ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Аппаратные средства поддержки разработок

1 23

Для аппаратной поддержки разработок на основе микроконтроллеров AVR фирма Atmel предлагает широкий спектр средств, которые можно классифицировать как по назначению, так и по стоимости внутри каждого класса. Можно выделить следующие классы аппаратных средств по их назначению:

Стартовые наборы разработчика (Starter Kits);
Внутрисхемные эмуляторы (In-Circuit Emulators);
Внутрисхемные программаторы (In-System Programmers);
Специализированные наборы разработчика.

Некоторые аппаратные средства являются универсальными и одновременно могут быть отнесены к нескольким классам, например к стартовым наборам разработчика и внутрисхемным программаторам. Остановимся подробнее на назначении каждого из перечисленных классов и подробнее рассмотрим их состав.

Стартовые наборы разработчика

Применение стартовых наборов позволяет разработчику быстро, минуя этап макетирования, приступить к практической разработке приложений. На платах, входящих в состав стартовых наборов, установлены необходимые для работы микроконтроллера элементы "обвязки" (стабилизатор напряжения питания, тактовый генератор или кварцевый резонатор, цепь сброса, средства для организации внутрисхемного программирования микроконтроллера), а также часто применяемые на практике узлы микроконтроллерных устройств (средства ввода и индикации, формирователи линии RS-232, интерфейс с внешним ОЗУ и пр.). Все порты микроконтроллеров выведены на разъемы и могут быть соединены с внешними устройствами. В некоторых случаях стартовые наборы разработчика могут использоваться как готовые блоки в составе проектируемой аппаратуры.

MCU00100

Этот стартовый набор разработчика был первым аппаратным средством, выпущенным фирмой Atmel для поддержки тогда еще нового семейства микроконтроллеров - AVR. MCU00100 позволял программировать и отлаживать приложения для микроконтроллеров AT90S1200, AT90S2313, AT90S2323, AT90S4414 и AT90S8515 (кроме перечисленных микроконтроллеров AVR MCU00100 поддерживал кристаллы семейства AT89S c возможностью внутрисхемного программирования - AT89S8252 и AT89S53). Сейчас MCU00100 снят с производства.

STK200

Следующей модификацией стартовых наборов разработчика для микроконтроллеров AVR явился STK200. Этот набор разработчика получил пользовался заслуженной популярностью и был широко распространен среди разработчиков. В настоящее время STK200 снят с производства, и заменен более совершенными средствами. В отличие от MCU00100, у которого функция программатора реализована на самой плате, STK200 состоит из двух частей - отладочной платы и загрузочного кабеля. Причем загрузочный кабель может использоваться отдельно от STK200 в качестве внутрисхемного программатора. Загрузочный кабель подключается к LPT-порту персонального компьютера. Для подключения загрузочного кабеля на плате STK200 предусмотрен 10-контактный разъем. Питание загрузочного кабеля осуществляется от целевой платы (в нашем случае от STK200). Встроенный стабилизированный источник питания позволяет специальным переключателем устанавливать напряжение питания целевого микроконтроллера 5 В или 3,3 В.

На плате STK200 предусмотрены панели для установки микроконтроллеров в корпусах DIP с числом выводов 8, 20, 28, 40. Для тактирования микроконтроллеров на плате установлен кварцевый резонатор на 4МГц. Кроме того, установленный на плате специальный переключатель позволяет разорвать цепь внешней синхронизации для случаев, когда микроконтроллер (например AT90S1200) тактируется от внутреннего RC-генератора. Некоторые микроконтроллеры AVR (например AT90S4414, AT90S8515) имеют внешнюю мультиплексированную шину адреса/данных для подключения внешнего ОЗУ. Для этого на плате STK200 предусмотрены панели для установки внешнего ОЗУ в корпусе DIP28 и регистра-защелки младшего байта адреса в корпусе DIP20.

На адресное пространство внешнего ОЗУ могут быть отображены и другие устройства, например модуль жидкокристаллического индикатора с контроллером HD44780. Для подключения ЖКИ на плате STK200 предусмотрены соответствующий разъем и переменный резистор для регулировки контраста.

Кроме рассмотренных выше, на плате STK200 установлены следующие типовые узлы микроконтроллерной системы:

Формирователь уровней сигналов интерфейса RS232;
Регулируемый источник опорного напряжения для встроенного АЦП;
Восемь кнопок и восемь светодиодов для организации ввода и отображения выходной информации;
Порты и сигналы управления микроконтроллеров выведены на разъемы и могут быть подключены к внешним устройствам.

STK500 / STK501

Из всех стартовых наборов разработчика, предлагаемых фирмой Atmel, наиболее универсальным устройством является STK500. Универсальность STK500 позволяет использовать его как отладочную плату, как параллельный программатор (для всех типов микроконтроллеров AVR), и как последовательный внутрисхемный программатор (для микроконтроллеров AVR, имеющий режим последовательного внутрисхемного программирования). Это устройство поддерживает все выпускающиеся на сегодняшний день микроконтроллеры AVR (для поддержки микроконтроллеров, выпускаемых только в корпусах TQFP64, например ATmega103 или ATmega128, нужна плата расширения STK501).

