MultiMedia Board™

para PIC32MX4Manual de

usuario

Todos los sistemas de desarrollo de MikroElektronika son unas herramientas insustituibles para la programación y el desarrollo de los dispositivos basados en microcontroladores. Las componentes elegidas con atención debida y el uso de las máquinas de la última generación para montarlas y probarlas son la mejor garantía de alta fiabilidad de nuestros dispositivos. Gracias a un diseño simple, gran número de los módulos complementarios y ejemplos listos para ser utilizados todos nuestros usuarios, sin reparar en su experiencia, tienen la posibilidad de desarrollar sus proyectos en una manera fácil y eficiente.

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ESTIMADOS CLIENTES,Querría darles las gracias por estar interesados en nuestros productos y por tener confianza en MikroElektronika. Nuestro objetivo es proporcionarles con los productos de la mejor calidad. Además, seguimos mejorando nuestros rendimientos para responder a sus necesidades.

EL nombre y logotipo de la Microchip®, PIC® y dsPIC® son marcas comerciales registradas de Microchip Technology Incorporated en los EE.UU. y otros países. Todas las demás marcas aquí mencionadas son propiedad de sus respectivas compañías y se utilizan para fines de redacción, en beneficio de sus propietarios sin intención de infringir sus derechos.

TÉRMINOS Y CONDICIONES

Todos los productos de MikroElektronika son protegidos por la ley y por los tratados internacionales de derechos de autor. Este manual es protegido por los tratados de derechos de autor, también. Es prohibido copiar este manual, en parte o en conjunto sin la autorización previa por escrito de MikroElektronika. Se permite imprimir este manual en el formato PDF para el uso privado. La distribución y la modificación de su contenido son prohibidas.

MikroElektronika proporciona este manual “como está” sin garantías de ninguna especie, sean expresas o implícitas, incluyendo las garantías o condiciones implícitas de comerciabilidad y aptitud para fines específicos.

Aunque MikroElektronika ha puesto el máximo empeño en asegurar la exactitud de la información incluida en este manual, no asume la responsabilidad de ninguna especie de daños derivados del acceso a la información o de los programas y productos presentados en este manual (incluyendo daños por la pérdida de los beneficios empresariales, información comercial, interrupción de negocio o cualquier otra pérdida pecuniaria).Las informaciones contenidas en este manual son para el uso interno. Pueden ser modificadas en cualquier momento y sin aviso previo.

ACTIVIDADES DE ALTO RIESGO

Los productos de MikroElektronika no son tolerantes a fallos y no están diseñados, fabricados o pensados para su uso o reventa como equipo de control en línea en entornos peligrosos que requieran un funciona-miento sin fallos, como en instalaciones nucleares, en la navegación aérea o en sistemas de comunicacio-nes, de tráfico aéreo, máquinas de auxilio vital o sistemas de armamento, en los que un fallo del software podría conducir directamente a la muerte, lesiones corporales o daños físicos o medioambientales graves (“Actividades de alto riesgo”). MikroElektronika y sus proveedores niegan específicamente cualquier ga-rantía expresa o implícita de aptitud para Actividades de alto riesgo.

MARCAS REGISTRADASLos productos y los nombres corporativos utilizados en este manual son protegidos por la ley de los derechos de autor, sin reparar en la ausencia de notas adicionales. Las marcas registradas son utilizadas exlusivamente con el propósito de identificar y explicar los conceptos correspondientes y en beneficio de sus respectivos propietarios, sin intención de infringirlas.

Copyright© 2003 – 2010 por MikroElektronika. Todos los derechos reservados.

