MSP430_cz4.pdf

(1912 KB) Pobierz

070-072_msp430_cz4.indd

PODZESPOŁY

MSP430: mikrokontrolery,

które (prawie) nie

pobierają prądu, część 4

Tanie narzędzia do programowania

i debugowania projektów

Na rys. 8 przedstawio-

no schemat elektryczny

programatora JTAG dla

mikrokontrolerów MSP430.

Jest to urządzenie wyko-

nane na bazie oryginal-

nego programatora, pro-

dukowanego przez ﬁrmę

TI (MSP–FET430PIF). Jest

to „wtyczka” podłączona

do złącza drukarkowego

Centronics. Dokumentacja

oryginalnego programa-

tora wraz ze schematem

elektrycznym znajduje się

w dokumencie SLAU138,

dostępnym na www.ti.com .

Użytkownicy komputerów

pozbawionych portu Cen-

tronics są skazani na za-

kup wydajnych i wygod-

nych w użyciu, ale jednak

dużo droższych narzędzi

wyposażonych w USB,

np. MSP–FET430UIF

i FlashPro430 (uniwersal-

ne) lub MSP–EZ430 (tylko

do niektórych mikrokon-

trolerów).

Jako układ buforujący

w programatorze zastosowa-

no układ typu 74HC244,

który pełni podwójną rolę:

wzmacniacza sygnałów

(aby wejścia portu drukar-

kowego nie obciążały por-

tów procesora i odwrotnie)

oraz konwertera napięć,

ponieważ port drukarko-

wy pracuje w standardzie

TTL z napięciem zasilania

5 V, natomiast procesor

może być zasilany napię-

ciem 2,7…3,6 V (w trybie

programowania). Układ U1

jest zasilany napięciem

równym napięciu zasilania

procesora przez co zgod-

ność poziomów napięć jest

zachowana. Od strony złą-

cza drukarkowego sygnały

kierowane są na wejścia

układu U1 poprzez rezy-

story, dzięki czemu – po-

mimo wyższej wartości niż

ma jego napięcie zasilania

– nie stanowią dla niego

zagrożenia. Sygnał kiero-

wany do portu drukarko-

wego ma niższą wartość

niż 5 V, jednak mieści

się w zakresie dopuszczal-

nym dla standardu TTL.

Tranzystor Q1 służy do

przełączania portów dołą-

czonego procesora w tryb

programowania. Funkcja

ta jest wykorzystywana

w mniejszych procesorach,

w których linie interfejsu

JTAG są multipleksowane

Wśród fanów mikrokontrolerów jednym z czynników

decydującym o ich popularności jest dostępność

taniego programatora. Dla układów MSP430 ten

programator jest bardzo tani i łatwy w wykonaniu,

podobnie jak prosty zestaw ewaluacyjny – obydwa

urządzenia przedstawiamy w artykule.

z portami I/O. Poczyna-

jąc od układów umiesz-

czonych w obudowach

64–nóżkowych sygnał ten

nie jest wykorzystywany,

ponieważ w tych układach

interfejs JTAG jest dostęp-

ny na niezależnych (do-

datkowych) liniach.

MSP430F449 przedstawio-

no na rys. 9 . Jest on za-

silany jest napięciem 3 V,

na przykład z dwóch bate-

rii 1,5 V. Aby umożliwić

eksperymentowanie z dołą-

czaniem różnych układów

zewnętrznych dookoła pro-

cesora znajdują się wypro-

wadzenia szpilkowe J4…J7.

Do mikrokontrolera można

podłączyć trzy rezonatory

kwarcowe:

X1 – małej częstotliwo-

ści – np. zegarkowy (pod-

łączony do wyprowadzeń

Sprzętowe środowisko

pierwszych

eksperymentów

Najprostszą konﬁgura-

cję połączeń dla urucho-

mienia mikrokontrolera

Rys. 8. Schemat elektryczny programatora mikrokontrolerów MSP430 przygotowanego

przez Elektronikę Praktyczną (AVT1409, EP3/2005 oraz EP6/2007)

70

Elektronika Praktyczna 12/2007

153199101.078.png

153199101.089.png

153199101.100.png

153199101.111.png

153199101.001.png

PODZESPOŁY

Rys. 9. Schemat elektryczny płytki eksperymentalnej

XIN i XOUT generatora

XT1) i użyć generatora

DCO objętego pętlą PLL

do generowania sygnału

taktującego o częstotliwości

do 8 MHz,

– zamiennie można

użyć rezonatora X2 by wy-

generować sygnał taktujący

o pełnej szybkości, lub

– rezonator dużej czę-

stotliwości X3 podłączony

do wyprowadzeń XT2IN

i XT2OUT generatora XT 2 .

Rezonatory X2 i X3 nie

są niezbędne dla prawidło-

wej pracy mikrokontrolera.