Функции внутрисхемного программирования и управления STK500 реализованы на двух микроконтроллерах : AT90S1200-12SC и AT90S8535-8AC. Кроме них на плате STK500 смонтированы следующие устройства:

Панели для установки микроконтроллеров в корпусах DIP8, DIP20, DIP28 и DIP40;
Стабилизированный источник питания с управляемым программно выходным напряжением;
Преобразователи уровней сигналов (для случая, когда напряжение питания целевого микроконтроллера отличается от напряжение питания управляющих микроконтроллеров);
Управляемый программно источник опорного напряжения для внутреннего АЦП микроконтроллера;
Микросхема DataFlash AT45D021;
Двухканальный формирователь уровней сигналов интерфейса RS232 (один канал используется для связи STK500 с управляющим персональным компьютером, другой может быть использован в разрабатываемом приложении);
Восемь кнопок и восемь светодиодов для организации ввода и отображения выходной информации;
Разъемы расширения для подключения внешних устройств.

Для тактирования отлаживаемых микроконтроллеров на плате STK500 предусмотрены два источника тактовых сигналов. Один из них представляет собой генератор, построенный на инвертирующих вентилях с кварцевой стабилизацией частоты. Пользователь имеет возможность задавать частоту этого генератора, устанавливая кварцевый резонатор на необходимую частоту в специальную панель. Второй источник тактовых сигналов представляет собой выход установленного на плате STK500 управляющего микроконтроллера AT90S8535-8AC. Частота этого тактового сигнала может быть задана программно.

Переключатель OSCSEL служит для выбора одного из источников тактового сигнала для микроконтроллера. Если же в качестве тактового необходимо использовать внутренний RC-генератор микроконтроллера, то внешний тактовый сигнал должен быть отключен джампером XTAL1. В отличие от STK200 и STK300, на плате STK500 не предусмотрено подключение к целевому микроконтроллеру внешнего ОЗУ.

Управление STK500 происходит через COM-порт персонального компьютера. Управляющая программа является составной частью AVR Studio и запускается из меню Tools-> STK500/AVRISP/JTAGICE. Кроме STK500 эта управляющая программа поддерживает такие аппаратные средства отладки, как внутрисхемный программатор ATAVRISP и внутрисхемный эмулятор JTAGICE. Подробнее возможности управляющей программы будут рассмотрена ниже при обзоре средств внутрисхемного программирования. Здесь мы ограничим описание только функциями, уникальными для STK500. На рис. 14 представлено окно программы, управляющей STK500.

Рис. 14. Окно управления параметрами STK500

Закладка Board(рис.15) служит для установки параметров STK500:

Напряжения питания целевого микроконтроллера (VTarget);
опорного напряжения АЦП микроконтроллера (ARef);
частоты управляемого источника тактового сигнала (Oscillator);
а также для индикации версии прошивки (firmware) управляющих микроконтроллеров (Revision).

Рис. 15. Окно управления параметрами STK500

STK500 поддерживает различные режимы программирования целевых микроконтроллеров: режим внутрисхемного последовательного программирования, и два режима программирования с использованием повышенного программирующего напряжения - параллельный и последовательный. Выбор режима программирования осуществляется в окне управления параметрами STK500 при выбранной закладке Program.

STK500 также может быть использован в качестве внутрисхемного программатора для микроконтроллеров, установленных в целевом устройстве. Для этого надо десятижильным плоским кабелем соединить целевое устройство с разъемом ISP10PIN на плате STK500.

Кроме того, в AVR Studio 4 предусмотрена возможность обновления прошивки (firmware) памяти программ управляющих микроконтроллеров (Revision Upgrade). Обновленные версии firmware включаются в состав AVR Studio как прикладное программное обеспечение. При запуске управляющая программа проверяет связь COM-порта персонального компьютера с STK500, и в случае его присутствия запрашивает версию firmware. Если в AVR Studio содержится более новая версия прошивки, управляющая программа предлагает обновить firmware путем перепрограммирования управляющих микроконтроллеров. Для входа в режим перепрограммирования надо, чтобы в момент включения питания на плате STK500 была нажата кнопка Program.

Для поддержки микроконтроллеров типа ATmega103 и ATmega128 фирма Atmel предлагает устройство STK501, которое устанавливается в разъемы расширения STK500 как мезонинная плата. На плате STK501 размещены:

Панель с нулевым усилием (ZIF socket) для подключения микроконтроллеров ATmega103 и ATmega128 в корпусах типа TQFP64;
Дополнительный порт RS232 с поддержкой линий RTS/CTS;
Кварцевый резонатор на 32 кГц для реализации часов реального времени (Real-Time Clock, RTC);
Посадочное место под корпус типа TQFP64 для припайки адаптера внутрисхемного эмулятора megaICE или ICE30;
Разъем JTAG-интерфейса (только для микроконтроллера ATmega128) для подключения внутрисхемного эмулятора JTAGICE.

Кристаллы ATmega103 и ATmega128 имеют больше портов ввода-вывода, чем все остальные микроконтроллеры AVR, и, соответственно, больше, чем поддерживает STK500. Поэтому порты E, F, G, а также некоторые управляющие сигналы, которые есть только у ATmega103 и ATmega128, выведены на разъемы на плате STK501.

Комбинация STK500 и STK501 поддерживает для ATmega103 и ATmega128 как режим внутрисхемного последовательного программирования, так и режим параллельного программирования с использованием повышенного программирующего напряжения.

Как уже говорилось, стартовый набор разработчика STK500 не поддерживает работу микроконтроллера с внешним ОЗУ. Разработчики STK501 исправили этот недостаток, предусмотрев на плате STK501 посадочное место под микросхему ОЗУ объемом 128 k x 8 в корпусах TSOP32 или SOJ32, и регистр-защелку младшего байта адреса. При этом STK501 без установленного микроконтроллера может служить платой расширения для STK500, позволяющей создавать и отлаживать проекты для микроконтроллеров AT90S8515 или ATmega161 с использованием внешней памяти данных.

1 23