Il manuale d`uso

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Il manuale d`uso

LUZ elettronica
CORE-PIC
Manuale d'uso
Rev. 01.00 - 28/08/03
LUZ elettronica s.n.c.
CORE-PIC Manuale d'uso.doc
pag. 1 di 17
LUZ elettronica
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Rev 01.00 del 28/08/03
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Sommario
1
Generalità....................................................................................................................................................4
2
Descrizione funzionale ................................................................................................................................5
2.1
Unità Centrale ......................................................................................................................................5
2.2
Reset di alimentazione.........................................................................................................................5
2.3
Oscillatore a 32768KHz per la funzione orologio/calendario...............................................................6
2.4
Bus I2C e memoria EEPROM non volatile ..........................................................................................6
2.5
Collegamento seriale RS232 ...............................................................................................................6
2.6
Collegamento seriale RS485 ...............................................................................................................6
2.7
Modem GSM/GPRS e SIM-Card .........................................................................................................6
2.8
Funzioni di I/O analogico .....................................................................................................................7
2.9
Funzioni di I/O digitale .........................................................................................................................7
3 Utilizzo dei pin dell'unità centrale PIC16LF876A ........................................................................................7
4
Descrizione dei connettori...........................................................................................................................9
4.1
Connettori P1 e P3...............................................................................................................................9
4.2
Connettore P4 ....................................................................................................................................11
4.3
Connettori J2 e P2 .............................................................................................................................12
5 Descrizione degli interruttori di selezione SW1.........................................................................................12
6
Specifiche tecniche ...................................................................................................................................15
6.1
Dimensioni meccaniche e interconnessioni.......................................................................................15
6.2
Caratteristiche ambientali ..................................................................................................................15
6.3
Caratteristiche elettriche statiche.......................................................................................................15
6.4
Caratteristiche elettriche dinamiche...................................................................................................15
7 Revisioni documento .................................................................................................................................16
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1
Generalità
Il modulo CORE-PIC contiene tutti i circuiti necessari per realizzare l'unità centrale di elaborazione dati
all'interno di dispositivi elettronici di vario genere. La compattezza del modulo, il basso consumo di energia,
l'ampia capacità di memoria non volatile e la disponibilità di un efficace collegamento GSM/GPRS per la
trasmissione e la ricezione dati, rendono il modulo CORE-PIC particolarmente adatto nei seguenti settori:
• Geologia. Il modulo si presta particolarmente bene per la realizzazione di piccoli "data-logger"
alimentati a batteria o a energia solare, in grado di raccogliere e di registrare dati di interesse geologico
per lunghi tempi e senza intervento umano, anche in zone non raggiungibili da linee di alimentazione
elettrica o di comunicazione telefonica. I dati possono essere trasmessi periodicamente via rete
GSM/GPRS o addirittura essere resi disponibili via Internet.
• Meteorologia e controllo dell'inquinamento ambientale. Come nel caso precedente, il modulo può
gestire la raccolta, la registrazione e la trasmissione di dati metereologici o ecologici. La compattezza e
l'economicità del sistema rendono possibile la realizzazione di vaste reti di sensori ambientali distribuiti
in modo capillare, evitando la costosa stesura di cablaggi.
• Agricoltura. Il modulo può agevolmente controllare vari tipi di dispositivi di irrigazione, con la gestione
di parametri quali i tempi e la pluviometria, oppure può presiedere alla misura di fattori come l'umidità, la
temperatura e l'acidità del suolo o delle acque.
• Domotica. Il modulo è facilmente adattabile al controllo di piccoli elettrodomestici, di antifurti, di
automatismi per l'apertura o la chusura di porte o cancelli, con la possibilità di estendere la supervisione
di tali dispositivi alla rete telefonica GSM/GPRS o Internet.
• Impianti di distribuzione. Nelle grandi reti di distribuzione di energia elettrica o di fluidi quali acqua,
gas o olio, quando sia necessario misurare parametri funzionali della rete stessa in punti remoti, può
risultare vantaggioso utilizzare la connessione GSM/GPRS preesistente nella zona, piuttosto che
stendere costosi collegamenti cablati dedicati allo scopo. In questi casi il modulo CORE-PIC è
utilizzabile come nucleo di un dispositivo specifico.
I settori elencati sopra sono soltanto alcuni esempi che servono per illustrare i campi di applicabilità del
modulo CORE-PIC. Sono possibili molti altri impieghi del dispositivo, con l'unico limite imposto dalla fantasia
dell'utilizzatore.
Il modulo CORE-PIC è un 'building-block' attorno al quale è possibile costruire il dispositivo elettronico che si
desidera. Rispetto ad una soluzione progettuale che preveda il montaggio diretto del microprocessore e
delle sue periferiche nel circuito finale, il modulo CORE-PIC offre numerosi vantaggi:
• Modularità e standardizzazione del prodotto. In unico modulo ad 'uso generale' sono state concentrate
tutte le parti di circuito necessarie per prodotti basati su micro-controllori programmabili: i circuiti
(hardware) e i programmi (software) necessari alla gestione di queste parti sono stati sviluppati e
verificati una volta per tutte da LUZ Elettronica. Pertanto i costi relativi a tale attività sono divisi fra più
utenti e più progetti e incidono in modo trascurabile sul costo finale dell'apparecchiatura.