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TABLA DE CONTENIDO

Introducción al MultiMedia Board ..................................................................................................... 4 Prestaciones principales .................................................................................................................. 51.0. Fuente de alimentación ............................................................................................................ 62.0. Microcontrolador PIC32MX4 ..................................................................................................... 83.0. Interfaz de comunicación RS-232 ............................................................................................ 94.0 Acelerómetro ........................................................................................................................... 105.0 Sensor de temperatura............................................................................................................... 116.0. Módulo ZigBee.......................................................................................................................... 127.0. Palanca manual de control (joystick) ........................................................................................ 138.0. Pantalla táctil ............................................................................................................................ 149.0. Memoria Flash .......................................................................................................................... 1510.0. Memoria EEPROM serial ....................................................................................................... 1611.0. Conector MMC/SD ................................................................................................................. 1712.0. Diodos LED ............................................................................................................................. 1813.0. Entrada de micrófono ............................................................................................................. 1914.0. Salida de audio....................................................................................................................... 2015.0. Conectores USB ..................................................................................................................... 2116.0. Programador ICD .................................................................................................................... 22

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Introducción al MultiMedia Board

El MultiMedia Board es un sistema de desarrollo compacto que proporciona una plataforma conveniente para desarrollar los dispositivos con un contenido multimedia. La parte principal del sistema es un microcontrolador PIC32MX4XXL de 32 bits que está programado utilizando los programadores externos ICD2 y ICD3 de Microchip. El MultiMedia Board dispone de módulos integrados tales como el módulo de comunicación inalámbrica ZigBee, el módulo de comunicación serial RS-232, el visualizador de pantalla táctil TFT de 320x240 píxeles, dos conectores USB para la comunicación con el microcontrolador, el sensor de temperatura, etc.

El sistema Multimedia board se puede utilizar como un dispositivo de control autónomo

El visuallizador TFT 320X240 proporciona una paleta de 262.000 colores. Se utiliza para visualizar los contenidos gráficos.

Panel táctil integrado en el visualizador TFT. Juntos forman un módulo de pantalla táctil.

Comunicación ZigBee basada en el estándar IEEE 802.15.4

Palanca manual de control es una parte integral de estesistema multimedia

Especificación del sistema:Fuente de alimentación: por un conector DC (7-23V AC o 9-32V DC) o por un cable USB (5V DC)Consumo de corriente: 50mA en estado inactivo (los módulos incorporados están inactivos)Tamaño: 12,6 x 8,9cm (4,9 x 3,5 pulgadas) Peso: ~200g (0.5lbs)

El paquete contiene:

Sistema de desarrollo: MultiMedia BoardCD: CD del producto con el software apropiadoCables: cable USBDocumentación: manual MultiMedia Board, y Esquema électrico del sistema

El programa MPLAB de Microchip se utiliza para programar el microcontrolador. Una lista actualizada de los microcontroladores soportados se puede encontrar en el sitio web de Microchip en www.microchip.com.

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Prestaciones principales1. Conector de auriculares 2. Conector de micrófono 3. Conector USB A HOST 4. Conector USB MINI-B5. Sensor de temperatura 6. Indicador de actividad de la tarjeta MMC/SD 7. Diodos LED de señal8. Palanca de navegación

9. Puntos de soldadura10. Conector de programadores ICD2 e ICD3 11. Módulo opcional ZigBee 12. Conector de comunicación RS-232 13. Conector AC/DC 14. Visualizador TFT 320x240 15. Puntos de soldadura

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1.0. Fuente de alimentación Para conectar el MultiMedia Board a una fuente de alimentación se utiliza un conector AC/DC marcado con POWER. Inserte un cable AC/DC de la fuente de alimentación apropiado (A) en el conector AC/DC POWER (B), como se muestra en la Figura 1-1.

Alimentar una PC por un conector USB puede ser una fuente de alimentación alternativa. En este caso, es necesario tener un cable USB proporcionado con un conector USB de tipo A en una punta del cable y un conector USB de tipo MINI-B en la otra. Hay un conector USB hembra de tipo MINI-B proporcionado en el MultiMedia Board. Si el sistema se alimenta por conector USB, tiene que estar conectado a una PC por un cable USB apropiado.

