Плата «VECTOR» предназначена для выполнения программного кода, загружаемого персональным компьютером через интерфейс USB. Она обеспечивает доступа к периферийному оборудованию, многоканальному управлению нагрузками, сбор информации о состоянии кнопок и исполнительных устройств, хранение собранной информации в локальной памяти, в том числе при сбоях или отключении внешнего питания платы «VECTOR».

§1. Требования к плате управления «VECTOR»

Плата управления «VECTOR» должна включать в себя следующие функциональные узлы:
- USB интерфейс;
- процессор обработки данных;
- память программ и память данных;
- процессор защиты данных;
- процессор разграничения доступа iBAC;
- интерфейс RS-232;
- интерфейс RS-232TTL;
- интерфейс CCTALK;
- интерфейс i2c;
- EEPROM;
- датчик температуры;
- блок ввода-вывода;
- блок начальной конфигурации;
- интерфейс к устройству выдачи денежных средств или жетонов (HOPPER);
- усилитель мощности звуковой частоты;
- локальный блок питания;
- узел аккумуляторного питания;
- блок индикации;
- схема согласования узлов;
- разъемы для внутрисхемного программирования;
- разъемы для подключения платы «VECTOR» к персональному компьютеру;
- разъемы для подключения к плате «VECTOR» периферийного оборудования.

§2.1. USB интерфейс.

Плата «VECTOR» подключается к персональному компьютеру через USB интерфейс. Для этого используется разъем USBB или PCCONN1. Загрузки микропрограмм в процессор обработки данных и передачи данных выполняется по протоколу USB 1.1 Full Speed.

§2.2. Процессор обработки данных.

Для обработки данных, управления периферийными устройствами и передачи данных от персонального компьютера или в персональный компьютер используется микроконтроллер CY7C68013128. Он тактируется при помощи кварцевого резонатора 24МГц. После подачи питания на плату «VECTOR» микроконтроллер CY7C68013128, используя для этого внутреннюю память, запускает загрузчик исполняемого кода. Исполняемый код загружается персональным компьютером. После включения питания и старта операционной системы персональный компьютер запускает основную программу, которая загружает исполняемый код в микроконтроллер CY7C68013128 посредством USB интерфейса.

§2.3. Память программ и память данных.

После загрузки и старта исполняемого кода микроконтроллер CY7C68013128 инициализирует подсистему внешней памяти. Внешняя память представляет собой микросхему статической памяти с низким энергопотреблением и возможностью перехода на аккумуляторное питание. Она состоит из двух логических частей – память программ и память данных. Доступ к ним и переключение между ними осуществляется процессором обработки данных при помощи порта PC (вывод 0). Если PC (вывод 0) = 0, осуществляется доступ к памяти данных, иначе к памяти программ. Процессор обработки данных работает в режиме, когда выборка кода программ с адресами от 0000h до 3FFFh производится из внутренней статической памяти (вход процессора EA=0).

§2.4. Процессор защиты данных.

Для защиты от трассировки и исследования исполняемого кода используется процессор защиты данных на основе микроконтроллера PIC16F688. Он выполняет функцию часов реального времени и монитора перехода на аккумуляторное питание в случае пропадания питания. Он подключен к процессору обработки данных через порт PA (выводы 0…3). Кроме того, нему можно подключить до четырех кнопок управления KN1..KN4. Процессор устанавливается на панель DIP14 и программируется стационарно при помощи программатора.

§2.5. Процессор разграничения доступа iBAC.

Для управления специальными функциями основной программы работающей на персональном компьютере используется процессор разграничения доступа iBAC на основе микроконтроллера Atmega8. Он имеет один вход iBUTTON, 4 управляющих выхода PORT0, PORT1, PORT2, PORT3, которые через схему сопряжения подключены к процессору обработки данных, а также 3 дополнительных выхода SW1, SW2, SW3, подключенные непосредственно к порту процессора PD (выводы 0…2). Назначение входов, выходов и правила пользования процессором разграничения доступа iBAC описаны в соответствующей документации. Для начальной инициализации iBAC используется интерфейс RS232. Для внутрисхемного программирования используется разъем ISP2.

§2.6. Интерфейс RS232.

Для подключения к микроконтроллеру CY7C68013128 периферийного оборудования на плате интегрирован ограниченный вариант интерфейса RS232, использующий трех проводное соединение RX, TX, Ground и оперирующий напряжениями –12V и +12V. Для подключения к интерфейсу используется разъем RS232. Для начальной инициализации процессора разграничения доступа iBAC на плате «VECTOR» интегрирован еще один интерфейс RS232, использующий трех проводное соединение RX, TX, Ground и оперирующий напряжениями –12V и +12V. Он предназначен для подключения к персональному компьютеру. Для этого используется разъем PCCONN1.

§2.7. Интерфейс RS232TTL.

Для подключения к микроконтроллеру CY7C68013128 периферийного оборудования на плате интегрирован интерфейс RS232TTL, использующий трех проводное соединение RX, TX, Ground и оперирующий напряжениями 0V и +5V. Для подключения к интерфейсу используется разъем RS232TTL.

§2.8. Интерфейс CCTALK.