• LUZ Elettronica ha effettuato lo studio di tutti i dettagli relativi al micro-processore e alle sue periferiche,
di quelli associati al collegamento in rete GSM/GPRS, delle particolarità dei protocolli TCP/IP e PPP, e
delle altre complessità relative ai circuiti contenuti nel modulo CORE-PIC. L'utente finale può ignorare
tutti questi dettagli, per concentrarsi sulla sua applicazione specifica.
• Il modulo CORE-PIC è prodotto per diversi utenti, pertanto i lotti di costruzione sono più ampi di quelli
necessari per l'utilizzatore singolo, permettendo una ulteriore riduzione dei costi nell'acquisto dei
componenti e nell'automazione del montaggio. Questa soluzione, in pratica, consente l'accesso a
tecnologie di produzione moderne e di qualità (come il montaggio SMD) anche ad utenti cui sarebbero
normalmente precluse per il limitato numero di pezzi prodotti.
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2
Descrizione funzionale
Nei paragrafi seguenti sono brevemente descritti i blocchi funzionali del modulo CORE-PIC.
2.1 Unità Centrale
L'unità centrale del modulo CORE-PIC è costituita da un circuito integrato del tipo PIC16LF876A, prodotto
dalla ditta "Microchip Technology Inc." (Chandler, Arizona, USA). Si tratta di un dispositivo appartenente alla
vasta famiglia dei "PIC", ampiamente utilizzata in numerose applicazioni industriali, professionali e in
apparecchiature di larga diffusione. Il notevole successo commerciale della famiglia PIC garantisce la
disponibilità e il supporto del dispositivo per un adeguato tempo futuro. Inoltre molte case specializzate
offrono diversi attrezzi per la programmazione e lo sviluppo del software dei dispositivi PIC.
Il circuito PIC16LF876A, in particolare, dispone delle seguenti funzioni integrate al suo interno:
• 8K x 14 bit di memoria FLASH per contenere il codice di programma. La memoria FLASH può essere
riprogrammata, per aggiornare o correggere il software, senza estrarre il componente dal circuito.
• 368 Byte di memoria dati. La memoria è in grado di mantenere le informazioni registrate, fin tanto che il
dipositivo è alimentato, anche durante il funzionamento in "stand-by". I dati sono tuttavia persi in
assenza di alimentazione.
• 256 Byte di memoria EEPROM. Questa memoria mantiene i dati registrati anche in assenza di
alimentazione, pertanto è particolarmente adatta per contenere in modo permanente i codici di
configurazione o di calibrazione del modulo, o altri dati in qualche modo "definitivi" legati alla particolare
applicazione. La memoria EEPROM a bordo del PIC non deve essere confusa con quella esterna
all'unità centrale, descritta nel paragrafo 2.4.
• 22 pin di I/O digitale, programmabili singolarmente oppure configurabili per il supporto di numerose
funzioni interne del dispositivo PIC.
• 3 Timer programmabili in modi diversi. Uno dei timer, in particolare, può essere usato come generatore
di segnale PWM, mentre un altro timer può servire come elemento base per realizzare un orologio
calendario stabilizzato al quarzo (si veda il par. 2.3),
• Interfaccia seriale asincrona. E' utilizzata dai collegamenti seriali RS232 (par. 2.5), RS485 (par. 2.6)
oppure per il collegamento al modem GSM/GPRS (par. 2.7).
• Bus seriale sincrono nello standard I2C. E' utilizzato per la lettura e la scrittura della memoria EEPROM
esterna (par. 2.4). L'utente, a sua volta, può collegare al bus qualsiasi dispositivo nello stesso standard
I2C, a seconda delle sue necessità.
• Convertitore A/D a 10 bit con 5 canali d'ingresso, interamente disponibili per l'utente.
• Diversi modi di funzionamento per limitare il consumo di corrente. Il programma può disabilitare
selettivamente ciascun dispositivo periferico e la l'Unità Centrale stessa, fino a lasciare in funzione
soltanto l'oscillatore dell'orologio/calendario (par. 2.3). In queste condizioni (stand-by) l'Unità Centrale
può "svegliarsi" periodicamente oppure in conseguenza dell'attivazione di un segnale esterno, con un
consumo di corrente tale da consentire il funzionamento del dispositivo per lungo tempo, alimentato da
pile alcaline, al litio o similari.
Il modulo CORE-PIC utilizza un quarzo da 3.6864MHz per stabilizzare l'oscillatore del PIC16LF876A
mantenendo un buon compromesso fra le caratteristiche di alimentazione, di consumo e di velocità del
dispositivo. Tuttavia è possibile utilizzare quarzi con frequenze fino a 20MHz, per applicazioni particolari,
nelle quali sia richiesta una maggiore velocità di elaborazione dell'Unità Centrale.
