Bildergalerie
Bild 1: Universelle Schnittstellen auf allen Xplained-Kits (UC3L0).
Bild 2: AVR und AVR32 Xplained-Kits.
Bild 3: JTAG ICE3 verbindet AVR und AVR32 mit der Entwicklungsumgebung.
Bild 4: AVR Studio 5 beinhaltet Editor, Compiler, Debugger und das ASF.
Tabelle 1: Belegung IO-Header J1, J2, J3, J4.

AVR und AVR32 Xplained Evalkits

Die von MSC Vertrieb erhältlichen universellen Xplained Entwicklungsboards von Atmel sind untereinander steckerkompatibel und im Formfaktor 85 mm x 54 mm für die wichtigsten AVR- und AVR32-Familien verfügbar. Diese einfache Idee ermöglicht die Verwendung aller AVR und AVR32 MCUs in Verbindung mit eigener Hardware. Sie können entweder über die IO-Konnektoren J1 bis J4 angebunden, oder mit Atmels eigenen Sensorboards auf J1 und J2 aufgesteckt werden.

Die Idee ist einfach: Man definiere einen PCB-Formfaktor (85 mm x 54 mm), lege die Position, Belegung und die Pinfunktion von vier 10-poligen IO-Pfostensteckern im 100-mil-Raster fest, platziert den JTAG-Stecker und einen Jumper, der den Strompfad zur MCU für Messungen öffnet, sowie eine USB-Schnittstelle, die auch zur Spannungsversorgung dient und fertig ist das Xplained-Konzept.

Diese einfache Idee ermöglicht die Verwendung aller AVR- und AVR32-MCUs von Atmel und die Anbindung externer Hardware, sei es an die eigene Peripherie, die sich über die IO-Konnektoren J1 bis J4 anbinden lässt, oder Atmel-eigene Sensorboards, die auf J1 und J2 aufgesteckt werden. Aber dazu später mehr.

Auf den jeweiligen Xplained-Boards kann Atmel darüber hinaus nach Belieben Sonderfunktionen darstellen, wie beispielsweise kapazitive Tasten beziehungsweise Slider, Tasten, LEDs, LCD, Memory (SDRAM, NAND, Data Flash), Lichtsensoren und so weiter.

Damit die Xplained-Kits untereinander kompatibel sind, ist natürlich auch die Definition der einheitlichen logischen Funktionen der Steckverbinder J1, J2, J3 und J4 wichtig. Zu beachten ist bei der Anwendung der jeweiligen IO-Funktion lediglich die eventuell interne Doppelnutzung der Pins. So befindet sich zum Beispiel auf dem J4 der UC3L0 Xplain auch zusätzlich das intern angebundene Atmel AT45 Data Flash. Diese Doppelbelegungen sind in den jeweiligen Xplain User Guides beschrieben und die interne Verbindung ist meist durch vorgesehene Trennstellen wieder zu unterbrechen.

Atmel stellt auf J1 und J4 in identischer Belegung jeweils drei serielle Schnittstellen (UART, I2C und SPI) zur Verfügung. Somit können leicht externe Hardware-Erweiterungen realisiert werden. Natürlich lässt sich jeder Pin auch als GPIO-Pin nutzten:

  • Auf J3 finden sich nun allgemeine GPIO-Pins, die je nach verwendeter MCU auch Sonderfunktionen wie zum Beispiel PWM bieten.
  • J1, J3 und J4 haben die Versorgungsspannung zur Speisung ihrer eigenen Hardware auf Pins 9 und 10.
  • Auf J2 befinden sich analoge Eingänge (ADC) und, wenn auf der MCU vorhanden, analoge Ausgänge (DAC). Die interne analoge Versorgung dieser Peripherie steht ebenfalls zur Verfügung.

Die verfügbaren Xplained-Kits

Atmel unterstützt die wichtigsten AVR 8-bit-MCUs und AVR32-MCUs mit je einem Xplained-Kit. Eine Erweiterung auch auf Atmels SAM ARM MCU-Produkte ist ebenfalls möglich.

Dokumentierte Schaltpläne, Bestückungslisten und eine vollständige Unterstützung der Inbetriebnahme durch viele Beispielprojekte und Treiberpakete aus dem AVR Studio 5, helfen sehr schnell dabei, eigene Ideen auf diesen kleinen Hardwareplattformen wahr werden zu lassen. Zu jedem Xplained-Kit gibt es darüber hinaus entsprechende „Getting Started“-Applikationsschriften. Xplained-Kits kosten um die 30 €.

Sensorboards

Durch die genaue Festlegung der mechanischen, elektrischen sowie logischen Schnittstellen ist es leicht möglich, externe Hardware an die Xplained-Kits anzuschließen. Atmel bietet hierzu verschiedene Sensorboards mit 3-achsigen Beschleunigung-, Magnetfeld- und Kreiselinstrument-(Gyroskop)-Sensoren sowie genaue Drucksensoren. Mit Hilfe der im AVR Studio 5 Softwareframework (ASF) enthaltenen Treiber, können leicht kalibrierte Daten erfasst, visualisiert und für eigene Anwendungen benutzt werden: So lassen sich mit Hilfe der Xplain-Kits eigene ferngesteuerte Hubschrauber mit integriertem Autopiloten entwickeln! Außerdem gibt es Xplain-Aufsteckboards für Atmels digitale LM75-kompatible Temperatursensoren und die Crypto- und Authentication-Produkte. Weitere Boards, auch von Drittanbietern, sind in Vorbereitung.

Was fehlt noch zum Glück?

Mit der Entwicklungsplattform AVR Studio 5 können alle AVR- und AVR32-Projekte entwickelt werden. Sie beinhaltet nicht nur den leistungsstarken Microsoft Visual Studio Editor, AVR und AVR32 GNU C/C++-Compiler, Linker und Debugger, sondern auch alle Peripherie-Treiber, Softwareservices (USB-Klassentreiber, FAT-Filesysteme, RTOS und so weiter) und mehr als 500 Beispielprojekte samt umfangreicher Dokumentation. Neben diesem kostenlosen Entwicklungstool wird nur noch ein JTAG-Debug-Interface wie zum Beispiel AVR Dragon, JTAG ICE-MK2, AVR One-Kit oder das JTAG ICE3 benötigt und man kann mit AVR beziehungsweise AVR32 durchstarten.