NOTA: Un cable USB con un conector USB de tipo MINI-B no viene con el sistema.

Figura 1-1: Inserción del cable de la fuente de alimentación

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Figura 1-3: Inserción del conector USB

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Figura 1-5: Cable USB para conectar a una PC

Conector USB de tipo A conectado a una PC Conector USB de tipo MINI-B

conectado a un MultiMedia Board

Figura 1-2: Cable AC/DC está insertado

Figura 1-4: Conector USB está insertado

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El sistema MultiMedia Board puede utilizar una de dos fuentes de alimentación:

1. Fuente de alimentación externa conectada a un conector AC/DC proporcionado en la placa; 2. Fuente de alimentación de +5V desde el PC por el cable USB;

El regulador de voltaje MC34063A y el rectificador Gretz habilitan una fuente de alimentación externa AC (en el rango de 7V a 23V) o DC (en el rango de 9V a 32V). Después de estabilización de voltaje el circuito MCP36063A proporciona un voltaje de +5 V de salida. Tan pronto como se le suministre el voltaje de la fuente de alimentación al conector DC, el MultiMedia Board está listo para ser utilizado. Se necesita un cable USB con un conector apropiado para alimentar el sistema por un conector USB de tipo MINI-B. La función del rotro egulador de voltaje MCP1825 es de bajar el voltaje de la fuente de alimentación de 5V a 3.3V. El sistema está listo para ser utilizado otra vez tan pronto como se le suministre el voltaje de alimentación. El sistema MultiMedia Board puede estar conectado a las dos fuentes de alimentación al mismo tiempo.

Figura 1-8: Esquema de conección de la fuente de alimentación

Figura 1-6: Fuente de alimentación

Regulador de voltaje de la fuente de alimentación

Conector AC/DC

Figura 1-7: Conector USB de tipo MINI-B

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2.0. Microcontrolador PIC32MX4En la placa hay un microcontrolador PIC32MX460F512L que pertenece a la familia PIC de 32 bits de Microchip. El microcontrolador dispone de un gran número de módulos integrados, lo que permite utilizarlo en numerosas aplicaciones. Por ser eficaz en procesar los datos, el microcontrolador PIC32MX460F512L es una opción perfecta para desarrollar los dispositivos con contenido multimedia.

Figura 2-1: Microcontrolador PIC32MX4

Este microcontrolador proporcionado en el sistema utiliza dos osciladores de cristal de cuarzo. El oscilador de 8MHz es el principal estabilizador de frecuencia de reloj, mientras que el otro se utiliza por el reloj de tiempo real incorporado. El PIC32MX460F512L dispone de memoria flesh de 512 KB y la RAM de 32KB. Además, está provisto de otros módulos integrados como son los módulos de comunicación SPI e I2C, canales DMA, terminales de E/S (en total 85), RTC, oscilador interno etc.

La función del microcontrolador es de controlar módulos en el MultiMedia Board. El acceso a los terminales apropiados está habilitado por los puntos de soldadura colocados a lo largo de dos lados opuestos de la placa. Cada punto de soldadura está marcado con el terminal al que está conectado. La ventaja de estos puntos es que permiten el acceso a los terminales del microcontrolador no utilizados por los módulos del MultiMedia Board. De esta manera, el microcotnrolador de 32 bits se puede utlizar a plena capacidad.

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3.0. Interfaz de comunicación RS-232 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) - transmisor/receptor asíncrono universal es una de las formas más frecuentes de intercambiar los datos entre la PC y los periféricos. La comunicación serial RS-232 se realiza por medio de un conector SUB-D de 9 terminales y el módulo UART del microcontrolador. El MultiMedia Board proporciona una sola puerta RS-232. Los terminales utilizados en esta comunicación están marcados de la siguiente manera: RX (receive data) - recibir datos y TX (transmit data) - transmitir datos. La velocidad de transmisión de datos es hasta 115 kbps. Para que el módulo UART del microcontrolador reciba las señales de entrada con diferentes niveles de voltaje de una PC, es necesario disponer de un convertidor de nivel de voltaje como MAX3232CDR.