2.2 Reset di alimentazione
Un dispositivo di tipo TC809R controlla in continuazione la tensione di alimentazione e attiva il "RESET" per
tutti i circuiti del modulo, ogni volta che viene rilevato un valore inferiore a 2.63V (si veda il par. 6.3 per il
valore esatto). In questo modo il modulo resta bloccato quando la tensione di alimentazione è inferiore al
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minimo necessario per garantire un corretto funzionamento di tutti i dispositivi interni, evitando il pericolo di
effettuare operazioni errate o fuori dal controllo del programma. Lo stato di RESET cessa non appena la
tensione di alimentazione ritorna nei limiti previsti.
2.3 Oscillatore a 32768KHz per la funzione orologio/calendario
L'oscillatore relativo al dispositivo "Timer 1" contenuto nell'unità centrale PIC16LF876A è stabilizzato con un
quarzo da 32768 Hz di tipo "tuning-fork", analogo a quelli normalmente utilizzati per gli orologi o i cronometri
elettronici. L'oscillatore ed il timer possono essere predisposti per funzionare come una "base- tempo" di
elevata precisione. La base-tempo a sua volta consente di realizzare, con un programma opportuno, un
orologio/calendario con tutte le caratteristiche desiderate. Il timer 1 e l'oscillatore sono in grado di funzionare
anche quando l'unità centrale ed i circuiti associati sono in "stand-by", con consumi di corrente molto ridotti,
per le applicazioni alimentate a batteria o comunque con bassa disponibilità di energia.
2.4 Bus I2C e memoria EEPROM non volatile
In aggiunta alla memoria EEPROM contenuta nell'unità centrale PIC16LF876A (vedi par. 2.1) sono presenti
ulteriori 4 banchi di memoria non volatile accessibili tramite il bus I2C. Ciascun banco è costituito da 64
KBytes di memoria EEPROM, per un totale di 256 KBytes (quando tutti i banchi sono installati). La memoria
EEPROM ha la caratteristica di mantenere i valori registrati anche in assenza della tensione di alimentazione
del modulo, il che la rende particolarmente adatta per immagazzinare dati a lungo termine in applicazioni
con alimentazione a batteria, a celle solari, o addirittura in dispositivi destinati a subire spegnimenti
prolungati. Il bus I2C è disponibile all'esterno del modulo e può essere usato per il collegamento di altri
dispositivi compatibili con lo standard.
2.5 Collegamento seriale RS232
L'unità centrale PIC16LF876A contiene un dispositivo di controllo per una interfaccia di tipo seriale asincrono
(UART). I segnali di trasmissione e di ricezione associati a tale dispositivo sono collegati ad un circuito di
translazione dei livelli di tensione per adattarli allo standard RS232. In questo modo diventa possibile
realizzare un semplice collegamento diretto del modulo CORE-PIC ad un altro dispositivo esterno, per
esempio un PC o un modem, che preveda una analoga interfaccia seriale compatibile con lo standard
RS232. Oltre al segnale di trasmissione e quello di ricezione previsti dall'interfaccia seriale, anche altri due
segnali di I/O generici sono translati ai livelli RS232, per essere eventualmente utilizzati come linee "RTS" e
"CTS" talvolta necessarie per certi tipi di collegamento.
2.6 Collegamento seriale RS485
Il collegamento seriale RS232 descritto nel precedente par. 2.5, pur essendo applicabile in numerose
situazioni, presenta il limite di essere adatto unicamente per connessioni punto-a-punto, cioè fra due soli
dispositivi, senza la possibilità di realizzare una rete di più apparati in collegamento reciproco. Per superare
anche questo limite, il modulo CORE-PIC contiene un circuito di adattamento allo standard RS485 che,
diversamente dal precedente, consente il collegamento in un "bus" di numerosi dispositivi, formando una
"rete locale" nella quale ciascun nodo puo trasmettere o ricevere dati da un qualsiasi altro nodo.
L'interfaccia RS485 è opzionale in alternativa alla RS232.
2.7 Modem GSM/GPRS e SIM-Card
Il modulo CORE-PIC può essere equipaggiato con un dispositivo modem radio ricevitore e trasmettitore
nelle bande 900MHz/1800MHz, secondo lo standard GSM/GPRS. Il dispositivo permette l'inserimento del
modulo CORE-PIC nelle normali reti telefoniche cellulari, allo scopo di trasferire dati con altri computer
remoti o con la rete Internet mondiale. Il circuito del modem comprende anche l'alloggiamento e i
collegamenti elettrici necessari per ospitare la SIM-Card relativa all'operatore telefonico e al tipo di contratto
scelto per poter utilizzare la rete cellulare. In funzione delle quantità di dati da trasferire e dei costi
corrispondenti, il modulo può trasmettere o ricevere dati via messaggi SMS, oppure con il protocollo a bassa
velocità in modo GSM, o ancora con il protocollo veloce in modo GPRS. Quest'ultimo, inoltre, permette il
collegamento alla rete Internet, via TCP/IP, consentendo la realizzazione di applicazioni nelle quali il modulo
CORE-PIC accede direttamente ai siti della rete per scaricare o depositare dati in modo autonomo.