Na schemacie jest wi-

doczny układ automatycz-

nego zerowania mikrokon-

trolera R1, C5 wraz z przy-

ciskiem. Pozwala on na za-

inicjowanie pracy procesora

z wczytanym programem.

Do złącza J2 można podłą-

czyć miernik poboru prądu.

Może on być zwarty zwor-

ką J3, gdy nie jest używa-

ny. Miernik zabezpieczono

przed przeciążeniem diodą

D1. Dioda pełni też drugą

rolę: trzeba pamiętać, że

pobór prądu MSP430 zmie-

nia się od pojedynczych od

ułamka mikroampera w try-

bach uśpienia do kilku mi-

liamperów w trybie aktyw-

nym – gdy pobór prądu

gwałtownie wzrośnie, dioda

nie dopuści do zwiększenia

spadku napięcia na mierni-

ku i wyzerowania mikrokon-

trolera.

Na schemacie pokazano

także diodę LED1, którą

można dołączyć do dowol-

nego wyprowadzenia (por-

tu) mikroprocesora, korzy-

stając ze złącza J16. Pobór

prądu diody wynosi kilka

mA i może być większy

niż pobór prądu przez mi-

krokontroler w trybie aktyw-

nym. Dlatego też jest wska-

zane ograniczenie stosowa-

nia diod LED do diagno-

styki, testowania i prostych

eksperymentów i używanie

ich w aplikacjach jak na-

joszczędniej.

Na płytce umieszczono

dodatkowe złącza wypro-

wadzające sygnały portu

P1, portu P2 oraz por-

tów szeregowych UART0

i UARTT1. Złącze J15 wy-

prowadza sygnały portu

P6 lub wejścia przetwor-

nika analogowo–cyfrowego.

Na płytce umieszczono

złącze wyświetlacza LCD.

Jest to wyświetlacz współ-

pracujący z wewnętrznym

kontrolerem procesora.

Złącze J9 służy do podłą-

czenia dowolnego innego

wyświetlacza LCD a złącze

J12 przygotowano z my-

ślą o fanach wyświetlaczy

graﬁcznych z telefonów

komórkowych. Rezystory

R2...R5 są niezbędne do

uruchomienia wewnętrzne-

go kontrolera wyświetlacza

LCD a kondensator C8,

zwora JP10 i złącze J16

przydadzą się przy ekspe-

rymentach z analogowym

komparatorem napięcia.

Układ podobny do

przedstawionego na ry-

sunku nie jest szczególnie

krytyczny pod względem

prowadzenia ścieżek ob-

wodu drukowanego. Powo-

dem jest stosunkowo niska

częstotliwość pracy układu

(ok. 8 MHz). Krytyczne są

jedynie obwody zasilania

układów analogowych. War-

to w przypadku ich wy-

korzystania rozpatrzeć roz-

dzielenie zasilania układów

analogowych i cyfrowych.

Na płytce umieszczo-

no zwory JP3 i JP6, które

umożliwiają eksperymento-

wanie z rozdzieleniem za-

silania. W każdych warun-

kach należy pamiętać, że

ścieżki zasilania powinny

być możliwie krótkie a tuż

obok wyprowadzeń zasila-

nia powinny znaleźć się

kondensatory blokujące.

Przyjrzyjmy się dokład-

niej czynnościom związa-

nym z uruchomieniem pro-

jektu. Na stronie msp430.

ep.com.pl umieszczono

Elektronika Praktyczna 12/2007

71

153199101.012.png

153199101.023.png

153199101.031.png

153199101.032.png

153199101.033.png

153199101.034.png

153199101.035.png

153199101.036.png

153199101.037.png

153199101.038.png

153199101.039.png

153199101.040.png

153199101.041.png

153199101.042.png

153199101.043.png

153199101.044.png

153199101.045.png

153199101.046.png

153199101.047.png

153199101.048.png

153199101.049.png

153199101.050.png

153199101.051.png

153199101.052.png

153199101.053.png

153199101.054.png

153199101.055.png

153199101.056.png

153199101.057.png

153199101.058.png

153199101.059.png

153199101.060.png

153199101.061.png

153199101.062.png

153199101.063.png

153199101.064.png

153199101.065.png

153199101.066.png

153199101.067.png

153199101.068.png

153199101.069.png

153199101.070.png

153199101.071.png

153199101.072.png

153199101.073.png

153199101.074.png

153199101.075.png

153199101.076.png

153199101.077.png

153199101.079.png

153199101.080.png

153199101.081.png

153199101.082.png

153199101.083.png

153199101.084.png

153199101.085.png

153199101.086.png

153199101.087.png

153199101.088.png

153199101.090.png

153199101.091.png

153199101.092.png

153199101.093.png

153199101.094.png

153199101.095.png

153199101.096.png

153199101.097.png

153199101.098.png

PODZESPOŁY

Rys. 12. Wygląd okien środowiska po załadowaniu przy-

kładowego projektu

Rys. 10. Rozmieszczenie elementów na płytce ekspery-

mentalnej

projektu oznaczone jako + .

