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Mainboard und LCD Erweiterungsmodul
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Megahod Mainboard mit LCD Erweiterungsmodul stellt die Hardware - Basis der Megahod - Reihe dar. Hier wurden die Grundvoraussetzungen für einen schnellen und unkomplizierten Einstieg in jede Applikation geschaffen.
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Power Supply
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Core Einheit
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- Externe 6-18 V DC max. 3A
- Schutz gegen Verpolung und Transienten über 24V
- Spannungsaufbereitung on Board 5V max. 1A
- Spannungsaufbereitung on Board 3,3V max. 1A
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- ATxmega128A1
- 128KB + 8KB Flash
- 2KB E2PROM
- 8KB SRAM
- System Clock max. 32 MHz
- 45ns high speed SRAM 32K x 8 (ext.)
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Grafikmodul mit touch pad
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user interface und busse
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- BATRON BTHQ 128064 AVC1-FSTF-06-LEDWHITE-COG
- 128 x 64 dots FSTN Black & White Positive Transflective LCD Graphic Module
- Touch Pad klar, analog
- Hintergrundbeleuchtung mit weißen LED’s
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- Zwei LED’s (grün und rot), sechs Tasten
- RS232 incl. Treiber Hardware
- 6 x UART, 4 x SPI
- 2 unabhängige TWI Kanäle (I2C und SMBus kompatibel)
- Bis zu 46 freie GPIO’s
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Motor control & analoge Funktionen
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Mechanische Daten
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- 8 x PWM
- 12 x ADC (12 bit, 2 Msps)
- 2 x DAC(12 bit, 1 Msps)
- 3 x Quadrature Decoders
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- B x T x H 158mm x 73mm x 13mm (ohne RS232 Stecker und LCD Erweiterungsmodul)
- 4 Eckbohrungen ø 3,5mm
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Technische Details
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Nachfolgend finden Sie nähere technische Informationen zu den einzelnen Komponenten vom Megahod Application Board.
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Power Supply
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Das Board wird über ein externes Schaltnetzteil versorgt. Es kann eine beliebige Spannung zwischen 6V und 18V angelegt werden. Die Schutzbeschaltung ist auf max. 20V und 3A Dauerbelastung ausgelegt. Der Power Supply Eingang ist auch gegen Verpolung, Netzrückspeisung und Transienten über 24V geschützt. Es werden in der Hardware zwei Hilfsspannungen generiert:
Die Eingangsspannung und alle On Board generierten Spannungen sind auf die Erweiterungsslots geführt und können zur Versorgung der Erweiterungskarten und ext. Komponenten genutzt werden.
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Prozessor und Speicher einheit
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Als Prozessoreinheit kommt hier die neuste Errungenschaft aus dem Hause ATMEL zum Einsatz. AVR ATxmega128A1 Microkontroller sorgt für max. Performance.
- Low-power 8/16-bit AVR XMEGA Microcontroller
- 128K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
- 8K Bytes Boot Section with Independent Lock Bits
- 2 KB EEPROM
- 8 KB Internal SRAM
- 4-channel DMA Controller with support for external requests
- 8-channel Event System
- 8 16-bit Timer/Counters
- 4 Timer/Counters with 4 Output Compare or Input Capture channels
- 4 Timer/Counters with 2 Output Compare or Input Capture channels
- High-Resolution Extension on all Timer/Counters
- Advanced Waveform Extension on two Timer/Counters
- 8 USARTs (IrDA modulation/demodulation for one USART)
- 4 Two-Wire Interfaces with dual address match (I2C and SMBus compatible)
- 4 SPI (Serial Peripheral Interface) peripherals
- AES and DES Crypto Engine
- 16-bit Real Time Counter with separate Oscillator
- 2 Eight-channel, 12-bit, 2 Msps Analog to Digital Converters
- 2 Two-channel, 12-bit, 1 Msps Digital to Analog Converters
- 4 Analog Comparators with Window compare function
- External Interrupts on all General Purpose I/O pins
- Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Ultra Low Power Oscillator
- Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
- Internal and External Clock Options with PLL and Prescaler
- Programmable Multi-level Interrupt Controller
- Sleep Modes: Idle, Power-down, Standby, Power-save, Extended Standby
Die Clock Quelle wird mit einem 16 MHz externen Quarz betrieben. Der System Takt kann auf max. 32 MHz eingestellt werden. Einige Peripherieeinheiten können bei dieser Einstellung mit doppelter Geschwindigkeit (64 MHz) betrieben werden.
8KB interner SRAM wurde durch einen externen 32KB SRAM erweitert. Hier wurde ein High Speed Baustein mit einer Zugriffszeit von 45ns eingesetzt.
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User interface
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Der Benutzer hat vielseitige Möglichkeiten, Interaktionen auf dem Board auszuführen und Feedback zu bekommen. Sechs Taster SW1 - SW6 auf dem Main Board können über µP digital eingelesen werden. Dazu muss der Erweiterungsport X5 mit Hilfe von Jumper oder Hardware - Verbindungen konfiguriert werden. Möchte man nun externe Komponenten mit dem Board - Taster steuern, so kann dies durch einfache Umkonfiguration von X5 geschehen. Die Arbeitsspannung für die Taster kann in diesem Fall auch von extern zugeführt werden. Das ist hilfreich, wenn die externen Komponenten, die man über die Taster ansprechen möchte, auf dem anderen Spannungsniveau agieren.