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Quest'ultima capacità è particolarmente interessante se associata alle possibilità di "data-logging" previste
per il modulo: L'ampia capacità di memoria non volatile (vedi par. 2.4) e le caratteristiche di basso consumo
permettono di realizzare appartati in grado di funzionare in luoghi isolati per lunghi periodi di tempo,
registrando dati e misure di qualsiasi genere, per poi trasmetterli a computer remoti o renderli disponibili
sulla rete.
Il modem GSM/GPRS utilizza l'interfaccia seriale asincrona contenuta nell'unità centrale PIC16LF876A,
pertanto può essere installato in alternativa alle interfacce RS232 o RS485.
2.8 Funzioni di I/O analogico
Il convertitore A/D contenuto nell'unità centrale PIC16LF876A non è assegnato a nessuna funzione del
modulo, pertanto è interamente disponibile per l'applicazione specifica. Il convertitore ha una risoluzione di
10 bit, perciò è in grado di discriminare variazioni dei valori di tensione in ingresso inferiori a un millesimo
dell'intera scala di misura. Il convertitore può essere collegato dinamicamente ad un canale a scelta fra i 5
disponibili sull'unità centrale. La scala di misura può essere configurata per coincidere con la tensione di
alimentazione (vedi par. 6.3) oppure per corrispondere ad una tensione di riferimento esterna. Il convertitore
A/D è adatto per la misura diretta di segnali ad alto livello, cioè su una scala di almeno 2V. Per segnali a
basso livello è necessario prevedere gli opportuni amplificatori esterni.
2.9 Funzioni di I/O digitale
L'unità centrale PIC16LF876A prevede 22 segnali di I/O digitale utilizzabili dal programma sia come ingressi
che come uscite digitali configurabili singolarmente. Alcuni di questi segnali sono già assegnati alle funzioni
descritte nei paragrafi precedenti (oscillatore 32768Hz, memoria EEPROM su bus I2C, linea seriale
RS232/RS485/Modem GSM/GPRS, convertitore A/D). Tutti i segnali liberi e quelli relativi a funzioni non
utilizzate possono comunque essere collegati esternamente al modulo per essere adebiti a qualsiasi altra
funzione necessaria per ciascuna applicazione.
3
Utilizzo dei pin dell'unità centrale PIC16LF876A
La seguente tabella descrive l'uso di ciascun PIN dell'unità centrale PIC16LF876A.
num.
Nome
Descrizione
8,19
GND
Massa del modulo. Deve essere connessa al polo negativo della sorgente di
alimentazione principale del modulo.
20
VDD
Alimentazione dell'unità centrale. Si collega al polo positivo dell'alimentazione
principale del modulo attraverso l'interruttore SW1-7 (vedi cap. 5). L'interruttore è
chiuso per il funzionamento normale, ma può essere aperto durante le operazioni
di programmazione del modulo, per consentire al dispositivo di programmazione
di alimentare il chip PIC16LF876A a tensioni diverse da quelle previste per il resto
del circuito (vedi par. 6.3).
1
~MCLR
RESET generale del modulo. Si collega al dispositivo di RESET e di controllo
dell'alimentazione (vedi par. 2.2). Il dispositivo di RESET porta il segnale a livello
LOW ogni volta che la tensione di alimentazione scende al di sotto di 2.63V
nominali. Quando la tensione ritorna ai valori di funzionamento normale, allora il
dispositivo di RESET mantiene ancora il segnale a livello LOW per circa 240 ms,
poi lo porta a livello HIGH. L'attesa consente l'assestamento dei valori di
funzionamento dell'oscillatore principale dell'unità centrale e degli altri circuiti,
dopo il transitorio di ritorno della alimentazione. Il segnale ~MCLR può essere
sezionato aprendo l'interruttore SW1-8 (vedi cap. 5): questo consente al
dispositivo di programmazione di applicare al pin tensioni diverse da quelle
previste per il resto del circuito (vedi par. 6.3).
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num.
Nome
9,10
OSC1,OSC2
2
RA0/AN0
I/O generico digitale, oppure canale #0 del convertitore A/D.
3
RA1/AN1
4
RA2/AN2
I/O generico digitale, oppure canale #2 del convertitore A/D. In alternativa il
segnale può essere configurato come terminale negativo della tensione di
riferimento del convertitore A/D.
5
RA3/AN3
I/O generico digitale, oppure canale #3 del convertitore A/D. In alternativa il
segnale può essere configurato come terminale positivo della tensione di
riferimento del convertitore A/D.
6
RA4
I/O generico digitale. Se utilizzato come OUTPUT il segnale è di tipo OPENDRAIN, con la capacità di sopportare un potenziale superiore alla tensione di
alimentazione (fino a 8.5V ).
7
RA5/AN4
11
RC0/T1OSO
I/O generico digitale, oppure terminale di uscita dell'oscillatore associato al TIMER
#1 dell'unità centrale. Per le funzioni di orologio/calendario il segnale è collegato a
un quarzo da 32768Hz "tuning-fork" per costituire, in congiunzione con il pin n. 12,
un oscillatore in configurazione Colpitts (vedi par. 2.3).