Figura 3-2: Esquema de conexión del módulo RS-232

Figura 3-1: Módulo RS-232

Conector RS-232

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4.0. AcelerómtroEl circuito ADXL345 le permite al MultiMedia Board medir aceleración, orientación espacial, gravitación etc. Una de sus funciones principales en la placa es de determinar orientación de los contenidos gráficos representados en el visualizador TFT. La comunicación entre el circuito ADXL345 y el microcontrolador se realiza por la interfaz serial SPI.

El circuito ADXL345 es un acelerómetro con tres ejes capaz de realizar una medición con una resolución de 13 bits. Debido a su diseño compacto y bajo consumo de corriente, este circuito es perfecto para embeberlo en los dispositivos portables.

Figura 4-2: Esquema de conección del acelerómetro al microcontrolador

Figura 4-1: Circuito ADXL345

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5.0. Sensor de temperaturaLa medición de temperatura es una de las operaciones de medición realizadas con más frecuencia. El MultiMedia Board es capaz de medir temperatura dentro de rango de -40oC a +125oC con exactitud de +/-2oC por medio del circuito MCP9700A proporcionado en la placa. El principio de su funcionamiento está basado en la conversión de temperatura en una señal de voltaje analógica. El terminal del microcontrolador RB8 se alimenta con una señal de voltaje analógica cuyo valor depende del valor de temperatura. Entonces, esta señal se convierte en un número digital utilizando el módulo A/D incorporado dentro del microcontrolador.

Figura 5-2: Esquema de conección del MCP9700A al microcontrolador

Figura 5-1: Sensor de tem-peratura MCP9700A

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6.0. Módulo ZigBee El MultiMedia Board sigue el desarrollo de la comunicación inalámbrica, por lo que proporciona una interfaz al módulo ZigBee. El funcionamiento del módulo ZigBee está basado en el estándar IEEE 802.15.4-2003 que se refiere a transmisión de datos inalámbrica a cortas distancias con un bajo consumo de corriente. El ZigBee proporcionado en el MultiMedia Board es un módulo opcional marcado con MRF24J40MA. Algunas de las prestaciones principales son las siguientes: velocidad de transmisión de datos hasta 250kbps, frecuencia de operación de 2.4GHz, consumo de corriente de ~20mA, rango de cobertura hasta 400m etc. El microcontrolador se comunica con este módulo por la interfaz serial SPI.

Figura 6-3: Esquema de conección del módulo ZigBee MRF24J40MA al microcontrolador

Figura 6-2: Antena del módulo ZigBee

Figura 6-1: Módulo ZigBee MRF24J40MA

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7.0. Palanca manual de control (joystick)Un joystick es una palanca móvil que se puede mover en cuatro direcciones. Cada movimiento de palanca se registra por software. El MultiMedia Board proporciona una palanca manual utilizada como un botón de presión. Su función se determina mediante el programa escrito por el usuario y cargado en el microcontrolador. No obstante, a la palanca se le pueden asignar varias funciones. En este caso, se utiliza con más frecuencia para navegación por el menú de usuario.

Figura 7-2: Esquema de conección de la palanca al microcontrolador

Figura 7-1: Palanca manual de control (joystick)

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8.0. Pantalla táctilEl MultiMedia Board dispone de un visualizador TFT con resolución de 320x240, cubierto con un panel táctil (un panel sensible a toque). El visualizador es capaz de visualizar 262.000 colores diferentes. El visualizador TFT y el panel táctil juntos forman una unidad funcional denominada pantalla táctil. La pantalla táctil se puede utilizar para visualizar imágenes, vídeos u otros contenidos gráficos, para una navegación por menús etc. Al escribir un programa para el microcontrolador, es posible crear aplicaciones interactivas tales como un teclado virtual. La luz de fondo de pantalla táctil se puede ajustar por software por la línea LCD-BLED.