W zasadzie jedynym zada-

niem czekającym użytkow-

nika jest decyzja, czy chce

załadować program do pro-

cesora czy też uruchomić

go przy użyciu symulato-

ra. Wygląd ekranu podczas

rzeczywistego uruchomienia

programu przedstawiono już

na rys. 12 .

Zobaczmy teraz jak

przeprowadzić uruchomienie

programu z użyciem symula-

tora wbudowanego w pakiet

narzędziowy.

Jeśli po załadowaniu

oprogramowania ustawimy

pułapkę ( Breakpoint ) we

wnętrzu podprogramu obsłu-

gi przerwania i uruchomimy

program (np. poleceniem

Go ) to w wyniku wykona-

nia instrukcji LPM3 pro-

gram zatrzyma się czekając

na przerwanie od układu

WDT. Przerwanie to moż-

na zasymulować naciskając

widoczny na ilustracji przy-

cisk Trigger. Aby wywołać

okno wyboru i wywoływania

przerwań należy użyć opcji

Forced Interrupts w menu

Simulator. Każde przerwa-

nie można zasymulować

asynchronicznie, przez przy-

ciśnięcie przycisku Trigger

lub napisać makrodeﬁnicję

i zaprogramować moment

pojawienia się przerwania

łącznie z zaprogramowaniem

losowego pojawienia się

przerwania (menu Simulator

/ Interrupt Setup ).

Inne możliwości

O tym, że można pisać

programy C++ dla proceso-

ra MSP430 już wspomnia-

no. Wystarczy tyko zmienić

bibliotekę runtime . Zamiast

CLIB należy użyć DLIB.

W związku z programo-

waniem obiektowym oraz

programowaniem w języku

C można uaktywnić opcje

o nazwie MISRA C rules .

Opcja ta nie jest dostępna

w wersji ograniczonej kom-

pilatora. W ogólnym zarysie

opcja ta generuje ostrzeże-

nia i błędy o przekroczeniu

zasad programowania w ję-

zyku C. Przykładowo nie

powinno się wykonywać

logicznych operacji na licz-

bach integer ze znakiem.

Nie powinno być w pro-

gramie kodu, którego nie

można wykonać. Nie nale-

ży używać liczb oktalnych

zaczynających się od war-

tości 0 itd. Nie przestrze-

ganie tych zasad prowadzi

do kłopotliwych błędów.

Ustawiona opcja MISRA

spowoduje wywołanie od-

powiedniego ostrzeżenia

w trakcie kompilacji.

Jacek Majewski

Mariusz Kaczor

Krzysztof Kardach

kompletny projekt opisy-

wany w artykule. Po zain-

stalowaniu oprogramowania

IAR można uruchomić pro-

jekt w systemie Windows

dwa razy klikając na zbio-

rze lpm3_experiments.eww .

W wyniku pojawi się okno

środowiska, jak na rys. 11 .

W oknie Files można

zobaczyć drzewo projektu.

Stan jak na rysunku po-

jawi się gdy rozwiniemy

wszystkie punkty drzewa

Rys. 11. Wygląd okien darmowego środowiska pobranego

ze strony TI w chwili decyzji o sposobie uruchamiania

przykładu; poprzez JTAG na płytce czy w symulatorze

Dokumentacja projektów

opisanych w artykule oraz inne

materiały i informacje na temat

mikrokontrolerów MSP430 są

dostępne na stronie

msp430.ep.com.pl .

72

Elektronika Praktyczna 12/2007

153199101.099.png

153199101.101.png

153199101.102.png

153199101.103.png

153199101.104.png

153199101.105.png

153199101.106.png

153199101.107.png

153199101.108.png

153199101.109.png

153199101.110.png

153199101.112.png

153199101.113.png

153199101.114.png

153199101.115.png

153199101.116.png

153199101.117.png

153199101.118.png

153199101.119.png

153199101.120.png

153199101.121.png

153199101.002.png

153199101.003.png

153199101.004.png

153199101.005.png

153199101.006.png

153199101.007.png

153199101.008.png

153199101.009.png

153199101.010.png

153199101.011.png

153199101.013.png

153199101.014.png

153199101.015.png

153199101.016.png

153199101.017.png

153199101.018.png

153199101.019.png

153199101.020.png

153199101.021.png

153199101.022.png

153199101.024.png

153199101.025.png

153199101.026.png

153199101.027.png

153199101.028.png

153199101.029.png

153199101.030.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

MSP430_cz9.pdf (2015 KB)
MSP430_cz8.pdf (538 KB)
MSP430_cz7.pdf (1596 KB)
MSP430_cz6.pdf (1341 KB)
MSP430_cz5.pdf (1213 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin