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Der Modul-Lino 1284 

www.ak-modul-bus.de/stat/entwicklungssystem_modul_lino.html

Modul-Bus stellt ein neues und nochnmal erweitertes Entwicklungssystem vor. Der Modul-Lino 1284 ist ein Arduino-kompatibles Entwicklungssystem auf der Basis des ATmega1284. Manch einer wird vielleicht sagen: Noch ein Arduino, gibt es da nicht schon genügend unterschiedliche Systeme? Kann schon sein, aber wir haben uns entschlossen, die Vorteile des bewährten ES-M32 nun auch denjenigen zugänglich zu machen, die gern mit der Arduino-Entwicklungsumgebung arbeiten.

Als das ES-M32 entwickelt wurde stand die universelle Verwendbarkeit im Mittelpunkt. Was braucht man in den meisten Fällen, was sollte gleich mit an Bord sein. Das Konzept hat sich bei zahlreichen Entwicklungen bewährt. So wurde z.B. das Elektor-DSP-Radio anfangs auf dem ES-M32 entwickelt. Und zahlreiche kundenspezifische Entwicklungen wurden bei Modul-Bus auf dieser Basis begonnen, um dann später eine kompaktere Platine für die Serie zu entwickeln.

Radio-Enwicklung

Der heutige Quasi-Standard in der Arduino-Welt ist der Arduino Uno, ebenfalls mit 32 KB Flash. Mit diesem System kann man gut arbeiten. Aber man stößt relativ schnell an eine Grenze, bei der man zusätzliche Hardware in Form eines Shields einsetzen muss. Und oft werden die Portanschlüsse knapp. Setzt man z.B. ein LCD ein, bleiben für manche Aufgaben nicht mehr genügen Pins frei.

Mit dem Modul-Lino ist das anders. Das Wichtigste ist schon vorhanden, sodass man in den meisten Fällen ohne zusätzliche Verdrahtung gleich loslegen kann:

  • ATmega1284, 16 MHz, 32 IO-Ports, gesockelt
  • 128 kB Flash, 16 kB RAM, 4 kB EEPROM
  •  On-Board ISP-Programmer
  • Wahlweise RS232 oder USB verwendbar
  • Stromversorgung über USB oder extern
  • Portanschlüsse10-polig mit GND und VCC
  • LC-Display on Board
  • Poti, vier Taster, zwei LEDs
  • Lochrasterfeld für Hardware-Erweiterungen
 
Und wenn ein Projekt fertig ist kann man den programmierten Mega1284 aus dem Sockel nehmen und auf einer eigenen Platine einsetzen. Ein neuer Mega1284 wird dann gleich auf der Platine ohne ein zusätzliches Programmiergerät mit dem Arduino-Bootloader programmiert, und schon kann es weiter gehen. 

Wer das ES-M32 kennt wird nur einen Unterschied entdecken: Die Taktfrequenz wurde im Interesse einer besseren Kompatibilität auf 16 MHz hochgesetzt. Alles andere betrifft die Software. Mit der erweiterten Programmiersoftware ESM1284.exe kann nun der Arduino-Bootloader in den Mega32 gebrannt werden. Und damit ist das System fit für die Verwendung mit der Arduino-Entwicklungsumgebung.

Die Arduino-IDE unterstützt eigentlich keinen Mega1284. Man kann aber ein eigenes Board definieren und einfügen. Die Umsetzung der Implementierung basiert auf einem Projekt mit dem Namen Sanguino. Dabei haben folgende Quellen geholfen:

https://github.com/Lauszus/Sanguino
http://blog.stevemarple.co.uk/2013/01/how-to-use-atmel-atmega1284-non-p.html
https://github.com/arduino/Arduino/wiki/Arduino-Hardware-Cores-migration-guide-from-1.0-to-1.6



Installation des Modulino1284 Boards

Diese Anleitung und diese Dateien beziehen sich auf eine Arduino Version ab 1.6. Zum Ausführen der Installation sind einige wenige Schritte nötig.

