1659

Отличительные особенности:

связь с ПК через интерфейс RS-232 для программирования и управления;

стабилизированный источник питания с входом 10 – 15 В;

8-выв., 20-выв, 28-выв., 40-выв. панели для установки DIP-корпусов AVR-микроконтроллеров;

поддержка параллельного и последовательного программирования повышенным напряжением всех МК AVR;

последовательное внутрисистемное программирование (ISP) всех AVR-устройств;

внутрисистемный программатор для программирования микроконтроллера непосредственно в целевом приложении;

перепрограммирование AVR-микроконтроллеров;

8 кнопок общего назначения;

8 светодиодов общего назначения;

все порты ввода-вывода выведены на штырьки разъемов;

дополнительный порт RS-232 общего назначения;

разъемы расширения для подключения внешних модулей (рис. 6).

Рис. 6. Компоненты STK500

11

STK500 управляется из AVR Studio не ниже версии 3.2. В набор STK500 входят 8 желтых светодиодов и 8 кнопок без фиксации. Светодиоды и кнопки электрически отделены от остальной части платы. Таким образом, они могут быть подключены к МК AVR через 10-проводной шнур и разъемы портов ввода-вывода. Светодиоды подключены к разъему

LEDS.

Кнопки подключены к разъему SWITCHES. При нажатии на кнопку на выводе SWn будет низкий уровень напряжения, а при отпускании – высокий (VTG). Расположение выводов разъемов и их соответствие линиям портов ввода-вывода показано на рис. 7. Здесь х означает имя порта: А, B, C, D, E и F. Вывод с квадратной маркировкой указывает на вывод 1.

Рис. 7. Расположение и назначение выводов разъемов портов ввода-вывода

Разъемы подключения кнопок и светодиодов имеют аналогичное разъемам портов ввода-вывода расположение и назначение выводов, которое показано на рис. 8. На плате в панель установлен МК ATMega8515.

Рис. 8. Подключение светодиодов и кнопок к портам ввода-вывода и разъёмов SPI

12

так и ЭСППЗУ для хранения данных. Он также позволяет программировать конфигурационные биты (fuse) для выбора настроек тактирования, длительности задержки при старте и порога детектора понижения напряжения (BOD) для большинства микроконтроллеров.

Программирование повышенным напряжением используют для МК, не поддерживающих ISP-программирование. Некоторые МК требуют такое программирование для установки некоторых конфигурационных бит.

Поскольку интерфейс программирования размещается на различных выводах для разных типов МК, то реализовано три разъема для корректной разводки сигналов программирования; 6-пров. шнур из комплекта используется для соединения ISP-сигналов с разъемом ISP-программирования целевого МК. Цветная кодировка и номер разъема используются для определения, какой разъем ISP-программирования целевого МК используется для каждой панели (см. рис. 6).

В процессе ISP-программирования 6-пров. шлейф должен быть постоянно связан с разъемом, обозначенным как “ISP6PIN”. Если программируемое устройство находится в синей панели, то подсоедините другой конец шлейфа к синему разъему целевого ISP-программирования SPROG1. Если программируемое устройство находится в зеленой панели, то используйте зеленый разъем SPROG2. Аналогично для красной панели используйте SPROG3. В табл. 1 показано соответствие на плате STK 500 МК AVR разъемам SPROG целевого ISP-программирования.

14

В режиме программирования повышенным напряжением на вход сброса (RESET) МК подается напряжение 12 В. Все AVR-микроконтроллеры поддерживают данный режим программирования. Программирование повышенным напряжением (ППН) реализуется двумя способами: 8-выв. МК используют последовательный интерфейс программирования, а остальные

– параллельный. Правильность подключения сигналов программирования к целевому МК обеспечивается шлейфом из комплекта STK500 (рис. 10).

Рис. 10. Подключения для программирования повышенным напряжением

Напряжение VTARGET – напряжение питания целевого AVRмикроконтроллера. Оно может программироваться из AVR Studio или подаваться от внешнего источника питания. Если перемычка VTARGET установлена, то используется встроенный источник питания.

Если перемычка VTARGET снята, то питание микроконтроллера (VCC) должно быть подано от внешнего источника через штырек VTG любого разъема «PORTх».

Встроенный источник VTarget имеет защиту от короткого замыкания. Если для VTarget установлено значение выше 0,3 В, а АЦП управляющего МК определяет, что фактически оно меньше 0,3 В, то с задержкой 80 мс МК выключит стабилизатор напряжения VTarget и встроенный источник AREF. При этом статусный светодиод быстро мигает.

При использовании внешнего источника VTarget STK500 также определяет отключение, как ложное короткое замыкание. Возможно исключить данную сигнализацию, если в AVR Studio установить уровень встроенного

VTarget ниже 0,3 В.

