[ATmega16A] LCD z S65 + USB<>UART (FT232RL) - prośba o sprawdzenie schemat

Witam
Chciałbym poprosić obeznane osoby o sprawdzenie poprawności schematów. Nie chciałbym, żeby coś mi się zdematerializowało po podłączeniu prądu, ale może też są rzeczy które można podłączyć lepiej, prościej.
Projekt ma być zasilany z USB.
Temat projektu: Analizator widma dźwięku. Do UC przesyłam (przez usb) już gotowe dane bezpośrednio do wyświetlenia, albo będę przesyłał do UC np wysokości słupków, a UC do LCD wyśle odpowiednio obrobione dane.

Paczka rezystorów wrzucona poglądowo, żeby tyle oporników na schemat pojedynczo nie dodawać, nie wiem czy da się takie paczki kupić, bo jeszcze nie widziałem w żadnym sklepie takiej paczki.
Schemat do FT232RL wziąłem z dokumentacji tego elementu. Chcę dodać jeszcze diodki żeby "widzieć" transfer, tylko muszę znaleźć chwilę na modyfikację.

Schemat do LCD z tematów na forum i powiązanych źródeł. Jeszcze nie wiem którą wersję wyświetlacza dostanę, od tego S65, czekam na przesyłkę. Nie mam zielonego pojęcia jak działa stabilizator napięcia, bo nie udało mi się wywnioskować tego z dokumentacji. Wydaje mi się, że jakie napięcie bym nie podał (z dopuszczalnego zakresu), to stabilizator wystawi w tym przypadku 3V, jednak wydaje mi się to dziwne, więc prosiłbym o jakieś wyjaśnienie, bądź dobry artykuł/form/post/cokolwiek na ten temat.

Zdaję sobie sprawę, że ATmega16 może nie być w stanie obsłużyć za szybko tego wyświetlacza, planuję użyć C i może ASM (zależy na ile czas pozwoli, bo to projekt na zaliczenie)
Zaznaczam, że to mój pierwszy projekt i proszę o jasne i konstruktywne opinie.



---- Edit
Wprowadziłem drobne poprawki do schematów
---- Edit
Nowa wersja schematów !!

1. W niektórych miejscach brak węzłów tam może nie być połączenia. Na schemacie 1 w 3 i na 3 w 1 miejscu.
2. Moim zdaniem za diodą D1 powinien być kondensator.
3. Na schemacie 3: C10 zalecany jest 100nF, a skoro nie używasz przetwornika to L1 nie jest konieczne i AVCC można połączyć z VCC. R4 nie jest potrzebny.
4. Jak działa stabilizator? Najlepiej widać to w wersjach regulowanych (LM317), których napięcie wyjściowe ustawia się za pomocą dzielnika na wyjściu. Obwody wewnętrzne ustalają takie napięcie na wyjściu aby sygnał z dzielnika był równy napięciu odniesienia (które jest zawsze stałe i wynosi np. 1,25V).

Jeżeli chodzi o LCD to generalnie powinno wszystko działać. Ja używam rezystorów 820 zamiast 610, ale tak też raczej powinno działać.
Jeżeli przyjdzie ci wyświetlacz LS020, to łatwo możesz przerobić podświetlenie na 5V,(kilka sztuk przerobiłem i działa super).:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1052935.html#5324966
M16 spokojnie poradzi sobie z wyświetlaniem. Możesz podłączyć kwarc 20MHz, i pamiętaj, żeby przy wyświetlaniu nie odświeżać całego LCd, tylko rysować to co jest potrzebne.
Jeżęli chodzi o szybkość wyświetlania to masz tu mój eksperyment:


Nie jest to szczyt szybkości, bo jest pisane w BASCOM, i wykres leci prosto z przetwornika ADC, bez żadnego buforowania, więc zanim każdy punkt zostanie wyświetlony kilkanaście taktów zegara jest poświęcone na odczyt ADC.

ad 2. Nie jest potrzebny, bo ten model LCD ma go na swojej PCB.
Poza tym jest mniej więcej ok, niemniej ja bym całość zasilał z 3V3, do tego samego napięcia bym podłączył IO z FT232R, jego wewnętrzny regulator chyba wystarczy do zasilenia procka i LCD. Dzięki temu pozbędziesz się dzielników rezystorowych. Swoją drogą ich zastosowanie to średni pomysł, przynajmniej moje skromne doświadczenia z tym LCD w identycznej konfiguracji wskazują na stosunkowo dużą ilość błędów transmisji przy takim dzielniku. Ponieważ nie możesz odczytywać VRAM w celu weryfikacji to robi się kłopot. Jeśli już będziesz robił konwersję napięć to polecam zastosowanie jakiegoś bufora serii LVC/LVCX. W TTSOP rajmie to tyle samo miejsca, a działa pewnie. Niemniej IMHO najlepsze wyjście to puścić wszystko na 3V3.

