 |
Описание макета программатора.
|
|
|
|
Макет программатора состоит из общей платы и вспомогательных плат реализующих необходимые функции заданий. Общая плата имеет разъем, соединяющая программатора с параллельным портом компьютера. На общей плате также расположены две контактных колодки (дип панели) для установки программируемых микроконтроллеров. Они позволяют использовать МК следующих типов: а) дип панель DIP2x20.2 для МК серий AT90S4414 и AT90S8515; б) дип панель DIP2x10.1 для МК серии AT90S1200 AT90S2313.
Вспомогательные платы позволяют макетировать проектируемое устройство, управляемое микроконтроллером, не подвергая нежелательным механическим воздействиям сам программатор и микросхему контроллера. Вспомогательные платы соединяются с общей платой через дополнительные разъемы, что позволяет более прагматично использовать имеющиеся порты (выводы) МК.
Питание программатора обеспечивается от внешнего блока стабилизированного питания МС9011.02 с выходным напряжением Vcc=+5В при максимальном токе нагрузки Iн=1.5А.
Рис. 3.16. Принципиальная схема макета программатора.
На рис 3.16. приведена принципиальная схема макета программатора для последовательного программирования МК серии AT90S1200 и AT90S8515 через параллельный (LPT) порт компьютера. Подсоединение к компьютеру осуществляется с помощью кабеля подключения изображенного на рис. 3.17.
Соединительный кабель для подключения макета программатора к параллельному (LPT) порту компьютера состоит из двух разъемов DB25F и BH10.1 и двух шлейфов по 26 и 10 жил соединенных между собой согласно таблице 3.1. и таблице 3.2. Разъем DB25F (штырь) подсоединяется к параллельному (LPT) порту компьютера, а BH10.1 (гнездо) к разъему BH10.2 (штырь) на макете программатора (см. рис. 3.16).
|
|
|
Рис. 3.17. Кабель подключения макета к LPT порту компьютера.
Таблица № 3.1. Соответствие номера контакта разъема DB25F и порядкового номера 25 жильного шлейфа.
| Порядковый номер 25 жильного шлейфа | 1 (крас-ный) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Номер контакта в разъеме DB25 F | 1 | 14 | 2 | 15 | 3 | 16 | 4 | 17 | 5 | 18 | 6 | 19 | 7 |
| Порядковый номер 25 жильного шлейфа | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| Номер контакта в разъеме DB25 F | 20 | 8 | 21 | 9 | 22 | 10 | 23 | 11 | 24 | 12 | 25 | 13 | - |
Таблица № 3.2. Соответствие номеров контактов разъема
DB25F и разъема BH10.1.
| Разъем DB25 F | Символьное обозначение | Разъем BH10.1 |
| 5 | XTAL1 | 4 |
| 6 | RESET | 5 |
| 7 | MOSI | 1 |
| 8 | SCK | 7 |
| 10 | MISO | 9 |
| 19-25 | Gnd | 10 |
На приведенной схеме макета программатора кроме соединительных разъемов и контактных колодок МК находятся внешние элементы необходимые для обеспечения работы тактового генератора. Это конденсаторы С2=С1=39 пФ, С3=1000 пФ и кварц с частотой генерации колебаний 4 МГц. Кнопка В1 обеспечивает сброс МК в начальное состояние.
Подключение вспомогательных плат к макету программатора осуществляется через штыревые разъемы PLS.1, PLS.2 и PLS.3. Так как разъем PLS.1 соединен с дип панелью DIP2x10.1, в которую устанавливается МК серии AT90S2313 и AT90S1200, а разъемы PLS.2 и PLS.3 соединены с дип панелью DIP2x20.2, в которую устанавливается МК серий AT90S4414 и AT90S8515, то нумерация выводов разъема PLS.1 соответствует нумерации ножек AT90S1200, а нумерация выводов разъемов PLS.2 и PLS.3 соответствует нумерации ножек AT90S4414 и AT90S8515.
В макете программатора при программировании и последующей работе должен находиться только один (!) микроконтроллер, либо в панели DIP2x10.1 (AT90S1200 или AT90S2313), либо в панели DIP2x20.2 (AT90S4414 или AT90S8515). К разъемам PLS.n (n=1,2,3) через соответствующую колодку можно подсоединять любые внешние устройства: светодиоды, ССИ, кнопки, матричную клавиатуру, подавать сигнал на какой либо порт (вывод) микроконтроллера или считывать его. При этом надо помнить, что на контакт 20 разъема PLS.1 и на контакт 40 разъема PLS.3 подается напряжение Vcc=+5В.
|
|
|
Макет программатора имеет два режима работы. Первый – непосредственное программирование микроконтроллера с помощью компьютера. Как с подключенными внешними устройствами, так и без них. Второй режим – автономный, когда происходит работа с внешними устройствами, выполненными на вспомогательных платах. При этом режиме макет программатора должен быть отсоединен от компьютера.
Сначала обучающийся должен, получив задание, подготовить (написать и отладить) программное обеспечение с помощью AVR Studio (см. раздел 3.1.), согласно пп. 1-6 раздела 3.2. (Принципы выполнения заданий). Результатом данного этапа является безошибочная трансляция разработанной программы. Только после этого можно приступить к использованию макета программатора и построению внешнего устройства на вспомогательной плате, если это предусмотрено заданием.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработанные методические указания содержат описания программного обеспечения и аппаратных средств реализации набора примеров заданий, предназначенных для изучения как непосредственной архитектуры МК, так и для выработки конкретных навыков программирования.
Проведен анализ архитектуры современных микроконтроллеров. Уделено внимание систематизации аппаратных средств и общим вопросом методам отладки разрабатываемых программ.
Особое внимание уделено серийным МК фирмы ATMEL семейства AVR. Рассмотрены их особенности построения и функционирования. Анализ системы команд микроконтроллеров AVR и практические рекомендации работы в интегрированной среде разработки «AVR Studio» позволяет эффективно создавать и разрабатывать программы для AVR микроконтроллеров.
Представлен набор типовых примеров с наиболее распространенными задачами программирования МК. Предложены классификация и принципы выполнения заданий. Дано описание универсального макета программатора.
Изготовлен универсальный макет программатора, позволяющий проводить не только прошивку МК AVR четырех типов (AT90S1200, AT90S2313, AT90S4414, AT90S8515), но и управление проектируемыми внешними устройствами.
Реализован ряд задач по работе с памятью, по перекодировке, сложению и делению чисел, по работе с динамической индикацией и матричной клавиатурой. На основе этого смакетированы реальные устройства кодового замка на основе AT90S1200 и измерителя частоты в звуковом диапазоне на основе AT90S8515.
|
|
|
Предлагаемая на этой основе методика обучения программирования и применения МК позволяет ввести интересующихся в эту перспективную область.
|
|
|
