DesignLab semV

Dokumentacja projektu

Schemat blokowy

Schemat ideowy

Design PCB

Podgląd 3D

Blok mikrokontrolera (ATmega328PB)

Obliczanie wartości pojemności C1 i C2 potrzebnych do zewnętrznego oscylatora MCU:

Wybraliśmy CY16BPS ponieważ jego parametry należą do najpopularniejszych do użycia w projektach z tym MCU.
Oto jego najważniejsze parametry:

• F_XTAL = 16 MHz
• C_load = 20 pF
• ESR = 50 ohm

Dla uproszczenia obliczeń, niech C1 = C2.
Korzystając ze wzoru z dokumentacji ATmega,
C = 2 * C_L + C_S
gdzie
C_L - Pojemnosć obciążenia kryształu,
C_S - Pojemność pasożytnicza płytki PCB, niech wynosi 2 pF

Dla naszego kryształu C_L wynosi 20 pF
Stąd wynika, że C powinno mieć wartość około 42 pF.

Diody LED do sygnalizacji

Obliczanie wartości rezystancji R1, R2 i R3 potrzebnych do uregulowania pracy diód:

Napięcie zasilania: 3.3V Kolor diód LED: zielony co oznacza spadek napięcia około 2.2V
Chcemy ustalić bezpieczny punkt pracy, powiedzmy 10mA
Z prawa ohma: R = U / I = (3.3 - 2.2) / 10 mA = 110 ohm

Rezystancja podciągająca dla linii I2C

Wartość rezystancji podciągającej dla I2C jest wymianą pomiędzy możliwą prędkością wymiany danych a zużyciem energii.

Zbyt mała wartość może uniemożliwić pinowi układu scalonego z którym się komunikujemy zwarcie linii z masą. Zalezy ona więc od najniższego napięcia jaka może być odczytana przez dany ukł. (U_OL) oraz prądu jaki jest on w stanie wytrzymać (I_OL).

R_min = (V_CC - U_OLmax) / I_OL

Zbyt duża zaś, przy dużych prędkościach może nie nadążyć z naładowaniem pojemności magistrali (C_m) przed nadejściem kolejnego stanu niskiego. W związku z tym, zależy ona od czasu narastania zboczy.

R_max = t_r / (0.8473 * C_m)
Wartość 0.8473 = -ln(0.3) wynika z czasu ładowania pojemności od 30% - 70%

Przy naszych małych prędkościach komunikacji oraz z pojedynczym urządzeniem na magistrali, przyjmiemy standardową wartość 4.7kΩ.