Для подключения к микроконтроллеру CY7C68013128 периферийного оборудования на плате интегрирован интерфейс CCTALK, использующий двух проводное соединение DATA, Ground и оперирующий напряжениями 0V и +5V. Для удобства пользования, выводы интерфейса CCTALK совмещены с выводами интерфейса RS232TTL. Переключение интерфейсов осуществляется процессором обработки данных при помощи порта PC (вывод 1). Если PC (вывод 1) = 0, работает интерфейс CCTALK, иначе RS232TTL. Для подключения к интерфейсу используется разъем RS232TTL.

§2.9. Интерфейс i2c.

Для работы с дополнительными устройствами на плате «VECTOR» реализована трех проводная двунаправленная шина i2c. Доступ к шине может осуществляться внутрисхемно или посредством разъема i2c.

§2.10. EEPROM.

Для хранения данных в энергонезависимой памяти на плате «VECTOR» установлена микросхема EEPROM объемом 64Kb (AT24C512), подключенная к шине i2c. Микросхема EEPROM устанавливается на панель DIP8 и может программироваться как стационарно при помощи программатора, так и внутрисхемно посредством шины i2c.

§2.11. Датчик температуры.

Для контроля температуры платы «VECTOR» на ней установлен интегрированный датчик температуры, подключенный к шине i2c.

§2.12. Блок вводавывода.

Для подключения к плате «VECTOR» периферийного оборудования на плате установлены:
48 портов вывода, работающие в режиме Открытый Коллектор с уровнями напряжения от 0 до +12V и позволяющие коммутировать не индуктивную нагрузку до 0.25A каждый;
8 портов вывода, работающие в режиме Открытый Коллектор с уровнями напряжения от 0 до +12V и позволяющие коммутировать не индуктивную нагрузку до 3A каждый;
16 портов ввода, работающие с уровнями напряжения от 0 до +5V и имеющие подтягивающие резисторы к +5V;
16 портов ввода, работающие с уровнями напряжения от 0 до +12V и имеющие подтягивающие резисторы к +5V;
Входы и выходы подключаются к плате «VECTOR» посредством разъемов IO1…4.

§2.13. Блок начальной конфигурации.

Для начальной конфигурации платы «VECTOR» используется восемь двухпозиционных переключателей, имеющих два устойчивых состояния: 0V и +5V.

§2.14. Интерфейс к устройству выдачи денежных средств или жетонов (HOPPER).

Для подключения к микроконтроллеру CY7C68013128 устройства выдачи денежных средств или жетонов используется одноканальный интерфейс с оптической развязкой, позволяющий коммутировать индуктивную нагрузку мощностью до 50W с напряжением питания до 24V и током потребления до 2A при наличии кратковременных пульсаций до 10A. Устройство HOPPER через схему сопряжения управляется микроконтроллером CY7C68013128 при помощи выхода HOPPER_ENABLE и входа HOPPER_SENSOR, который обеспечивает обратную связь с устройством выдачи денежных средств. Устройство HOPPER и его источник питания подключаются непосредственно к разъему IO4.

§2.15. Усилитель мощности звуковой частоты.

Для усиления звукового сигнала, поступающего с выхода предварительного усилителя звуковой подсистемы персонального компьютера, на плате «VECTOR» установлен стереофонический усилитель мощности до 10W на каждый канал для подключения динамических громкоговорителей, имеющих внутреннее сопротивление 8 ом. Персональный компьютер подключается к усилителю мощности посредством разъема PCCONN1. Динамические громкоговорители подключаются к плате «VECTOR» посредством разъема IO1.

§2.16. Локальный блок питания.

Для питания всех узлов плата «VECTOR» подключается к блоку питания персонального компьютера, который формирует напряжения +5V и +12V. Подключение происходит посредством разъема POWER. Для питания низковольтных узлов платы на ней установлен преобразователь питания с +5V на +3.3V. Также на ней интегрирован узел контроля питающих напряжений со схемой генерации сигнала «RESET#» и компоненты защиты платы от перенапряжения.

§2.17. Узел аккумуляторного питания.

Для обеспечения сохранности данных, поступающих от периферийных устройств, в случае кратковременного пропадания питания на плате «VECTOR» предусмотрено питание от аккумуляторов с возможностью подзарядки во время, когда основное питание присутствует и в норме. Аккумулятор интегрируется непосредственно на плату и не требует замены в течение длительного срока эксплуатации.

§2.18. Блок индикации.

Для контроля наличия питающих напряжений и состояния сигнала «RESET#» на плате «VECTOR» предусмотрены четыре светодиода.

§2.19. Схема согласования узлов.

Для управления работой памяти программ и памяти данных, буферизации системных сигналов, сигнала «RESET#» и перевода подсистем платы «VECTOR» на батарейное питание предназначена схема согласования узлов, собранная на программируемой логической матрице. При понижении питающих напряжений ниже нормы, доступ к памяти программ и памяти данных блокируется с возможностью восстановить доступ, когда питающие напряжения придут в норму. На время блокировки доступа к памяти она переходит на аккумуляторное питание в режим пониженного потребления, что позволяет сохранить ее содержимое в течение длительного времени. Логическая матрица программируется внутрисхемно во время наладки платы «VECTOR» посредством разъема ISP1.

§2.20. Разъемы для внутрисхемного программирования. Для внутрисхемного программирования используются следующие разъемы:
для программирования микросхемы U4 ISP1 (PBD6);
для программирования iBAC ISP2 (PBD6);
для доступу к шине i2c i2c (WH4).