Делаем макетную плату.

Автор: KT315B
Опубликовано 23.12.2008

Итак, в прошлый раз было много теории - в этот - будет много практики! Мы сделаем макетную плату и потестируем на ней самый простой проект, ставший уже своеобразной классикой жанра - "бегущие огоньки". Приступим.
Для изготовления макетки нам понадобится:

1. ПЛИС XC95144-PQ160;
2. Стабилизатор 7805 (КР142ЕН5А);
3. Кварцевый генератор в корпусе DIP-14 на любую частоту (чем больше - тем лучше, ибо поделить частоту всегдя можно средствами ПЛИС, а если частоты не хватит для какого-нибудь проекта - придется ставить другой генератор);
4. 4 разъема PLD-10 (без пласстмассовой окантовки под ответную часть - два разъема на плате помещены достаточно близко друг к другу и если, использовать разъемы с "пластмаской" - то они не влезут на плату и придется пожертвовать одним разъемом;
5. Разъем PLS-6 для подключения программатора;
6. Разъем PLS-2 для подачи питания;
7. 9 конденсаторов 100nF типоразмера 0805;
8. 1 электролитический конденсатор 1000uF 16V;
9. немного текстолита, ХЖ, припоя, флюса и т.п.;
10. много терпения и старания при монтаже всего этого хозяйства.

Первым делом необходимо запаять саму микросхему - это важно, потому что если сначала запаять какой-нибудь из других компонентов - паять ПЛИС будет крайне неудобно и будет гораздо больше шансов напортачить. Потом запаиваем SMD-конденсаторы, ну а в последнюю очередь все остальное. Главное не забыть про две перемычки (в файле с печаткой показаны как слой "Top Copper" красным цветом).

Итак, плату собрали, теперь нужно ее проверить. Подключаем программатор (как его собрать - было описано в предыдущей части), запускаем iMPACT (можно его запустить прямо из меню "Пуск" - сейчас это не важно) и пробуем сделать Boundary Scan. Если iMPACT обнаружил нашу микросхему - то все отлично, если не обнаружил - этому может быть несколько причин. Самые основные из них - отсутствие питания, неправильно собран/подключен программатор, не работает сама ПЛИС (это самый крайний и маловероятный вариант, когда я сам собирал эту макетку - все работало сразу). Если же плисина была благополучно обнаружена - самое время потестить плату. Для этого качаем проект и открываем его.

Итак, проект открыт - что мы видим? Три счетчика, логический элемент "И", один вход которого инверсный и непонятный объект D3_8E - это дешифратор двоичного кода в позиционный. А все это вместе - тривиальные "бегущие огни". Как это все работает - проще некуда: первые два счетчика - делитель частоты (как мы помним - выход TC у счетчика - это окончание счета), третий счетчик управляет дешифратором, который в свою очередь зажигает диоды, а элемент "И" в одним инверсным входом сбрасывает счетчик, когда тот досчитывает до 7-и (именно столько диодов я подключал к макетке).
Этот проект можно сразу заливать в ПЛИС и проверять - соответствие сигналов выводам ПЛИС назначено таким образом, что на вход CLK поступает сигнал с выхода генератора, а сигналы D0..D7 выведены на разъем, находящийся около генератора - ноги с 1 по 8 соответственно. Ноги 9 и 10 каждого разъема - земля и питание соответственно, это сделано для совмсетимости с популярной отладочной платой STK500 для микроконтроллеров Atmel. Для подключения диодов к ногам разъема я использовал кусок плоского кабеля с гнездовыми частями от разъемов типа DB-xxF, которые используются в компах и еще много где. Кстати, такой шнурок - мегаполезная вещь, которая может понадобиться не только для работы с этой макеткой. Сами диоды были расположены на обычной контактной макетке.

Если все запустилось и заработало - можно начинать экспериментиовать с проектом, добавить инверсию, например, или изменить количество диодов - по вкусу. Такая макетка может гораздо большее - чем просто мигать диодами (на ней в свое время разрабатывался и тестировался DDS-генератор с управлением от МК). Ну вот, на сегодня и все - надеюсь на продуктивные начинания при работе с ПЛИС и на то, что предложенная читателям макетка будет полезна во многих разработках.

Файлы:

Файлы Proteus и рисунок ПП.
Проект ISE.
Как это работает (видео, 2 Мб).

Вопросы, как обычно, складываем тут.