2.3. Програмні і апартні засоби підтримки розробок для мікроконтролерів avr

Поряд з бурхливим розвитком і удосконалюванням мікроконтролерів AVR розвиваються апаратні і програмні засоби підтримки розробок, яким Atmel приділяє чималу увагу. Дана публікація являє собою огляд існуючих на сьогоднішній день програмних і апаратних засобів підтримки розробок для мікроконтролерів AVR і їхніх особливостей.

2.3.1. Стартові набори розроблювача

Застосування стартових наборів дозволяє розроблювачеві швидко, минаючи етап макетування, приступити до практичної розробки додатків. На платах, що входять до складу стартових наборів, установлені необхідні для роботи мікроконтролера елементи "обв'язки" (стабілізатор напруги живлення, тактовий генератор або кварцовий резонатор, ланцюг скидання, засоби для організації внутрісхемного програмування мікроконтролера). Також установлюються часто застосовувані на практиці вузли мікроконтролерних пристроїв (засоби введення й індикації, формувачі інтерфейсу RS-232, інтерфейс із зовнішнім ОЗП й ін.). Всі порти мікроконтролерів виведені на роз’єм і можуть бути з'єднані з зовнішніми пристроями.

У деяких випадках, стартові набори розроблювача можуть використовуватися як готові блоки в складі проектованої апаратури.

2.3.2. Стартовий набір stk500

Компанія Atmel пропонує універсальний стартовий набір STK500 для всіх мікроконтролерів AVR, що випускаються в DIP корпусах. Для підтримки розробок на базі мікроконтролерів випускаються тільки в корпусах TQFP64 і TQFP100 випускаються плати розширення STK501 і STK503, а також STK502 і STK504 для мікроконтролерів у корпусах TQFP64 і TQFP100 із драйвером РКІ.

Крім функцій налагоджувальної плати, STK500 виконує функції паралельного програматора (для всіх типів мікроконтролерів AVR), і послідовного внутрісхемного програматора (крім Tiny11 і Tiny28, не підтримуючу функцію послідовного програмування). При програмуванні мікроконтролера можна робити конфігурування мікроконтролера установкою FUSE-бітів (FUnction SEt).

Функції внутрісхемного програмування і керування STK500 реалізовані на двох мікроконтролерах: 90S1200-12SC і 90S8535-8AC. Крім них на платі STK500 змонтовані наступні елементи:

• Панелі для установки мікроконтролерів у корпусах DIP8, DIP20, DIP28 і DIP40;

• Стабілізоване джерело живлення з керованим програмно вихідною напругою;

• Перетворювачі рівнів сигналів (для випадку, коли напруга живлення цільового мікроконтролера відрізняється від напруги живлення керуючих мікроконтролерів);

• Кероване програмно джерело опорної напруги для внутрішнього АЦП мікроконтролера;

• Посадкове місце для мікросхеми DataFlash AT45D021;

• Двоканальний формувач рівнів сигналів інтерфейсу RS232 (один канал використовується для зв'язку STK500 з керуючим персональним комп'ютером, інший може бути використаний у розроблювальному додатку) ;

• Вісім кнопок і вісім світлодіодів для організації введення і відображення вихідної інформації;

• Роз’єми розширення для підключення зовнішніх пристроїв.

Рис. 2.12. Налагоджувальна плата STK500

Для тактування налагоджуваних мікроконтролерів на платі STK500 передбачені два джерела тактових сигналів. Один з них являє собою генератор, побудований на вентилях, що інвертують, із кварцовою стабілізацією частоти. Користувач має можливість задавати частоту цього генератора, установлюючи кварцовий резонатор на необхідну частоту в спеціальну панель (позначена CRYSTAL).

Друге джерело тактових сигналів являє собою вихід установленого на платі STK500 керуючого мікроконтролера 90S8535-8AC. Частота цього тактового сигналу може бути задана програмно. Доступні значення 3,69, 1,84, 1,23 МГц, а також 32,7 кГц і повна зупинка.

Перемикач OSCSEL служить для вибору одного з джерел тактового сигналу для мікроконтролера. Якщо ж як тактовий сигнал необхідно використовувати внутрішній RC-генератор мікроконтролера, то зовнішній тактовий сигнал повинний бути відключений джампером XTAL1.

На платі STK500 не передбачене підключення до цільового мікроконтролера зовнішнього ОЗП.

Керування STK500 провадиться через COM-порт персонального комп'ютера. Керуюча програма є складовою частиною AVR Studio і запускається з меню Tools -> STK500/AVRISP/JTAGICE. Крім STK500 ця керуюча програма підтримує такі апаратні засоби налагодження, як внутрісхемний програматор ATAVRISP і внутрісхемний емулятор ATJTAGICE mkII. Докладніше можливості керуючої програми будуть розглянуті нижче при огляді засобів внутрісхемного програмування. Тут ми обмежимо опис тільки функціями, унікальними для STK500. На рис.2.13 представлене вікно програми, що керує настроюваннями STK500.

Рис.2.13. Вікно керування параметрами STK500

• Закладка Board служить для установки параметрів STK500:

• Напруги живлення цільового мікроконтролера (VTarget);

• Опорна напруги АЦП мікроконтролера (ARef);

• Частоти керованого джерела тактового сигналу (Oscillator);

а також для індикації версій прошивання (firmware) керуючих мікроконтролерів (Revision).

STK500 підтримує різні режими програмування цільових мікроконтролерів: режим послідовного внутрісхемного програмування, і два режими програмування з використанням підвищеної програмуючої напруги - паралельний і послідовний. Вибір режиму програмування здійснюється у вікні керування параметрами STK500 у закладці Program.

Для використання STK500 у якості внутрісхемного програматора для мікроконтролерів, встановлених у цільовому пристрої, необхідно з'єднати цільовий пристрій з роз’ємом ISP10PIN плати STK500, використовуючи плоский десятижильний кабель.

Програмна підтримка нових мікроконтролерів AVR у STK500 виконується відновленням прошивання (firmware) пам'яті програм керуючих мікроконтролерів (Revision Upgrade). Обновлені версії firmware включаються до складу AVR Studio. Керуюча програма в момент запуску перевіряє зв'язок COM-порту персонального комп'ютера з STK500, і у випадку його присутності запитує версію firmware. Якщо в AVR Studio міститься більш нова версія прошивання, керуюча програма пропонує обновити firmware шляхом перепрограмування керуючих мікроконтролерів. Перед входом у режим перепрограмування STK500 необхідно витягти цільові мікроконтролери з DIP-панелей, якщо вони туди встановлені. Для входу в режим перепрограмування необхідно включити живлення STK500 з натиснутою кнопкою Program.

У комплекті з STK500 поставляються мікроконтролери AT90S8515 і ATmega16, а також диск AVR Software and Technical Library, що включає до складу AVR Studio. Також до складу набору входить комплект кабелів.