Dodano po 2 [minuty]:

Aha, jak sądzę tryby power down cię nie interesują, więc ten P-MOSFET można wywalić i uprościć całość. Tak naprawdę to do sterowania LCD nawet procka nie potrzebujesz, bo to elegancko zrobisz w trybie SPI układu FT232.
BTW, na zasilaniu z USP warto dodać koralik ferrytowy SMD. Jeśli to ma być jakoś super profesjonalne to także warto na linie D+ i D- dodać zabezpieczenia.

1. Brak węzłów poprawiłem, Kicad połączenia wykrywał, ale się węzły nie namalowały
2. Tutaj nie wiem czy w samym LCD nie ma jakiegoś kondensatora (przewijało mi się gdzieś przez oczy na forum), ale oczywiście mogę się mylić. Jeżeli powinien być to jakiej wartości? Albo jak taką wartość wyliczyć?
3. C10 poprawione (błąd w przepisywaniu), cewkę jeszcze zostawiłem, ale jeżeli faktycznie jest niepotrzebna to ją w następnej wersji usunę. Co do opornika to polegam na informacjach zawartych tutaj: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/minimalne-podlaczanie-pinow.html
Gdzie twierdzą, że opornik tam być musi.

--- Edit (pojawiły się nowe odpowiedzi zanim swoją napisałem)
@aaadamw - przy jakim napięciu ta atmega śmiga na 20MHz? (według producenta atmega wymaga co najmniej 4V5 dla 16MHz, dlatego też nie jest zasilana z 3V3)
Jeżeli chodzi o optymalne rysowanie ekranu to na to przyjdzie czas, ale oczywiście jako programista mam to na uwadze.
Patrząc na test z oscyloskopem mam coraz większe nadzieje na powodzenie projektu ;]

@tmf - FT232RL wystawia do prawda na jednym z pinów 3V3 jednak pociągnąć można z niego max 50mA. Oświetlenie wyświetlacza ~20mA, atmega - no i tutaj problem, bo chyba 16MHz na 3V3 nie pójdzie.

Koralik ferrytowy jest na schemacie FT232RL, jednak patrzę po sklepach i nie wiem gdzie takie cudo znaleźć ...
Tryb power down właśnie raczej mnie interesuje, a już na pewno chciałbym mieć możliwość wyłączenia LCD i reszty przed brutalnym wyciągnięciem wtyczki z USB, bo wtedy jak podejrzewam może się coś stać niedobrego.
Zabezpieczenia na USB jak najbardziej mnie interesują, nie chcę sobie uszkodzić USB w komputerze czy jeszcze czegoś. Co masz konkretnie na myśli mówiąc zabezpieczenia? Niestety jeszcze się na tym nie znam ...

Projekt bez UC odpada, bo wtedy dostanę 2 ;p

testowałem 20MHz przy 5V na M32 PDIP - działa bardzo ładnie:)

jeżeli przerobisz podświetlenie wyświetlacza na 5V, to może wziąć nawet więcej niż 20mA, bo będą wtedy trzy diody połączone równolegle. W oryginale masz te diody połączone szeregowo - tutaj potrzeba minimum 10V i będzie okoo 10mA.

Przerabiać raczej nie będę, bo to kolejne ryzyko, że zrobię coś nie tak, zresztą jak na 10V potrzebuje mniej mocy (bo głównie o nią tu chodzi) to zostawię tak jak jest.
Dało by się zrobić jakąś dynamiczna regulację częstotliwości pracy atmegi? Jak nie programowo, to np jakiś fizyczny przełącznik na płytce? Bo zmiana kwarcu jest raczej kłopotliwa, jeżeli człowiek chce zmienić częstotliwość i sprawdzić jak działa i czy w ogóle działa.

travnick napisał:

Co do opornika R4 to polegam na informacjach zawartych tutaj:... http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/minimalne-podlaczanie-pinow.html
Gdzie twierdzą, że opornik tam być musi.