Figura 8-2: Esquema de conección de pantalla táctil al microcontrolador

Figura 8-1: Pantalla táctil

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9.0. Memoria Flash

Como las aplicaciones multimedia se vuelven más exigentes, es necesario proporcionar un espacio de memoria adicional que se utilizará para almacenar programas por el microcontrolador. El circuito M25P80 le permite al microcontrolador utilizar memoria flash de 8Mbit adicional. Esta memoria está conectada al microcontrolador por la interfaz serial SPI.

Figura 9-2: Esquema de conección de memoria flash al microcontrolador

Figura 9-1: Circuito M25P80 y memoria flash de 8Mbit

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10.0. Memoria EEPROM serialEEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) - ROM programable y borrable eléctricamente, es un módulo de memoria incorporado utilizado para almacenar los datos que deben estar guardados al apagar la fuente de alimentación. El circuito 24LC01 puede almacenar datos hasta 1Kbit y utiliza la comunicación serial I2C por los terminales RA14 y RA15 del microcontrolador.

Figura 10-2: Esquema de conección de memoria EEPROM serial al microcontrolador

Figura 10-1: Circuito 24LC01 y memoria EEPROM de 1Kbit

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11.0. Conector MMC/SD En la placa del MultiMedia Board hay un conector MMC/SD incorporado para insertar la tarjera MMC/SD. Eso permite al sistema ampliar adicionalmente el espacio de memoria. La interfaz serial SPI se utiliza para la comunicación entre el microcontrolador y la tarjeta MMC/SD, mientras que el diodo LED marcado como MMC/SD CARD ACTIVITY (LD4) indica transmisión de datos entre ellos.

Figura 11-3: Esquema de conección del conector MMC/SD al microcontrolador

Figura 11-1: Conector MMC/SD Figura 11-2: Tarjeta MMC/SD

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12.0. Diodos LED El diodo LED (Light-Emitting Diode) - Diodo emisor de luz, representa una fuente electrónica de luz de muy alta eficacia. Al conectar los LEDs es necesario utilizar un resistor que limite la corriente. El voltaje común de un LED es aproximadamente 2.5V, mientras que la intensidad de corriente varía de 1 a 20mA dependiendo del tipo de diodo LED. El MultiMedia Board utiliza los LEDs con una corriente I=1mA. El sistema de desarrollo MultiMedia Board dispone de cuatro LEDs a los que se les puede asignar una función de señal. Los diodos LED se conectan a los siguientes terminales de E/S del microcontrolador: LD0 - RA0, LD1 - RA1, LD2 - RA2 y LD3 - RA3. El diodo LED marcado con POWER se utiliza para indicar que el sistema está encendido, mientras que el diodo marcado con MMC/SD indica la actividad de la tarjeta de memoria.

Figura 12-2: Esquema de conección del diodo LED de señal al microcontrolador

Figura 12-1: Diodos LED de señal

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13.0. Entrada de micrófonoUn micrófono se puede conectar al sistema por un conector de 3.5mm CN7 y un circuito WM8731SEDS. Este circuito es un CODEC estéreo con una unidad de auriculares integrada. Su función es de convertir una señal analógica del micrófono conectado al valor digital, luego de transmitirlo a un microcontrolador o como un tono lateral a la salida de auriculares. El control de volúmen de tono lateral se puede programar por un software así que no se necesita un potenciómetro adicional. En caso de que la señal de micrófono se transmite a los auriculares como un tono lateral, se necesita colocar los puentes J1 y J2 en la posición superior como se muestra en la Figura 13-2. Al colocar los puentes en la posición superior la salida de auriculares WM8731SEDS se conecta al conector de auriculares de 3.5mm CN6. La señal de salida del circuito WM8731SEDS se transmite al conector CN6 por las líneas LHPO y RHPO. En la Figura 14-4 (página 20) se muestra la conección entre los puentes, las líneas LHPO y RHPO y el conector CN6.

