velkému uznání uživatelů.

Ještě pružněji

Desky Easy a BIG jsou kompatibilní s co možná největším počtem mikrokontrolérů dané architektury a neobsahují zapájené mikrokontroléry. Desky určené pro pouzdra THT, např. BIG AVR a BIG 8051, jsou osazeny sadou patic pro pouzdra DIP, která umožňují snadné a bleskové připojení zvoleného mikrokontroléru. V případě mikrokontrolérů v pouzdrech pro SMD montáž je situace trochu složitější, ale i s tím si firma MikroElektronika poradila. Další speciální řešení je použito u desek EasyPIC Fusion v7 či EasyMX PRO v7 for Tiva. Jsou osazeny paticemi, do kterých se zasune tzv. MCU Card s vybraným mikrokontrolérem. MCU Card je nevelký plošný spoj se čtyřmi kolíkovými lištami, které pasují do patice na desce typu Easy. To dává možnost bleskové změny používaného mikrokontroléru. MCU Cards jsou nabízeny pouze s několika nejvyspělejšími obvody dané rodiny. Pokud mikrokontrolér, který chceme použít, není dostupný na hotové MCU Card, kterou nabízí výrobce, můžeme použít desku MCU Card bez integrovaného obvodu. Poté, co si sami připájíme náš mikrokontrolér, získáváme řešení ideálně přizpůsobené našim potřebám. Obě varianty jsou navrženy tak, aby obsloužily téměř každý mikrokontrolér dané architektury.

Pohled shora (levá strana) a zespodu (pravá strana) na vzorovou MCU Card

Bezkompromisně

Není pochyb, že výběrem kitu mikroLAB dostáváme všestranný a univerzální produkt, a zároveň propracovaný do každého detailu. Z jedné strany máme vývojovou desku ‘třídy premium’, která obsluhuje širokou škálu mikrokontrolérů dané architektury. Z druhé pak velmi propracovaný nástroj pro vývoj a debugování kódu. Celek doplňuje sada užitečného příslušenství a programy pro obsluhu grafických interfejsů, které jsou dnes již nutností. Více informací se nachází na stránkách firmy Transfer Multisort Elektronik (www.tme.eu), která je autorizovaným distributorem firmy MikroElektronika.