  • Laden Sie diesen  Zip-Ordner herunter. Download: hardware.zip 
  • Kopieren Sie den Ordner „hardware“ inklusive aller darin enthaltenden Ordner und Dateien in Ihren Sketchordner -  Wenn Sie sich nicht sicher sind, wo sich Ihr Sketchorder befindet sollten Sie in den Einstellungen nachsehen (unter Datei/Einstellungen oder mit der Tastenkombination [Strg] + [,]) 
  • Sollte sich in Ihrem Sketchordner bereits ein Ordner mit dem Namen „hardware“  befinden, integrieren Sie die Dateien des geladenen hardware-Ordners in den bestehenden
  • Schließen Sie die Arduino-Oberfläche
  • Starten Sie die Arduino Oberfläche
  • Wählen Sie unter Werkzeuge-> Platine den Punkt Modulino1284 aus
  • Testen Sie die Funktionalität mit dem Blink-Beispiel unter Datei->Beispiele->01. Basics->Blink

Bei Bedarf können Sie mit dem Programm ESM1284.exe (Download: ESM1284.zip) den Booatloader in den Controller brennen. In \hardware\Modulino\avr\bootloaders\optiboot\ steht die Hexdatei. des Bootloaders optiboot_atmega1284p.hex. Im Normalfall wird das allerdings nicht nötig sein, weil der Bootloader bereits bei der Auslieferung des ES-Modulino geladen ist.
 




Arduino-Pins

Eine Besonderheit der Arduino-Software ist, dass alle Pins einfach nur Nummern tragen. Der Mega1284 hat deutlich mehr IO-Ports als der Mega328 im Arduino Uno. Daher ergibt sich eine andere Nummerierung der Anschlüsse, die man beim Programmieren berücksichtigen muss:

// ATMEL ATMEGA644/ATMEGA1284 / SANGUINO
//
//                        +---\/---+
//            (D 0) PB0  1|        |40  PA0 (AI 0 / D31)
//            (D 1) PB1  2|        |39  PA1 (AI 1 / D30)
//       INT2 (D 2) PB2  3|        |38  PA2 (AI 2 / D29)
//        PWM (D 3) PB3  4|        |37  PA3 (AI 3 / D28)
//     SS PWM (D 4) PB4  5|        |36  PA4 (AI 4 / D27)
//       MOSI (D 5) PB5  6|        |35  PA5 (AI 5 / D26)
//       MISO (D 6) PB6  7|        |34  PA6 (AI 6 / D25)
//        SCK (D 7) PB7  8|        |33  PA7 (AI 7 / D24)
//                  RST  9|        |32  AREF
//                  VCC 10|        |31  GND
//                  GND 11|        |30  AVCC
//                XTAL2 12|        |29  PC7 (D 23)
//                XTAL1 13|        |28  PC6 (D 22)
//       RX0 (D 8)  PD0 14|        |27  PC5 (D 21) TDI
//       TX0 (D 9)  PD1 15|        |26  PC4 (D 20) TDO
//  INT0 RX1 (D 10) PD2 16|        |25  PC3 (D 19) TMS
//  INT1 TX1 (D 11) PD3 17|        |24  PC2 (D 18) TCK
//       PWM (D 12) PD4 18|        |23  PC1 (D 17) SDA
//       PWM (D 13) PD5 19|        |22  PC0 (D 16) SCL
//       PWM (D 14) PD6 20|        |21  PD7 (D 15) PWM
//                        +--------+
//

(Auszug aus der pins_arduino.h-Datei)

Dementsprechend liegt

LED1    an      D12     (PWM fähig)
LED2    an      D13     (PWM fähig)
S1          an     D10     (Hardware Interrupt0)
S2          an     D11     (Hardware Interrupt1)
S3          an     D14
S4          an     D15   
   
Display:

LCD RS           an    D2
LCD Enable    an     D3
LCD D4 pin     an     D4
LCD D5 pin     an    D5
LCD D6 pin     an     D6
LCD D7 pin     an     D7

Der erste Test

Die Arduino-Software wird mit zahlreichen Beispielprogrammen (Sketches) geliefert, die man teilweise leicht anpassen muss. Der Beispiel-Sketch Blink allerdings funktioniert auf Anhieb, da der Pin D13 an LED2 angeschlossen ist. Eine Auswahl weiterer Beispiele (inklusive ein Beispiel zur Ansteuerung des Displays) finden Sie in dem folgenden Zip-Ordner, welchen Sie einfach in Ihrem Sketchorder kopieren können.  Download: ESM1284.zip



Damit das Programm in das System geladen werden kann muss das richtige Board (Modulino1284) und die richtige Schnittstelle (z.B. COM2) eingestellt sein: Nach einem Klick auf den Upload-Button erscheint zunächst die Meldung „Sketch kompilieren“ und kurz darauf „Uploaden….“.