Dlaczego warto ten rezystor dodać jest to dokładnie wytłumaczone w innym miejscu: http://mikrokontrolery.blogspot.com/2011/04/przycisk-drgania-stykow-debouncing.html

Podświetlenie LCD wcale nie musi być z 3V3, tylko z Vcc USB, dzięki temu nie obciąża LDO z FT. Jeśli z jakiś magicznych powodów potrzebujesz 20MHz to wstaw XMEGA, będziesz miał nawet 32 MHz. Na dzielniku rezystorowym SPI i tak ci nie zadziała w sposób pewny dla CLK/2=8MHz, więc nic na tym nie zyskujesz. Tego całego klamota z ręcznym resetem wywal, bo i po co to komu? Reset zapodasz przez USB, zresztą procesor ma POR i WD, więc po co ci ten przycisk? Podobnie P-MOSFET, przed po prostu wyciągnięciem wtyczki USB i tak nie zabezpieczy, a jak ktoś programowo odłączy to wystarczy ten pin dać do procesora pod przerwanie i LCD wyłączyć programowo, po czym uśpić procesor, co zredukuje pobór prądu do mikroA.

tmf napisał:

Jeśli z jakiś magicznych powodów potrzebujesz 20MHz to wstaw XMEGA, będziesz miał nawet 32 MHz. Na dzielniku rezystorowym SPI i tak ci nie zadziała w sposób pewny dla CLK/2=8MHz, więc nic na tym nie zyskujesz.

w sposób pewny to napewno nie zadziała, ale jednak jest różnica między 16, a 20 MHz.
nie sądzę, że nic nie zyskujesz. Należy pamiętać, że procesor nie tylko wysyła dane przez SPI. Jeżeli wszystko obliczenia pomiędzy wysyłaniem danych wykonane zostaną szybciej to częściej będą wysyłane dane do LCD i juz nawet dzięki temu szybciej będą rysowane na nim piksele - nawet jeżeli częstotliwość SPI ustawimy na 1MHz.

Ale przecież w tym projekcie procesor to tylko kwiatek do kożucha - jest, bo takie są wymagania na zaliczenie Równie dobrze możnaby go umieścić tylko dla picu bo wszystkie obliczenia robi PC.

co do obliczeń to tak jak wspomniałem, albo wszystko PC albo coś będę na tym UC jednak robił ;]

kolejna seria pytań:
1. Podświetlenie z 5V, jak je wykonać bez przeróbki wyświetlacza? Rozumiem, że muszę zastosować jakąś przetwornicę na 10,4 V czy tam trochę więcej.
2. Gdzie znajdę ten wspomniany koralik ferrytowy? Bo jeszcze mi się nie udało w żadnym znanym mi sklepie.
3. Odnośnie 3V3, czemu nie, tylko na mój gust to mi obniży ilość klatek na wyświetlaczu, przez spadek częstotliwości na SPI z 8MHZ (czy tam 10 przy taktowaniu 20MHz, o ile SPI się tak zwiększy) na 4MHz. Zależy mi jednak na tym, żeby słupki płynnie skakały.
Odnośnie bufora, ten jest odpowiedni? :http://seguro.pl/sklep/?zobacz=4339&producent=
Szkoda tylko, że jest na smd. No i widzę, że zdania są podzielone czy oporniki dadzą radę czy jednak lepiej zastosować bufor.
4. Tak właściwie to czemu tam są akurat oporniki 470 (RP1)? Skąd mam wiedzieć ile prądu popłynie przez te porty? W dokumentacji znalazłem tabelkę gdzie jest napisane, że Iol=20mA, a I0h = -20mA dla zasilania 5V, tylko to w takim wypadku dawało by spadek 9,4V co mi trochę nie pasuje.
5. Czy RP2 (610R) są od czegoś zależne, czy po prostu ten wyświetlacz tyle ma mieć?

