Programletöltés bemutatása néhány napjainkban népszerű mikrovezérlő családra - Laptörténet

HG2ECZ: /* 32 bites architektúrák - ha kell a teljesítmény */

2010-07-31T11:40:30Z

32 bites architektúrák - ha kell a teljesítmény

HG2ECZ: ARM Cortex ...

2010-07-31T11:32:37Z

ARM Cortex ...

HG2ECZ: PIC csoportosítás

2007-11-05T23:00:17Z

PIC csoportosítás

HG2ECZ: formázás

2007-11-05T22:30:51Z

formázás

HG2ECZ: bővítés

2007-11-05T22:27:55Z

bővítés

HG2ECZ: Első verzió

2007-08-27T00:36:57Z

Első verzió

Új lap

Szinte mindannyian belefutottunk már olyan problémába, amelyet mikrovezérlővel könnyebb lett volna megoldani. Amennyiben már valaki megvalósította a probléma megoldására alkalmas szoftvert és ezt publikálta, akkor általában igen egyszerű dolgunk van. A feladat mindössze a program mikrovezérlőbe történő betöltésére korlátozódik.

Az alábbiakban ehhez próbálunk segítséget nyújtani, ''hogyan lehet minimális költségből, ingyenes szoftverekkel letölteni a kódot''.

== PIC mikrovezérlő ==

A PIC mikrovezérlő igen népszerű, a [http://www.microchip.com Microchip] gyártja és a [http://www.chipcad.hu ChipCad Kft.] forgalmazza hazánkban. De több elektronikai bolt készletében is fellelhető némely típus.

=== Amit tudni kell a program letöltés folyamatáról ===

A programot napjainkban Flash tárolja, amelybe beleírva megőrzi a kódot, de igény szerint később nagyságrendileg 10.000 alkalommal felül is írhatjuk egy újabbra.

* A program letöltését két lábon, I<sup>2</sup>C buszon végzi, ahol az egyik láb a CLK, a másik a kétirányú DATA. A vissza irány a chip azonosításához és a betöltött kód ellenőrzéséhez kell.
* A program letöltési üzemmódba léptetés háromféleképp történhet:
*# Alacsony feszültségű programozáskor egy erre a célra fenntartható PGM láb tápfeszre történő felhúzásával. Hátrány: egy I/O portot elveszítünk.
*# PGM láb helyett az MCLR/Vpp, azaz RESET/Programozó lábon keresztül jelzünk a mikrovezérlőnek. Ez a láb egy 3 állapotú láb, amely L szinten RESET-eli a mikrovezérlőt, H szinten nem csinál semmit. Azonban a tápfeszültég + legalább 7 volt hatására ugyanazt érjük el, mint a PGM láb aktiválásával értünk volna el. Előnye: PGM láb ebben az esetben szabadon felhasználható I/O.
*# Bootloader használata: gyárilag vagy a bolt által beletöltött szoftver, amely képes bekapcsoláskor az egyik lábon való jelzés hatására RS232-n keresztül fogadni adatot, amit bele is tölt a mikrovezérlőbe. Hátrány: speciális kód kell hozzá, amely a programmemória bizonyos szeletét, ahol a bootloader található, nem írja felül. Ellenkező esetben a bootloadert csak egyszer tudjuk használni.
* A programozáskor elegendő a két tápfesz láb, a Vpp, a PGC (clock) és PGD (data) lábak bekötése. A programozás nem csak IC programozóban, hanem beforrasztás után, az áramkörben is történhet. Ezt ICSP-nek (In Curcuit Serial Programming) hívják, és igen praktikus.

Alábbiakban bemutatott technika a Vpp lábon ad jelzés a mikrovezérlőnek, hogy programozó módban van.

=== A legegyszerűbb program letöltő ===

[[Kép:PicProg.png]]

A fenti programozóáramkör alaplapi RS232 interfésszel működik, USB-RS232 konverteren tapasztalat szerint nem. A rajz alapjában véve ICSP-re van kihegyezve, de ha az IC-be, mint barátunknak küldendő alkatrészbe szeretnénk a kódot letölteni, akkor erre csak egy IC foglalat kell és az ábrán látható forrszem alkalmas az IC programletöltés során szükséges +5V-os tápfeszültségének biztosítására.

Egy dologra célszerű figyelni: a PC földje a PIC +5V-ja, ezért más kábellel az áramkör a programozás közben ne legyen a PC-vel összedugva.

Ingyenes szoftver:
* Jaakko Picprog szoftvere (http://hyvatti.iki.fi/~jaakko/pic/) nagyon jól dolgozik. A 8 bites PIC-típusok 99 %-át viszi, szóval ezek közül szinte mindent. Paraméterezése:
picprog -p /dev/ttyS0 -i amitletolteniakarsz.hex --erase --burn
* Pikdev (http://pikdev.free.fr/) egy integrált szoftver, amely típust Jaakko szoftvere esetleg nem vinne, azt szoktam ezzel megpróbálni.

