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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Depurador para microcontroladores de la familia NS908. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores Recientemente, en el mercado ruso hay muchos microcontroladores (MC) de un solo chip en paquetes DIP y SOIC con un número de pines de 8 a 28. Estos MCU son económicos, tienen un rango de voltaje de suministro extendido de 2,7...6 V, y puede sincronizarse sin el uso de un resonador de cuarzo. Se utilizan con éxito en diseños de aficionados. Sin embargo, las herramientas para depurar dispositivos en un microcontrolador, capaces de simular no solo el software sino también el hardware del funcionamiento de un sistema real, respondiendo a todas las señales de entrada y generando señales de salida, son en la mayoría de los casos demasiado complejas y costosas para su uso en la práctica amateur. Para los microcontroladores de ocho bits de la familia NS908, usted mismo puede crear un depurador con tales propiedades. Las principales características de la familia HC908 de MK producida por Motorola se muestran en la tabla. 1.
La posibilidad de implementar simplemente un depurador de hardware se basa en el hecho de que todos los MK de esta familia, independientemente de la configuración interna, tienen dos características importantes. En primer lugar, la memoria de programa incorporada está fabricada con tecnología FLASH y es multiprogramable. En el módulo FLASH RPOM, además de las propias celdas de memoria, hay un convertidor elevador de voltaje que le permite borrar y programar el RPOM sin conectar una fuente de voltaje externa adicional al MK. En segundo lugar, se proporciona un modo de depuración especial, en el que el programa de monitorización de depuración almacenado en la memoria del MK se activa durante su fabricación. Contiene un controlador para intercambiar información con un dispositivo externo a través de una línea de comunicación bidireccional de un solo cable y rutinas para ejecutar seis comandos recibidos a través de esta línea, por ejemplo, desde una computadora personal (PC). Utilizando estos comandos es posible leer toda la información ubicada en la memoria del MK, o escribirla allí, así como lanzar el programa para su ejecución desde cualquier dirección [1]. Usando comandos de depuración, puede crear software de PC personalizado que haga lo siguiente:
Todo esto permite crear un programador y depurador en tiempo real [2], utilizando únicamente los recursos internos de la familia de microcontroladores HC908. Basta con hacer una placa de interfaz con una PC y utilizar un paquete de software que incluya el entorno de desarrollo integrado WinlDE, el macro ensamblador CASM08, el software y simuladores en circuito ICS08, el depurador en tiempo real en circuito DEBUG08 y el PROG08. programador. Este paquete se puede encontrar en el sitio web. como shell de software para el simulador en circuito ICS08. Se distribuye de forma gratuita y sin restricciones. La placa de interfaz realiza dos funciones: pone el MK en modo de depuración y convierte las señales de la interfaz bidireccional de un solo cable del MK en señales estándar del puerto serie de la PC. Para transferir cualquier miembro de la familia HC908 al modo de depuración, debes hacer lo siguiente:
Como resultado, el MK entrará en modo de depuración. Después de esto, los niveles de señal en las líneas PTx1-PTx4 se pueden cambiar en cualquier orden. Sin embargo, el voltaje UTST en la entrada RST debe permanecer sin cambios en 8,5 V. En la entrada IRQ, la señal puede cambiar durante la depuración y, como resultado de establecer el nivel lógico aquí bajo, se genera una solicitud de interrupción. El alto voltaje lógico en este pin se puede elevar a UTST. Durante el proceso de depuración, a través de la línea de entrada/salida PTx5, se produce un intercambio de información bidireccional entre el MK y el PC a una velocidad de 9600 baudios. El diagrama de la placa de interfaz se muestra en la figura. Contiene sólo cinco fichas.
El conector XS1 está conectado al conector del puerto COM del PC. El enchufe XP1 se utiliza para conectarse al sistema de microcontrolador que se está depurando (objetivo). Esta última placa debe tener un conector de acoplamiento, cuyos contactos están conectados a los terminales MK de acuerdo con la Tabla. 3.