15

Аналоговое опорное напряжение (AREF) может использоваться как опорный источник для встроенного аналогово-цифрового преобразователя. Если перемычка AREF установлена, то встроенный опорный источник подключен к выводу AREF МК AVR. AVR Studio может программировать выходное напряжение аналогового опорного источника в диапазоне 0 – 6,0 В, но не выше VTARGET.

При снятии перемычки AREF напряжение AREF должно быть подано от внешнего источника через штырек AREF разъема PORTE/AUX. Управляемое из AVR Studio опорное напряжение может использоваться как вход аналогового компаратора или измерения для встроенного в МК АЦП. Вход AREF МК AVR может быть соединен с VTG.

Перемычка RESET манипулирует с сигналом сброса RESET в STK500. При внутрисистемном программировании целевого МК на панели управляющий МК программирует МК AVR без связи с внешним приложением. Если перемычка RESET установлена, то управляющий МК управляет сигналом RESET МК AVR.

STK500 поддерживает несколько конфигураций схемы тактирования МК AVR. Перемычки XTAL1 и OSCSEL позволяют задать настройки тактирования. OSCSEL задает, какой сигнал подключается к выводу XTAL1 AVR-микроконтроллера.

При установке перемычки XTAL1 используется внутренняя система тактирования STK500 для синхронизации целевого МК AVR. Если перемычка XTAL1 извлекается, то внутренняя система тактирования отключается. В этом случае для тактирования МК должен использоваться внешний тактовый сигнал или кварцевый резонатор.

Выбор встроенной системы тактирования осуществляется установкой перемычки OSCSEL. Встроенный генератор может работать с керамическими или кварцевыми резонаторами на частотах 2 – 20 МГц.

При программировании МК AVR повышенным напряжением перемычка OSCSEL должна быть установлена на выводы 1 и 2, что дает управляющему микроконтроллеру функцию управления тактированием.

Перемычка BSEL2 позволяет подключить сигнал «Byte Select 2» для программирования повышенным напряжением ATmega8, ATmega16, ATmega161, ATmega163, ATmega128 и ATmega323.

Перемычки PJUMP подключают линии, необходимые для программирования повышенным напряжением МК AT90S2333, AT90S4433 и ATmega8.

STK500 имеет два разъема расширения, установленных по обе стороны от модуля программирования. Все порты ввода-вывода AVRмикроконтроллера, сигналы программирования и управляющие сигналы присутствуют на выводах этих разъемов. Разъемы расширения позволяют легко подключить макеты приложений к STK500.

16

STK500 имеет 2 кнопки специального назначения и 3 светодиода для индикации состояния. Ниже описываются их особенности. Рис. 11 показывает место установки данных компонентов.

Рис. 11. Специальные кнопки и светодиоды индикации состояния

Нажатие на кнопку RESET приводит к сбросу целевого МК. Кнопка RESET не влияет на управляющий МК. Если перемычка RESET не установлена, то кнопка RESET не влияет на работу целевого МК.

Новые версии AVR Studio могут обновить программу управляющего МК STK500. При обнаружении старой версии программы STK500 AVR Studio следует обновить флэш-память управляющего МК. Для инициации этой функции пользователю необходимо нажать на кнопку PROGRAM перед подачей питания на STK500.

Основной индикатор питания красный светодиод, непосредственно подключенный к основному источнику питания STK500. Данный индикатор должен непрерывно светиться после подачи питания на STK500.

Индикатор целевого напряжения светодиод, связанный с линией питания VCC (VTG) целевого МК. Индикатор непрерывно светится, когда на целевых панелях присутствует напряжение питания МК.

17

Статусный светодиод – 3-цветный светодиод. При программировании он желтый. После успешного завершения программирования он становится зеленым. Красный цвет свечения индицирует, что программирование было прервано.

2. Программирование целевого AVR-микроконтроллера

Запустите программу AVR Studio из меню Пуск/Программы/Atmel AVR Tools. Загрузите проект, подготовленный в лабораторной работе №1.

Нажатие на кнопки на панели инструментов AVR Studio приводит к запуску пользовательского интерфейса STK500 (рис. 12).

Пользовательский интерфейс STK500 выполняет функции управления платой STK500. Доступные настройки разделены на 6 окон, каждое из которых вызывается щелчком на соответствующей закладке. В зависимости от выбранного типа микроконтроллера определяется доступный набор функций по выбору и установкам. Недоступные функции отделяются серым цветом.

Внизу пользовательского интерфейса STK500 находится поле истории . В нем отображен диалог между AVR Studio и STK500. При выполнении каждой команды содержимое данного поля об-

Рис. 12. Окно программирования новляется.