12
RC1/T1OSI
I/O generico digitale, oppure terminale di ingresso dell'oscillatore associato al
TIMER #1 dell'unità centrale. Per le funzioni di orologio/calendario il segnale è
collegato a un quarzo da 32768Hz "tuning-fork" per costituire, in congiunzione con
il pin n. 11, un oscillatore in configurazione Colpitts (vedi par. 2.3).
13
RC2
14
RC3/SCL
I/O generico digitale, oppure segnale SCL relativo al bus I2C. Il segnale è
collegato a 4 dispositivi di memoria EEPROM di tipo 24LC515 e ad una resistenza
di pull-up da 2.2 KΩ.
15
RC4/SDA
I/O generico digitale, oppure segnale SDA relativo al bus I2C. Il segnale è
collegato a 4 dispositivi di memoria EEPROM di tipo 24LC515 e ad una resistenza
di pull-up da 2.2 KΩ.
16
RC5/WP
I/O generico digitale, oppure segnale di inibizione della scrittura delle memorie
EEPROM 24LC515. Nello stato HIGH disabilita la scrittura delle memorie, pur
consentendo la normale lettura. Nello stato LOW le memorie sono abilitate sia in
scrittura che in lettura. Il segnale è collegato ad una resistenza di pull-up da
2.2 KΩ.
17
RC6/TX
I/O generico digitale, oppure segnale di trasmissione dell'interfaccia seriale
asincrona interna al PIC16LF876A. E' utilizzato per i collegamenti RS232, RS485
oppure GSM/GPRS (vedi par. 2.5, 2.6 e 2.7).
18
RC7/RX
I/O generico digitale, oppure segnale di ricezione dell'interfaccia seriale asincrona
interna al PIC16LF876A. E' utilizzato per i collegamenti RS232, RS485 oppure
GSM/GPRS (vedi par. 2.5, 2.6 e 2.7).
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Descrizione
Oscillatore principale del modulo. I due segnali sono collegati direttamente al
cristallo di quarzo utilizzato per stabilizzare la frequenza dell'oscillatore principale
interno all'unità centrale PIC16LF876A. L'oscillatore, in configurazione "Colpitts", è
compatibile con diverse frequenze di risonanza e tagli del quarzo: La versione
base del modulo CORE-PIC monta un quarzo da 3.6864MHz con taglio AT,
tuttavia è possibile installare altri quarzi con frequenze di risonanza fino a 20MHz,
in funzione del rapporto velocità/prestazioni desiderato.
I/O generico digitale.
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num.
Nome
Descrizione
21
RB0/~CTS
I/O generico digitale, oppure segnale di ingresso "Clear To Send" proveniente
dall'interfaccia RS232 o dal modem GSM/GPRS
22
RB1/~RTS
I/O generico digitale, oppure segnale di uscita "Request To Send" diretto
all'interfaccia RS232 o al modem GSM/GPRS
23
RB2/~RE
I/O generico digitale, oppure segnale di abilitazione dei ricevitori RS232 o RS485.
Nello stato LOW i ricevitori sono abilitati.
24
RB3/TE
I/O generico digitale, oppure segnale di abilitazione dei trasmettitori RS232 o
RS485. Nello stato HIGH i trasmettitori sono abilitati. Nell'interfaccia RS232 il
segnale controlla anche il consumo di corrente: nello stato LOW l'interfaccia è in
modalità a basso consumo (SHUTDOWN).
25
RB4
I/O generico digitale
26
RB5
27
RB6
28
RB7
Per ulteriori dettagli relativi ai pin e alle funzioni dell'unità centrale PIC16LF876A si rimanda alla
pubblicazione "PIC16F87XA Data Sheet (DS39582A)" e alla pubblicazione "Mid-Range MCU Family
Reference Manual (DS33023A)" entrambe edite dalla Microchip Technology Incorporated - 2355 W.
Chandler Blvd. - Chandler, AZ USA.
4
Descrizione dei connettori
4.1 Connettori P1 e P3
I connettori P1 e P3 hanno lo scopo di creare il collegamento elettrico del modulo CORE-PIC alla scheda
che realizza l'applicazione desiderata (scheda madre). I due connettori sono del tipo a pettine, maschi,
ciascuno organizzato in due file da 12 contatti, a passo 2x2mm, per un totale di 48 terminali (si veda il par.
6.1 per le dimensioni meccaniche e la disposizione dei contatti). Le tabelle seguenti descrivono la funzione
di ciascun terminale.
CONNETTORE P1.
num.
nome
Descrizione
1-2
VCC
Alimentazione generale. Questa è l'alimentazione principale di tutti i circuiti del
modulo CORE-PIC, ad esclusione del modem GSM/GPRS. La scheda madre
deve fornire una tensione stabilizzata secondo le specifiche riportate nel par. 6.3.