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Megahod Main Board mech. Layout
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Für User Feedback sorgen auf dem Board zwei LEDs (rot und grün), welche standardmäßig auf dem Main Board untergebracht sind. Weiterhin kann das Megahod Board durch eine Grafik LCD erweitert werden. Das Grafik Display befindet sich logisch auf dem gleichen EBI Bus wie der externe SRAM Baustein. Es ist die einfachste und die schnellste Möglichkeit, die Daten zum Display zu befördern. Das von der Megahod - Reihe eingesetzte LCD hat unter anderem ein Touch Pad und eine weiße Hintergrundbeleuchtung. Modul - Hardware ist bereits so aufbereitet, dass das LCD und Touch Pad direkt vom µP angesprochen werden kann.
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RS232
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Mindestens eine serielle Schnittstelle braucht man immer. ATxmega128A1 bietet gleich 8 UART Schnittstellen. Zwei davon wurden mit einem RS232 Treiber versehen und dem CON1 zugefügt. Der Benutzer kann aus zwei Modi wählen:
- 1 x RS232 mit Tx, Rx, CTS und RTS Leitungen
- 2 x RS232 mit je Tx und Rx Leitungen
Die Flusskontroll - Leitungen CTS und RTS müssen manuell gesteuert werden.
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Erweiterungsslots
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Jede embedded Application erfordert zum Teil spezifische Hardware. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, hat Megahod Main Board drei Erweiterungsslots X3, X4 und X5 implementiert. Hier können projektbezogene Hardware Teile angedockt werden. Die Pinbelegung der einzelnen Slots wurde kompatibel zu einander, was den Busausbau anbetrifft, gehalten. D.h. wenn Sie z.B. auf der Erweiterungskarte I2C und SPI Busse verwenden, so kann diese Karte sowohl in X3 Slot als auch in X4 Slot und X5 Slot gesteckt werden. Im mittleren Teil führen die Slots eigene spezifische Pins, welche nicht zu den anderen Slots kompatibel sind.
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GND
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1
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2
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+V12
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+5V
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3
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4
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+3,3V
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SPIE_SCK
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5
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6
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SPIE_MISO
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SPIE_MOSI
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7
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8
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SPIE_SS
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TXD2
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9
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10
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RXD2
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PE1
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11
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12
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PE0
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GND
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13
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14
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GND
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ADC7
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15
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16
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ADC6
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ADC5
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17
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18
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ADC4
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GND
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19
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20
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GND
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ADC3
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21
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22
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ADC2
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ADC1
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23
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24
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ADC0
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GND
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25
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26
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GND
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TWI1_CKL
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27
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28
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TWI1_DATA
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TWI2_CKL
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29
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30
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TWI2_DATA
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NC.
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31
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32
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NC.
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NC.
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33
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34
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GND
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Erweiterungsslot X3
- Power Supply 12V, 5V, 3,3V
- 16 x GPIO
- 2 x TWI (I2C)
Alternative Belegung der GPIO Pins
Dieser Slot wurde hauptsächlich für analoge Aufgaben gedacht
- Messung von analogen Werten wie Spannung, Strom, Temperatur usw.
- Motor Control
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GND
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1
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2
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+V12
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+5V
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3
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4
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+3,3V
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SPID_SCK
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5
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6
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SPID_MISO
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SPID_MOSI
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7
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8
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SPID_SS
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TXD0
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9
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10
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RXD0
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GND
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11
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12
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GND
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GND
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13
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14
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GND
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GND
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15
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16
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GND
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GND
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17
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18
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GND
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GND
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19
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20
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GND
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GND
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21
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22
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GND
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GND
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23
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24
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GND
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GND
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25
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26
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GND
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TWI1_CKL
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27
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28
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TWI1_DATA
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TWI2_CKL
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29
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30
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TWI2_DATA
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NC.
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31
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32
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NC.
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NC.
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33
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34
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GND
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Erweiterungsslot X4
- Power Supply 12V, 5V, 3,3V
- 8 x GPIO
- 2 x TWI (I2C)
Alternative Belegung der GPIO Pins
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GND
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1
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2
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+V12
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+5V
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3
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4
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+3,3V
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SPIF_SCK
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5
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6
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SPIF_MISO
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SPIF_MOSI
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7
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8
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SPIF_SS
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TXD4
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9
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10
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RXD4
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GND
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11
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12
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KEY1
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PC5
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13
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14
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KEY2
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PC4
|
15
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16
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KEY3
|
KEY4_TTL
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17
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18
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KEY4
|
KEY5_TTL
|
19
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20
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KEY5
|
KEY6_TTL
|
21
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22
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KEY6
|
GND
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23
|
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24
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VCC_KEY
|
GND
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25
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26
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GND
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TWI1_CKL
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27
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28
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TWI1_DATA
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TWI2_CKL
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29
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30
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TWI2_DATA
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NC.
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31
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32
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NC.
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NC.
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33
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34
|
GND
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Erweiterungsslot X5
- Power Supply 12V, 5V, 3,3V
- 8 x GPIO
- 2 x TWI (I2C)
Alternative Belegung der GPIO Pins
Zusätzlich zu den Bussen werden hier auch die Taster gemanaged.
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Programmieren und debuggen
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Das Board kann sowohl über PDI als auch über JTAG programmiert und debuggt werden. Die Schnittstellen X1 und X2 sind voll kompatibel zu ATMEL JTAGICE mkII und AVRISP mkII. Hier können auch andere Programmer und Debugger, welche JTAG bzw. PDI Spezifikation für ATMEL xMega erfüllen, angedockt werden. Über Jumper Konfiguration am J4 lässt sich ATMEL JTAGICE mkII Schnittstelle X1 abkoppeln und die JTAG Pins können als normale GPIO Pins genutzt werden. Die Debug Möglichkeit über PDI bleibt nach wie vor erhalten.
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