Установки окна программирования Program разделены на 5 областей (см. рис. 12):

Поле программируемого устройства «Device». В данном поле из раскрывающегося списка необходимо выбрать тип целевого МК. Сюда же входит кнопка стирания памяти микроконтроллера «Erase Device» (флэшпамять и ЭССПЗУ).

Поле задания режима программирования «Programming Mode».

18

В данном поле задается режим программирования. Для устройств, поддерживающих возможность только программирования повышенным напряжением, опция ISP-программирования будет отделена серым цветом. Если оба режима программирования доступны, то укажите необходимый режим. Установка флажка “Erase Device Before Programming” активизирует функцию стирания памяти программ перед программированием, а при ус-

тановке флажка “Verify Device After Programming” STK500 будет выпол-

нять проверку правильности записанной информации (распространяется не только на флэш-память, но и на ЭСППЗУ).

Поле программирования флэш-памяти «Flash». Если при запуске пользовательского интерфейса STK500 в AVR Studio не был загружен ка-

кой-либо проект, то опция “Use Current Simulator/Emulator FLASH Memory” (использовать текущий эмулятор/симулятор флэш-памяти) будет отделена серым цветом. Если проект был открыт, то данная опция позволит записать во флэш-память содержимое окна Flash Memory view (просмотр флэш-памяти) из AVR Studio. Более детальную информацию о просмотре содержимого памяти в AVR Studio можно найти в файле помощи к

AVR Studio.

Если не было запущено проекта или необходимый hex-файл хранится отдельно, используйте кнопку “Input HEX File” (входной hex-файл). После нажатия укажите путь к файлу и его имя. Файл должен быть создан в фор-

мате “Intel-hex” или “extended Intel-hex”.

Поле программирования EEPROM (ЭСППЗУ – электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство). Если пользовательский интерфейс STK500 открыт без предварительного открытия про-

екта AVR Studio, то опция “Use Current Simulator/Emulator EEPROM Memory” будет недоступна. Если проект был открыт, то данная опция позволит записать в ЭСППЗУ содержимое окна EEPROM Memory view (просмотр ЭСППЗУ). Более подробная информация о данном окне приведена в файле помощи AVR Studio.

Если не было запущено проекта или необходимый hex-файл хранится отдельно, используйте кнопку “Input HEX File” (входной hex-файл). После нажатия укажите путь к файлу и его имя. Файл должен быть создан в фор-

мате “Intel-hex” или “extended Intel-hex”.

Внизу закладки программирования находится поле истории. В этом окне отображен диалог между AVR Studio и STK500. При выполнении каждой команды содержимое данного поля обновляется.

Окно “Fuses”предназначено для установки бит конфигурации. В нем представлены доступные для выбранного типа МК конфигурационные биты. Некоторые из них становятся доступными только в режиме программирования повышенным напряжением. Тем не менее даже в режиме ISPпрограммирования данные биты отображаются, но воздействовать на них

19

нет возможности. При нажатии кнопки “Read” считываются текущие установки доступных бит из МК, а при нажатии “Write” происходит запись текущих установок окна в МК. Наличие флажка возле бита конфигурации означает, что данная конфигурация разрешена, а в памяти значение этого бита запрограммировано как 0. Обратите внимание, что на состояние бит конфигурации не влияет команда стирания памяти МК “Erase Device”. Детальная информация о доступных конфигурационных битах в различных режимах программирования, а также их назначении приведена в документации на соответствующий микроконтроллер.

Окно “LockBits” используется для установки бит защиты программы. По аналогии с окном “Fuses” окно “LockBits” показывает, какие режимы защиты программы доступны для выбора при заданном типе МК. Все биты защиты доступны как в режиме ISP-программирования, так и в режиме программирования повышенным напряжением. Режим защиты задается комбинацией нескольких бит защиты.

Окно прочих установок “Advanced” представляет собой два поля для идентификации параметров микроконтроллера, не вошедших в предыдущие окна (рис. 13):

Поле сигнатурных байт «Signature Bytes». Нажатие на кнопку считывания сигнатуры “Read Signature” приводит к считыванию из микроконтроллера и отображению сигнатурных байт.

Поле калибровочного байта генератора «Oscillator Calibration Byte». Калибровочный байт записывается в микроконтроллер на стадии произ-

водства и поэтому доступен только для чтения. Нажатие на кнопку “Read Cal. Byte”

приводит к отображению на экране его значения в текстовом поле “Value”.

В некоторых случаях калибровочный байт нужно записать в память. Адрес задается в текстовом поле “Write Address”.

С помощью переключателей

“Flash”, “Eeprom” выбирается получатель данных, а затем нажимается кнопка “Write to Memory” для записи калибровочного байта по указанному адресу.

Рис. 13. Окно прочих параметров

20