Figura 13-3: Esquema de conección del circuito WM8731SEDS al microcontrolador

Figura 13-1: Conector de micrófono de 3.5mm CN7

Figura 13-2: Puentes J1 y J2 en la posición superior

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14.0. Salida de audioEl MultiMedia Board es capaz de generar una señal de audio utilizando los circuitos WM8731SEDS o MCP6022. El circuito WM8731SEDS se utiliza para convertir datos digitales del microcontrolador a señales de audio que se van a transmitir a los auriculares. La comunicación entre el circuito y el microcontrolador se realiza por la interfaz serial SPI. El circuito MCP6022 se utiliza para filtrar una señal PWM generada por el microcotrolador. Los auriculares se pueden conectar al sistema por un conector de 3,5 mm CN6. La función de los puentes J1 y J2 es de seleccionar la señal que se va a transmitir al conector de 3.5mm. Al colocar los puentes J1 y J2 en la posición inferior, como se muestra en la Figura 14-2, el conector CN6 se alimenta con una señal del circuito MCP6022. Al colocar los puentes J1 y J2 en la posición superior, como se muestra en la Figura 14-3, el conector CN6 se alimenta con una señal de audio del circuito WM8731SEDS por las líneas LHPO y RHPO.

Figura 14-4: Esquema de conección del circuito MCP6022 al microcontrolador

Figura 14-1: Conector de auricula-res de 3.5mm CN6

Figura 14-2: Puentes J1 y J2 en posición inferior

Figura 14-3: Puentes J1 y J2 en posición superior

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15.0. Conectores USB El MultiMedia Board proporciona dos conectores USB. Uno es de tipo MINI-B utilizado para conectar a una PC, el otro es de tipo A que sirve de conector USB HOST. Éste permite conectar los dispositivos periféricos al sistema, tal como una impresora. La comunicación entre el microcontrolador y los dispositivos USB se realiza por los terminales del microcontrolador RG2, RG3 y RF3.

Figura 15-2: Esquema de conección del conector USB al microcontrolador

Figura 15-1: Conectores USB

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16.0. Programador ICDEl microcontrolador proporcionado en el MultiMedia Board se puede programar utilizando programadores ICD2 o ICD3 de Microchip. Al utilzar estos programadores, antes de todo es necesario proporcionar al MultiMedia Board con una fuente de alimentación. Si el sistema se alimenta por el programador ICD2 o ICD3, se necesita activar la opción apropiada dentro del programa MLAB.

Figura 16-2: Esuqema de conección de conectores ICD al microcontrolador

Figura 16-1: MultiMedia Board connectado al programador ICD3

Para cargar un fichero .hex en el microcontrolador, se necesita proporcionar un programa apropiado. El programa MPLAB de Microchip le permite escribir un código y cargarlo más tarde en el miccrocontrolador deseado en el sistema. Hay una opción Programmer dentro de la ventana del programa MPLAB que le permite seleccionar el programador que se va a utilizar para la programación del microcontrolador.

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Copyright© 2003 – 2010 por MikroElektronika. Todos los derechos reservados.

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Todos los sistemas de desarrollo de MikroElektronika son unas herramientas insustituibles para la programación y el desarrollo de los dispositivos basados en microcontroladores. Las componentes elegidas con atención debida y el uso de las máquinas de la última generación para montarlas y probarlas son la mejor garantía de alta fiabilidad de nuestros dispositivos. Gracias a un diseño simple, gran número de los módulos complementarios y ejemplos listos para ser utilizados todos nuestros usuarios, sin reparar en su experiencia, tienen la posibilidad de desarrollar sus proyectos en una manera fácil y eficiente.

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