3-4
VBATT
Alimentazione del modem GSM/GPRS. I due terminali sono utilizzati soltanto nel
caso sia installato il modem GSM/GPRS. VBATT può essere collegato a VCC
qualora si desideri che l'alimentazione generale fornisca potenza anche al
modem. In alternativa, nelle applicazioni dove si preveda un basso assorbimento
di corrente (inferiore a 10mA) dalla alimentazione VCC, si può collegare VBATT a
una tensione non stabilizzata (p. es. una batteria) lasciando al regolatore interno
del modem GSM/GPRS il compito di fornire la tensione regolata VCC.
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num.
nome
Descrizione
5-6
CHGR
Alimentazione del caricatore di batteria interno al modem GSM/GPRS. I due
terminali sono utilizzati soltanto nel caso sia installato il modem GSM/GPRS e
hanno significato solo se la tensione collegata a VBATT proviene da una batteria
al litio da 3.6V ricaricabile.
7
BATT-TEMP
Collegamento al sensore di temperatura della batteria (resistenza PTC) per
l'utilizzo dei terminali CHGR.
8
VRTC
Alimentazione ausiliaria dell'orologio calendario interno al modem GSM/GPRS.
Questa alimentazione ha lo scopo di mantenere attivo l'orologio calendario del
modem anche quando viene a mancare la tensione di batteria. Si noti che la
funzione orologio/calendario del modem è diversa da quella relativa al Timer #1
dell'unità centrale.
9 - 10
RC1 - RC0
11- 12
RC3 - RC2
Segnali di I/O e di funzioni varie connessi agli omonimi pin dell'unità centrale
PIC16LF876A. Si veda il cap. 3 per ulteriori dettagli.
13 - 14
RC5 - RC4
15 - 16
RC7 - RC6
17
~RX232
Segnale di ricezione (in ingresso rispetto al modulo CORE-PIC) della linea seriale
asincrona nei livelli RS232 (vedi par. 2.5).
18
~TX232
Segnale di trasmissione (in uscita rispetto al modulo CORE-PIC) della linea
seriale asincrona nei livelli RS232 (vedi par. 2.5).
19
CTS232
Segnale "Clear To Send" (in ingresso rispetto al modulo CORE-PIC) della linea
seriale asincrona nello standard RS232 (vedi par. 2.5).
20
RTS232
Segnale "Request To Send" (in uscita rispetto al modulo CORE-PIC) della linea
seriale asincrona nello standard RS232 (vedi par. 2.5).
21 - 22
A485 - B485
Coppia differenziale in trasmissione e in ricezione seriale asincrona del bus nello
standard RS485 (vedi par. 2.6). Il terminale A485 non è invertente, mentre il
terminale B485 è invertente. Il modulo CORE-PIC contiene una rete di protezione
con diodi TVS per limitare i transitori EMI su questi terminali. ATTENZIONE: Il
bus RS485 dovrà essere correttamente terminato ai due estremi, e si dovranno
prevedere le opportune resistenze di pullup e di pulldown per garantire lo stato
"passivo" del bus.
23 - 24
GND
Riferimento di massa di tutte le alimentazioni e ai segnali del modulo CORE-PIC.
CONNETTORE P3.
num.
nome
Descrizione
1-2
VCC
Alimentazione generale. Questa è l'alimentazione principale di tutti i circuiti del
modulo CORE-PIC, ad esclusione del modem GSM/GPRS. La scheda madre
deve fornire una tensione stabilizzata secondo le specifiche riportate nel par. 6.3.
3-4
RA1 - RA0
5-6
RA3 - RA2
7-8
RA5 - RA4
9 - 10
GND
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num.
nome
11 - 12
RB1 - RB0
13 - 14
RB3 - RB2
15 - 16
RB5 - RB4
17 - 18
RB7 - RB6
Descrizione
19 - 20 GPIO1- GPIO2 Segnali di I/O generici del modem GSM/GPRS
21
~BOOT
Segnale di programmazione/configurazione del modem GSM/GPRS
22
~RESET
RESET generale in uscita dal modulo CORE-PIC. Nello stato LOW indica che la
tensione di alimentazione VCC è al di sotto della soglia minima di funzionamento.
Il segnale ~RESET coincide normalmente con il terminale ~MCLR dell'unità
centrale, dal quale è separato soltanto dall'interruttore SW1.8. Si vedano il par.
2.2, il cap. 3 e il par. 6.3.
23 - 24
GND
4.2 Connettore P4
Il connettore P4 è riservato alle funzioni di programmazione e di configurazione dell'unità centrale
PIC16LF876A. Per mezzo di questo connettore, collegato ad un opportuno strumento di programmazione, è
possibile effettuare il "download" della memoria FLASH e della memoria non volatile EEPROM, sotto il
controllo di un "Personal Computer" o di una "Work Station". Il kit di programmazione "MPLAB - ICD2" fornito
dalla Microchip Technology Incorporated, per esempio, consente di effettuare la programmazione completa
del modulo CORE-PIC permettendo anche il controllo e la correzione degli errori (debug) di
programmazione.
La seguente tabella descrive l'uso di ciascun terminale del connettore P4. Si veda il par. 6.1 per le
dimensioni meccaniche e la disposizione dei contatti.
