Beschreibung
Das zentrale Element einer hardwarenahen Mikrocontrollerentwicklung ist ein Controllerboard mit Programmiermöglichkeit.
Die Atmel AVR Prozessoren bieten mit der Möglichkeit der seriellen "in Circuit" Programmierung mit nur 3 Pins + Reset optimale Bedingungen für die Entwicklung.
Am Stecker St3 lässt sich mittels Flachkabel IC-Sockel ein "In Circuit" Testbetrieb herstellen, bei dem die Software des Mikrocontrollers in der Zielschaltung  entwickelt und getestet werden kann. Der Mikrocontroller muss bei diesem Controllerboard nicht mehr ständig zwischen Zielschaltung und Programmieradapter gewechselt werden.

Ich habe festgestellt, dass es die "Nullkraft" Sockel (meist Textool) in der schmalen, 20Poligen Ausführung nur noch selten, und wenn, dann zu horrenden Preisen zu kaufen gibt. Auf dem Layout habe ich deshalb Platz für eine breite, 24 oder 28 polige Universalfassung gelassen. Diese sind zwar nicht wirklich viel billiger, dafür einfacher zu beschaffen. In diese Fassung kann man dank der breiteren Öffnung auch die schmalen ICs (rechtsbündig) einsetzen.

Da die Mikrocontroller AT90S2313 und AT90S1200 Pinkompatibel sind, funktioniert das Board natürlich mit beiden. Gestestet habe ich bis jetzt nur die 2313er Variante.

Das Layout der 16 poligen Steckverbinder passt natürlich zu meinen anderen vorgestellten Erweiterungsboards, so dass für die meisten Eventualitäten vorgesorgt ist.

Schaltungsbeschreibung
Auf dem Board befindet sich alles, um den Betrieb des Testboards mit möglichst wenigen zusätzlichen Strippen zu ermöglichen. Lediglich ein beliebiges Steckernetzteil mit ausreichender Leistung und mindestens 8V muss angeschlossen werden. Dabei ist es egal, ob das Netzteil Wechsel- oder Gleichspannung anbietet.
Mit dem Schalter S1 wird das Board Stromlos geschaltet. Der Schalter S3 versorgt, falls gewünscht und über den "InCircuitEmulator" angeschlossen, die Zielschaltung mit 5V, so dass gegebenenfalls während der Tests auf eine zusätzliche separate Stromversorgung verzichtet werden kann. Der dritte Schalter (S2) verhindert eine ungewollte Beeinflussung des Reset-signales bei angeschlossenem Programmieradapter, aber z.B. inaktivem Programmer. Leuchtdioden zeigen die Schalterzustände zur kontrolle an. Wichtigster Teil des Controllerboards ist der dreifache Analogschalter CD4053. mit diesem IC werden die drei für die Programmierung benötigten Portleitungen im Ruhezustand, d.h. /Reset="High", auf die entsprechenden Ports nach aussen geführt. Wird das /Reset Signal "Low" (während des Programmierens, gesteuert durch die Programmer Software) Schaltet die Verbindung auf den Programmierport. Von dort gehen die Leitungen geschützt mit Widerständen zu den Pins der Programmierschnittstelle. Da die serielle Programmierung (und nur diese funktioniert mit dieser Schaltung!) immer nach dem gleichen Muster funktioniert, sollten eigentlich alle als Free- oder Shareware angebotenen Programme problemlos funktionieren. Einen kleinen Testbericht, sowie einige Links zu Programmern gibt es auf der Seite "meine Tools" . Bei diesem Test habe ich festgestellt, das die Widerstandswerte R1-R3 doch eine Rolle spielen. Während einige Programme problemlos bei einem Wert von 1K Ohm funktionierten (AT-Prog, PonyProg, SP12), gab es bei anderen Lesefehler. Nach verkleinern des Wertes auf 220 Ohm funktionierte alles problemlos.

Die auf dem Testboard vorhandene serielle Schnittstelle kann mit den Jumpern Jp1 an- oder abgeklemmt werden, so dass die Portsignale nicht gestört werden. Bei angeschlossener serieller Schnittstelle darauf achten, dass die Portleitungen auf einem ev. angeschlossenen Testboard nicht belegt sind.

Die Pinbelegung des "InCircuitEmulator" Steckers ist angepasst an die Flachband IC-Sockel. Da diese die Pinreihen anders belegen, als die Pfostensteckverbinder, ist die Numerierung nicht identisch mit den Portpins (Pin1 an St3 = Pin 20 am IC usw.) Wenn man die rote Markierung am Flachbandkabel aber immer auf die Seite mit der 1 anschliesst, kann man nichts verkehrt machen.
Mit dem Schalter S3 wird die Zielschaltung auf Wunsch mit 5V versorgt.
 
 
 

Schaltplan

Sourcecode zum Testen für AVR Mikrocontroller
Das Testprogramm setzt abwechselnd je einen Pin der beiden Ports auf "Low". Das Timing habe ich mittels Interrupts realisiert, so dass das Programm recht übeschaubar klein geworden ist. Ansonsten dürfte es dazu nichts zu sagen zu geben. Dazu gehört noch die Definitionsdatei 2313def.inc

Bestückungsplan und Stückliste

Stückliste

Widerstände: R1-R3    = 220    Widerstand R4         = 1K     Widerstand R5,R6    = 470    Widerstand Kondensatoren: C1    = 1000µ/25V Elko C2    = 470µ/16V Elko C3    = 100n C4    = 10µ    Elko C5, C6    = 27p    Kondensator C7-C10    = 1y    Elko Halbleiter: UR1    = 78S05 Spannungsregler 2A 5V IC1    = AT90S2313 oder AT90S1200 ATMEL (Fassung) IC2    = CD4053 IC3    = MAX232 LED1-3  = LED 3 od. 5mm (low current) Br1    = B40C3200 Brückengleichrichter

Sonstiges: St1,St2 = PB    Wannenstecker 16 Pol. St3    = InCircuitEmulator    Wannenstecker 20 Pol. St4    = Printstecker 5 Polig gerade, z.B. Reichelt PSS 254/5G und Gegenstück       PSK 254/5W, sowie PSK-Kontakte  St5    = Sub-D9 9 Pol. Buchse gewinkelt (Eu) X1    = Quarzfassung, Quarz je nach Anwendung S1-S3    = Schalter Printmontage Raster 2,54mm Ta1    = Shadow Taster z.B. Reichelt DIT1 K1    = Printanschlussklemme 2Polig Jp1    = Steckerleiste 2*2 Polig und 2 Jumper Kühlkörper für Spannungsregler (z.B. Reichelt V4330K oder V4330F). Textoolfassung 20 polig oder 24/28 Polig breite Öffnung. Siehe Text Flachband IC-Sockel 20Polig schmal (z.B. Reichelt KK20025C), Flachbandleitung 20 Polig. Siehe Text.

Download
Hier die beschriebenen Files zum Download (shift/Maustaste zum Download):
 Schaltplan 2313Mikrocontrollerboardboard
 Platinenlayout   gezippt. Achtung: Das Layout aus einen geeigneten Grafikprogramm heraus ausdrucken! (nicht aus dem Browser) Platinenmass: 100*160mm
Testprogramm Lauflicht.asm und dazu das Definitionsfile 2313def.inc
Für einen ersten Test hier noch das Intel Hex File direkt für den Brenner. 

Kompiliert wurden die Testprogramme mit dem kostenlosen AVRStudio von Atmel .