== ATMEL ATMEGA sorozat ==

Az ATMEL is elég nagy jelentőséggel bíró mikrovezérlő gyártó. Hazánkban sok helyen lehet kapni (Például: http://www.mscbp.hu, http://www.codix.hu, de kisebb üzletekben is)

Az ATMEL a fentiekkel ellentétben SPI buszos interfészt ad a programletöltésre. A legegyszerűbb programozó elektronika mindössze drótokat tartalmaz, amelyet a PC alaplapi parallel portjáról hajthatunk meg.

Egyik lehetséges bekötés ([http://www.bsdhome.com/avrdude/ bsd = Brian Dean's Programmer]):

{| border="1"
!Parallel port!!ATMEL AVR sorozata (ATtiny, ATMEGA)
|-
|Pin 7||AVR RESET
|-
|Pin 8||AVR CLK (clock bemenet)
|-
|Pin 9||AVR MOSI (Master Out, Slave IN --> parancsok)
|-
|Pin 10||AVR MISO (Master In, Slave Out --> Adat visszaolvasás)
|-
|Pin 18||AVR GND
|}

Ingyenes szoftver: avrdude (http://download.savannah.gnu.org/releases/avrdude/). Használata például ATMEGA48 esetén:
avrdude -p m48 -c bsd -U flash:w:amitletolteniakarsz.hex:i

A fentiek alapján látható, hogy az ICSP-jellegű (áramkörben programozó) letöltőkábele nagyon egyszerű, pusztán egy 5 eres szalagkábel, végén egy DB25-ös PC parallel portjára dugható csatlakozóval.

== Aki nagyobbra vágyik: ARM7-es architektúra (ARM7TDMI) ==

Az ARM architektúra nem egy gyártó, hanem egy szervezet tulajdona, amelyet a fentiekkel ellentétben sok gyártó gyárt. Ezek közül hazánkban könnyen beszerezhető egyrészt az ATMEL SAM-jai, a másik, első blikkre nehezebben tönkretehető típus az NXP lpc21xx. De még van sok-sok más gyártó is. Lásd: http://www.gnuarm.com/ArmDevices_frame.html

Ezek valódi 32 bites, 50-250 MHz-es órajellel működő RISC (1 órajel/utasítás) processzorok, tehát igen fürgék. JTAG-en keresztül lehet letölteni bele a szoftvert.

=== Szoftver letöltése ===

* JTAG interfészen keresztül, ami teljes mértékű debuggolást is lehetővé tesz.
* PC parallel portját használhatjuk, közvetlen kábel, semmi extra.
* Szoftvernek az [http://developer.berlios.de/projects/openocd OpenOCD] javasolható, amely TCP portot nyit a terminálkapcsolatnak debuggoláshoz és program letöltéshez.

[[Kategória: Programozható áramkörök]]

@@ 102. sor: / 102. sor: @@
 * PC parallel portját használhatjuk, közvetlen kábel, semmi extra.
 * Szoftvernek az [http://developer.berlios.de/projects/openocd OpenOCD] javasolható, amely TCP portot nyit a terminálkapcsolatnak debuggoláshoz és program letöltéshez.
 === AVR32 ===
@@ 107. sor: / 114. sor: @@
 Az ATMEL cég az ARM-ok mellett saját 32 bites mikrovezérlőt illetve processzort is fejleszt AVR32 néven. A mikrovezérlőben 512 kbyte flash található és 64 kbyte RAM. A processzorában nincs belső programmemória, hanem külső, több MB-os flash memóriát használ, és célszerűen sok MB-os külső RAM-ot. A mikrovezérlőre szokásos módszerrel szokás programot írni, a processzorra általában Linux-ot portolnak.
-Ez egy elég friss, de ígéretes mikrovezérlő és processzor család - ha már kell a teljesítmény.
+Ez szintén egy ígéretes mikrovezérlő és processzor család - ha már kell a teljesítmény. Bár sajnos egyedi, se nem ARM, se nem MIPS, azonban szintén a GCC fordítók portolták erre.
 [[Kategória: Programozható áramkörök]]

@@ 91. sor: / 91. sor: @@
 == 32 bites architektúrák - ha kell a teljesítmény ==
-=== ARM7-es architektúra (ARM7TDMI) ===
+=== ARM Cortex M0, M3, M4 architektúra ===
 Az ARM architektúra nem egy gyártó, hanem egy szervezet tulajdona, amelyet a fentiekkel ellentétben sok gyártó gyárt. Ezek közül hazánkban könnyen beszerezhető egyrészt az ATMEL SAM-jai, a másik, első blikkre nehezebben tönkretehető típus az NXP lpc21xx. De még van sok-sok más gyártó is. Lásd: http://www.gnuarm.com/ArmDevices_frame.html
-Ezek valódi 32 bites, 50-250 MHz-es órajellel működő RISC (1 órajel/utasítás) processzorok, tehát igen fürgék. JTAG-en keresztül lehet letölteni bele a szoftvert.
+Ezek valódi 32 bites, 50-250 MHz-es órajellel működő RISC (1 órajel/utasítás) egychipes processzorok, tehát igen fürgék. JTAG-en keresztül lehet letölteni bele a szoftvert.
 ;Szoftver letöltése