El chip DD3 convierte los niveles de señal de la interfaz RS-232 en niveles lógicos TTL y viceversa. Los elementos buffer triestado DD4.1 y DD4.2 transforman la línea MK bidireccional (PTx5) en dos unidireccionales (TXD y RXD), característica de RS-232. En lugar del MC145407 indicado en el diagrama, se pueden utilizar otros dispositivos funcionalmente similares como DD3, por ejemplo, ADM202E o ADM232L, que difieren en la distribución de pines. Además de las etapas de conversión de nivel, cada uno de estos microcircuitos tiene fuentes de voltaje incorporadas de +10 y -10 V. La primera se utiliza para obtener un voltaje de +7 V utilizando el divisor R10R8,5. La fuente incorporada es de aproximadamente 2 mA. Para que pueda soportar dicha corriente, no se recomienda utilizar condensadores C4 - C7 con una capacidad inferior a la especificada en la hoja de datos del microcircuito utilizado. La señal DTR a través del búfer del chip DD3 y el elemento DD4.3 se suministra a la base del transistor VT5, que controla los interruptores en los transistores VT2 y VT3. El transistor VT2 cambia el voltaje +5 V y VT3 - UTST. Mientras que en la línea DTR hay un registro. 1, los transistores VT2 y VT3 están cerrados, el condensador C1 está descargado. En este momento, se aplica una señal de reinicio (log. 0) a la entrada RST del MC. Con la transición de DTR al estado de registro. 0 y al abrir la llave del transistor VT2 comienza a cargar el condensador C1. Cuando el voltaje en C1 alcanza el umbral de activación del microcircuito DD1, se instalará un registro en su salida. 1. Esto conducirá a la transición de la señal en la entrada RST del MC al mismo estado con el nivel de voltaje aumentado a 8,5 V. Como resultado, el MK entrará en modo de depuración. El elemento DD2.3 resume lógicamente las señales de reinicio provenientes de la PC y del dispositivo que se está depurando (este último a través de la línea RST_IN), lo que garantiza que el MK vuelva a ingresar al modo de depuración cuando se genera una señal de reinicio interna. La combinación de niveles lógicos en las líneas PTx1-PTx4 necesarias para ingresar el MK al modo de depuración se crea utilizando el microcircuito DD5. Cuando se cierra la llave del transistor VT2, se activan las salidas de sus elementos. Después de que el MK cambia al modo de depuración, las salidas pasan al tercer estado, por lo que se pueden usar líneas adicionales especificadas de puertos MK en la placa de destino a discreción del desarrollador. La señal de solicitud de interrupción IRQ_IN del sistema de destino se envía a la entrada del elemento DD2.4 y regresa a través del interruptor del transistor VT4. Esta solución garantiza el nivel de voltaje requerido en la línea IRQ en el momento en que el MC ingresa al modo de depuración y le permite "pasar" señales de solicitud de interrupción externa durante el proceso de depuración sin el riesgo de dañar su fuente con un aumento de voltaje. Los puentes X1 y X2 se utilizan para alinear los niveles de las líneas PTx1-PTx4 con la frecuencia de reloj del MK. El puente X1 se instala cuando se utiliza el HC908GR/GP MK con un resonador de cuarzo a una frecuencia de 32,768 kHz. La posición del puente X2 determina el nivel de señal en la línea RTx9,8304 requerido para configurar el MK para que funcione en modo de depuración con un resonador de cuarzo a una frecuencia de 4,9152 o XNUMX MHz. Si la frecuencia del reloj operativo del microcontrolador del sistema de destino difiere de las especificadas, es posible aplicar una señal externa OSC1 de la frecuencia requerida durante la depuración. Para ello se utiliza un generador basado en los elementos DD2.1 y DD2.1. Los chips DD4, DD5 MS74NS125 pueden reemplazarse por sus homólogos domésticos KR1554LP8. Literatura
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