ad 1. Przecież takową przetwornicę masz na zamieszczonych przez siebie schematach.
ad 2. Np. w TME i w wielu innych sklepach. Tam też znajdziesz układy ochronne do USB.
ad 3. Tyle, że dzielnik rezystorowy na 8 MHz ci działać pewnie nie będzie. Więc to tylko teoretyczna strata. Podany scalak może być, chociaż można coś prostszego wykorzystać.
ad 4. Z prawa Ohma. Wiesz jakie napięcie dają porty i znasz opór, to prąd policzysz.
ad 5. RP1 i RP2 tworzą dzielnik mający z 5V zrobić 3V3 max. Ich opór jest mniej istotny (aczkolwiek determinuje max częstotliwość działania), natomiast ważny jest ich stosunek.

ad.3. a jednak działa nawet przy 10MHz. dzielnik 470/820.

Napisałem pewnie nie będzie. Zapuść stałe wyrzucanie czegoś na LCD, najlepiej napisu + scroll żeby dobrze było widać przekłamania i zostaw na jakiś czas.

ad1. Tylko że tam podaję sygnał z PWM atmegi, a z usb mam prąd stały, więc cały ten układ chyba nie zadziała.
ad2. Na TME w końcu znalazłem. Będę musiał znaleźć coś na miejscu, bo przesyłka będzie bez sensu ;]
Odnośnie zabezpieczenia USB to chodzi o coś takiego? http://www.tme.eu/pl/details/usb6b1/uklady-nadzorcze/st-microelectronics/
ad3. Co masz na myśli mówiąc coś prostszego? Dla mnie prostsze = brak czegokolwiek ;p
Widzę dalej zdania są podzielone ...
ad4. Jakoś mi nie przyszło do głowy żeby to policzyć od portu do masy. Teraz mi działa, wychodzi jakieś 2,8V na wejścia LCD.

Pytanie kolejne:
6. Jaki jest zakres napięcia wejściowego dla tego wyświetlacza, chodzi mi o te nóżki z opornikami. Ma być takie jak na nóżce 2V9?

ad 1. Przeanalizuj działanie tego układu. To, że na wejściu jest stałe napięcie (nie prąd) to nic nie zmienia, bo sterujesz tranzystorem przez PWM.
ad3. Jeśli układ będzie zasilany z 3V3 to dzielniki, konwertery napięć itd. można odpuścić, więc układ będzie prostszy.
ad 6. Warto sobie ściągnąć notę katalogową.

ad1. Pomijając czy prąd jest stały czy nie, to mogę tym tranzystorem sterować z wyjścia PWM które będzie miało trochę mniej niż 3V (nóżka G tranzystora) a na drenie będzie podane 5V?
ad2. Czy chodziło o to zabezpieczenie USB, które znalazłem czy jakieś inne miałeś na myśli?
ad3.
ekran: 132*176*16
Atmega 20MHz @5V (10MHz SPI) - ~26.90 FPS
Atmega 16MHz @5V (8MHz SPI) - ~21.52 FPS
Atmega 8MHz @3V3 (4MHz SPI) - ~10.76 FPS
Więc nie za bardzo mi się podoba podoba przestawienie atmegi na 3V3.

ad6. Póki co wszelkie informacje które znalazłem na temat tego wyświetlacza pochodzą ze strony: http://www.superkranz.de/christian/S65_Display/DisplayIndex.html, dokumentacji producenta nie udało mi się znaleźć, jak pewnie i innym użytkownikom elektrody, po powołują się jedynie na stronę Kranza.

7. tmpf - czy miałeś do czynienia z tym wyświetlaczem?

ad 1. Tu znowu nota tranzystora się kłania, masz tam piękne rysunki, będące odpowiedzą na twoje pytanie.
ad 2. To może być dowolne zabezpieczenie dedykowane dla USB, jeśli przy tym układzie piszą, że do USB się nadaje to ok.
ad3. Przecież będziesz odświeżał tylko fragmenty tego LCD. Trzeba policzyć jaki transfer jest wymagany i w zależności od tego dobrać rozwiązanie.
ad6. Sam kiedyś umieszczałem link do noty tego kontrolera na elektrodzie, jest pewnie gdzieś w archiwum.
ad 7. Tak, stosowałem go w kilku swoich projektach.