CONNETTORE P4.
num.
nome
1
VPP
Tensione di programmazione (13.5V). Questo terminale coincide con il segnale
~MCLR dell'unità centrale. Per evitare danneggiamenti del modulo durante la
programmazione l'interruttore SW1-8 deve essere aperto (OFF).
2
VDD
Alimentazione dell'unità centrale. Questo terminale coincide con il segnale VDD
dell'unità centrale. L'interruttore SW1-7 collega VDD alla alimentazione generale
VCC. Il programmatore fornisce una tensione nominale di 5V sul terminale VDD.
Se si desidera che tale tensione alimenti solo l'unità centrale, e non gli altri
dispositivi del modulo, allora durante la programmazione l'interruttore SW1-7
deve essere aperto (OFF.
3
GND
Riferimento di massa generale.
4
RB7
Terminale collegato al omonimo pin dell'unità centrale. Costituisce il segnale
"DATA" durante la programmazione.
5
RB6
Terminale collegato al omonimo pin dell'unità centrale. Costituisce il segnale
"CLOCK " durante la programmazione.
Descrizione
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LUZ elettronica
4.3 Connettori J2 e P2
Il connettore J2 ha la funzione di collegare elettricamente il modem GSM/GPRS e non è normalmente
accessibile all'utilizzatore del modulo CORE-PIC. Per la sua descrizione si rimanda alla documentazione
relativa al modem GSM/GPRS.
Il connettore P2 costituisce l'alloggiamento per la tessera SIM-Card necessaria per il funzionamento del
modem GSM/GPRS. La seguente tabella descrive l'uso di ciascun terminale.
CONNETTORE P2.
num.
nome
Descrizione
1
SIMVCC
Alimentazione della SIM-Card. E' fornita dal modem GSM/GPRS
2
SIMRST
RESET della SIM-Card.
3
SIMCLK
CLOCK di sincronismo per i dati seriali.
4
VCC
Alimentazione generale. Fa capo a un contatto nel corpo dell'alloggiamento che è
chiuso verso il segnale SIMPRES quando la SIM-Card è inserita.
5
GND
Massa generale.
6
n.c.
7
SIMDATA
Dati seriali in lettura e in scrittura sulla SIM-Card
8
SIMPRES
Indicazione di SIM-Card presente. E' un contatto che si chiude verso VCC.
Contatto non utilizzato
NOTA: L'alloggiamento P2 è adatto all'inserzione delle SIM-Card da 3V. Non è possibile usare le SIM-Card
con alimentazione a 5V.
5
Descrizione degli interruttori di selezione SW1
Il modulo CORE-PIC è equipaggiato con un gruppo di 8 interruttori, denominato SW1, con lo scopo di
selezionare alcune opzioni di configurazione del modulo stesso. Ciascun interruttore di SW1 è numerato da
1 a 8, e può assumere le posizioni di ON (chiuso) oppure di OFF (aperto) come descritto nella seguente
tabella.
Interruttori SW1
num
Posizione
Descrizione
1
OFF
Separa il modem GSM/GPRS dal segnale RB0 che, pertanto, resta diponibile per altri
utilizzi.
ON
Collega il modem GSM/GPRS al segnale RB0 che assume quindi la funzione di
ingresso "CTS" verso l'unità centrale.
ATTENZIONE: questa posizione è possibile soltanto se gli interruttori SW1.3 e SW1.5
sono entrambe nella posizione di OFF, oppure se le opzioni RS232 e RS485 non
sono installate.
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LUZ elettronica
num
Posizione
Descrizione
2
OFF
Separa il modem GSM/GPRS dal segnale RC7 che, pertanto, resta disponibile per
altri utilizzi.
ON
Collega il modem GSM/GPRS al segnale RC7 che assume quindi la funzione di
ingresso "RX" verso l'unità centrale.
ATTENZIONE: questa posizione è possibile soltanto se gli interruttori SW1.3 e SW1.5
sono entrambe nella posizione di OFF, oppure se le opzioni RS232 e RS485 non
sono installate.
3
OFF
Disabilita i ricevitori dell'interfaccia seriale RS232. I segnali ~RX232 e CTS232 non
sono gestiti.
ON
I ricevitori dell'interfaccia seriale RS232 sono gestiti dal segnale RB2. Quando RB2 è
LOW il segnale ~RX232 e il segnale CTS232, convertiti dai livelli RS232, controllano
rispettivamente RC7 (ricezione seriale) e RB0 (Clear-To-Send). Quando RB2 è HIGH i
segnali RC7 e RB0 restano in alta impedenza.
ATTENZIONE: questa posizione è possibile soltanto se gli interruttori SW1.1, SW1.2
e SW1.5 sono tutti nella posizione di OFF, oppure se il modem GSM/GPRS e
l'opzione RS485 non sono installate.
4
5
OFF
Forza l'interfaccia RS232 in modalità "basso consumo" (shut-down). I segnali ~TX232
e RTS232 non sono gestiti.