@@ 8. sor: / 8. sor: @@
 Alapjában véve 4 csoportja van, amely további finomabb csoportba sorolható:
-;12 bites utasításszélesség:
+;12 bites utasításszélesség (8 bites adatszélesség):
-* PIC10Fxxx - 6 lábú, amelyből 2 táp, a maradék 4 akár digitális vagy analóg I/O is lehet.
+* PIC10Fxxx - 6 lábú, amelyből 2 táp, a maradék 4 akár digitális vagy analóg I/O is lehet; 256 vagy 512 utasításra alkalmas programmemória és 16-23 byte RAM
-;14 bites utasításszélesség:
+* PIC12F5xx
-* PIC12Fxxx - 8 lábú
+;14 bites utasításszélesség (8 bites adatszélesség):
 * PIC16Fxxx - 14 ... 44 láb; hardver szorzás még nincs, 90 byte-os RAM lapok vannak, egyetlen index regiszterrel. Max RAM: 368 byte, ROM: 8 kbyte-ig
-;16 bites utasításszélesség:
+;16 bites utasításszélesség (8 bites adatszélesség):
 * PIC18Fxxx - hardver szorzó és lineáris memóriacímzés van benne, 3 indexregiszterrel. RAM: 4 kbyte-ig, ROM: 48 kbyte-ig
 ;24 bites utasításszélesség (16 bites adatszélesség):

@@ 63. sor: / 63. sor: @@
 Memóriacímzése lineáris, maximum 8 kbyte RAM és 256 kbyte ROM-ot tartalmaz. A/D átalakító, PWM generátor, timer, belső RC oszcillátor és még sok egyéb szintén megtalálható benne.
-== Program letöltése AVR8 mikrovezérlőre ==
+=== Program letöltése AVR8 mikrovezérlőre ===
 Az ATMEL a fentiekkel ellentétben SPI buszos interfészt ad a programletöltésre. A legegyszerűbb programozó elektronika mindössze drótokat tartalmaz, amelyet a PC alaplapi parallel portjáról hajthatunk meg.

@@ 6. sor: / 6. sor: @@
 A PIC mikrovezérlő igen népszerű, a [http://www.microchip.com Microchip] gyártja és a [http://www.chipcad.hu ChipCad Kft.] forgalmazza hazánkban. De több elektronikai bolt készletében is fellelhető némely típus.
 === Amit tudni kell a program letöltés folyamatáról ===
@@ 33. sor: / 52. sor: @@
 * Pikdev (http://pikdev.free.fr/) egy integrált szoftver, amely típust Jaakko szoftvere esetleg nem vinne, azt szoktam ezzel megpróbálni.
-== ATMEL ATMEGA sorozat ==
+== ATMEL 8 bites AVR mikrovezérlői ==
 Az ATMEL is elég nagy jelentőséggel bíró mikrovezérlő gyártó. Hazánkban sok helyen lehet kapni (Például: http://www.mscbp.hu, http://www.codix.hu, de kisebb üzletekben is)
 Az ATMEL a fentiekkel ellentétben SPI buszos interfészt ad a programletöltésre. A legegyszerűbb programozó elektronika mindössze drótokat tartalmaz, amelyet a PC alaplapi parallel portjáról hajthatunk meg.
@@ 60. sor: / 88. sor: @@
 A fentiek alapján látható, hogy az ICSP-jellegű (áramkörben programozó) letöltőkábele nagyon egyszerű, pusztán egy 5 eres szalagkábel, végén egy DB25-ös PC parallel portjára dugható csatlakozóval.
-== Aki nagyobbra vágyik: ARM7-es architektúra (ARM7TDMI) ==
+== 32 bites architektúrák - ha kell a teljesítmény ==
 Az ARM architektúra nem egy gyártó, hanem egy szervezet tulajdona, amelyet a fentiekkel ellentétben sok gyártó gyárt. Ezek közül hazánkban könnyen beszerezhető egyrészt az ATMEL SAM-jai, a másik, első blikkre nehezebben tönkretehető típus az NXP lpc21xx. De még van sok-sok más gyártó is. Lásd: http://www.gnuarm.com/ArmDevices_frame.html
@@ 66. sor: / 96. sor: @@
 Ezek valódi 32 bites, 50-250 MHz-es órajellel működő RISC (1 órajel/utasítás) processzorok, tehát igen fürgék. JTAG-en keresztül lehet letölteni bele a szoftvert.
-=== Szoftver letöltése ===
+;Szoftver letöltése
 * JTAG interfészen keresztül, ami teljes mértékű debuggolást is lehetővé tesz.
@@ 72. sor: / 102. sor: @@
 * Szoftvernek az [http://developer.berlios.de/projects/openocd OpenOCD] javasolható, amely TCP portot nyit a terminálkapcsolatnak debuggoláshoz és program letöltéshez.
 [[Kategória: Programozható áramkörök]]