ad3. No tylko najpierw złożę coś na płytce a później to oprogramuję. Podejrzewam, że będę aktualizował tylko fragmenty, ale nie wiem jeszcze jakie itd. itp.. Więc moje ostateczne rozwiązanie to atmega na 5V i 20 lub 16 MHz. Ponowne moje pytanie, czy tamten układ który kilka postów wcześniej posłałem będzie ok, czy znasz może inny, lepszy, sprawniejszy tańszy, do montażu przewlekanego (niepotrzebne skreślić), który mógłbyś mi polecić zamiast tego który znalazłem?
ad6. Mógłbyś powiedzieć coś więcej o tym poście/temacie, żebym mógł szybciej go znaleźć? Bo jak na razie znalazłem tylko coś do epsona, jednak fizycznie nie widziałem wiele wspólnego.

travnick napisał:

ad6. Póki co wszelkie informacje które znalazłem na temat tego wyświetlacza pochodzą ze strony: http://www.superkranz.de/christian/S65_Display/DisplayIndex.html, dokumentacji producenta nie udało mi się znaleźć, jak pewnie i innym użytkownikom elektrody, po powołują się jedynie na stronę Kranza.

jeżeli chodzi o LS020, to z notą w której będą opisane rejestry może być ciężko, ale jeżeli chodzi o L2F50 to jest tutaj:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1098954.html#5623169

bardziej chodziło mi o notę z parametrami pinów (napięcie itp.), co w sumie też jest w tym dokumencie.
Dzięki za link. Czekam na wyświetlacz, więc jak go dostanę to w sumie dopiero w tedy mogę szukać konkretnej noty. Jednak jeżeli te wyświetlacze są ze sobą kompatybilne, to powinny mieć podobne parametry (przynajmniej prądowo-napięciowe)

travnick napisał:

bardziej chodziło mi o notę z parametrami pinów (napięcie itp.), co w sumie też jest w tym dokumencie.

to zerknij na to:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1435311.html#7058118
niby max jest 3V, ale przy 3.3V nic się nie stanie.

odwiedziłem dzisiaj elektroniczny, zakupiłem puzzle. Jednak powiedzieli mi w sklepie, że nie istnieją kondziołki elektrolityczne o pojemności 10nF. Zastanawiam się teraz jaki mam kondziołek podpiąć teraz zamiast C7 (na drugim schemacie przy wtyczce USB).
W dokumentacji FT232RL w kilku miejscach stoi jak byk 10nF no i + przy jednej końcówce sugeruje kondensator elektrolityczny.

Możesz przy gnieździe USB dać 1-10-uF.
Elektrolityczny.
I równolegle 100nF ceramiczny.
Przy FT dać to samo.
Można dac też jeden komplet jeśli na płytce gniazdo USB będzie tuż przy układzie FT.
To zależy od tego jak zaprojektowana będzie płytka.

no dobra, to czas zacząć ... spróbuję jakąś diodą zamigać ...

--- edit:
Nawet miga

tylko teraz mam problem z ustaleniem 3V na stabilizatorze LM1117T-ADJ (zamiast U2 na schemacie 1, bo tego co chciałem nie mieli)

Szybkie pytanie do czytających, czy orientujecie się jaką inną cewkę mogę zamontować zamiast tej L2 (820uH), bo po sklepach takich nie widzę, a nie wiem w sumie mogę zastosować inną i czym się kierować w jej doborze

--- edit:
Zmierzyłem napięcie na podświetleniu i telefon daje ~ 14,8V (mam siemensa cx65 sprawnego z odzysku)

No i kicha, mam 3 wyświetlacze L2F50xxx, ściągnąłęm kod stąd:
http://www.superkranz.de/christian/S65_Display/DisplayIndex.html
ale niestety ekran nie reaguje.
Póki co uruchomiłem uart i mogę odbierać dane z atmegi.
Ma ktoś działający kod z C do tego wyświetlacza?

sprawdz ten wsad. jest skompilowany pod twój schemat.:

Jak zadziała, to się odezwij.

Dzięki za odpowiedź, ale niestety nie zadziała, bo zmieniłem trochę schemat a myślałem że będę miał też źródło. Swoją drogą znalazłem błąd w lutowaniu, zamieniłem linię CS z DAT

Zaraz przelutuję i sprawdzę swój program

tutaj nowy schemat


--- Edit
Jest sukces, są śmieci na ekranie !!
--- Edit
No to git, kod od Christiana działa, teraz czas na moje przeróbki