ON
Il segnale RB3 controlla la modalità "basso consumo" (shut-down) dell'interfaccia
RS232. Quando RB3 è HIGH l'interfaccia RS232 funziona regolarmente e i segnali
RC6 e RB1 controllano rispettivamente ~TX232 e RTS232. Quando RB3 è LOW
l'interfaccia RS232 è in shut-down e i segnali ~TX232 e RTS232 restano in alta
impedenza.
OFF
La ricezione dell'interfaccia seriale RS485 è disabilitata.
ON
La ricezione dell'interfaccia seriale RS485 è controllata dal segnale RB2. Quando RB2
è LOW il segnale differenziale presente sui terminali A485 e B485, convertito dal
livello RS485, controlla lo stato di RC7 (ricezione seriale).
ATTENZIONE: questa posizione è possibile soltanto se gli interruttori SW1.1, SW1.2
e SW1.3 sono sutti nella posizione OFF, oppure se il modem GSM/GPRS e l'opzione
RS232 non sono installate.
6
7
OFF
Disabilita il trasmettitore dell'interfaccia seriale RS485.
ON
Il segnale RB3 controlla l'abilitazione del trasmettitore RS485. Quando RB3 è HIGH i
trasmettitore è abilitato e il segnale RC6 è trasferito sul bus differenziale A485/B485.
Quando RB3 è LOW il trasmettitore è in alta impedenza e altri trasmettitori possono
prendere il controllo del bus.
OFF
Separa l'alimentazione dell'unità centrale PIC16LF876A dall'alimentazione generale
VCC. L'unità centrale è alimentata unicamente dal terminale 2 del connettore P4.
ATTENZIONE: Questa posizione è utile soltanto durante la programmazione dell'unità
centrale, quando la tensione generata dal programmatore (5V) è superiore alla
massima tensione di alimentazione ammessa per altri dispositivi installati nel modulo
o nella scheda madre.
ON
L'alimentazione dell'unità centrale è collegata alla tensione VCC. Questa è la
posizione di funzionamento normale.
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LUZ elettronica
num
Posizione
8
OFF
Descrizione
Separa il terminale ~MCLR dell'unità centrale dal segnale ~RESET generato dal
dispositivo di controllo della tensione di alimentazione.
ATTENZIONE: questa posizione deve essere selezionata durante la programmazione
dell'unità centrale in quanto il programmatore forza sul terminale ~MCLR una tensione
tale da danneggiare gli altri circuiti.
ON
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Il terminale ~MCLR dell'unità centrale è collegato al segnale ~RESET. Questa è la
posizione di funzionamento normale.
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LUZ elettronica
6
Specifiche tecniche
6.1 Dimensioni meccaniche e interconnessioni.
Dimensioni meccaniche
34 x 101
Peso (modulo GSM/GPRS non installato)
20
mm2
g
Si veda l'7 per il disegno meccanico del modulo CORE-PIC.
6.2 Caratteristiche ambientali
Dato
min
Temperatura di esercizio
Temperatura di immagazzinamento
6.3
typ
max
unit
-20
+70
°C
-40
+85
°C
Caratteristiche elettriche statiche
Dato
min
typ
max
unit
5.5
V
Tensione di alimentazione Vcc
senza GSM/GPRS
2.70
(funzionamento)
con GSM/GPRS
3.0
3.3
3.6
V
2.55
2.63
2.70
V
Tensione di reset
Assorbimento di corrente, senza GSM/GPRS
Vcc = 3.6V
tbd
mA
Assorbimento con GSM/GPRS in ricezione
Vcc = 3.6V
tbd
mA
Assorbimento con GSM/GPRS in trasmissione
Vcc = 3.6V
tbd
mA
Assorbimento in stand-by, RTC attivo
Vcc = 3.6V
µA
tbd
Livello LOW per gli ingressi RA1..RA3, RA5, RB1..RB7
0.15•Vcc
Livello LOW per gli ingressi RA4, RB0, RC0..RC7
0.20•Vcc
V
0.8+0.25•Vcc
V
0.80•Vcc
V
Livello HIGH per gli ingressi RA1..RA3, RA5, RB1..RB7
2.0
Livello HIGH per gli ingressi RA4, RB0, RC0..RC7
Livello LOW per le uscite (IOL = 8.5mA)
0.8
0.6
Livello HIGH per le uscite (IOH = 3mA) escl. RA4
Vcc-0.7
6.4 Caratteristiche elettriche dinamiche
Dato
min
Frequenza standard dell'oscillatore principale
V
V
V
typ
max
3.6864
unit
MHz
Frequenza dell'oscillatore principale (modo XT)
4.000
MHz
Frequenza dell'oscillatore principale (modo HS, Vcc ≥ 3V)
10.000
MHz
Frequenza dell'oscillatore del timer #1 (RTC)
Durata del RESET di accensione
32768
140
Tempo di risveglio dopo lo STAND-BY
560
30
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Hz
ms
ms
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LUZ elettronica
7
Disegni Meccanici
Modulo CORE-PIC. Vista lato lato componenti
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Rev 01.00 del 28/08/03
LUZ elettronica
8
Revisioni documento
VER
REV DATA
DESCRIZIONE
1
0
Stesura originale
1/02/2003
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Il manuale d`uso

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