Отладчик для микроконтроллеров семейства НС908. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

В последнее время на российском рынке имеется множество однокристальных микроконтроллеров (МК) в корпусах DIP и SOIC с числом выводов от 8 до 28. Такие МК недороги, имеют расширенный диапазон напряжения питания 2,7...6 В, могут тактироваться без применения кварцевого резонатора. Они с успехом используются в любительских конструкциях. Однако инструментальные средства отладки устройств на МК, способные не только программно, но и аппаратно имитировать работу реальной системы, реагируя на все входные сигналы и формируя выходные, в большинстве случаев слишком сложны и дороги для использования в любительской практике. Для восьмиразрядных МК семейства НС908 отладчик, обладающий такими свойствами, можно сделать самостоятельно.

Основные характеристики МК семейства НС908, выпускаемых фирмой Motorola, приведены в табл. 1.

Возможность простой реализации аппаратного отладчика базируется на том, что все МК этого семейства, независимо от внутренней конфигурации, обладают двумя важными особенностями. Во-первых, встроенная память программ выполнена с использованием технологии FLASH и является многократно программируемой. В модуле FLASH РПЗУ, кроме собственно ячеек памяти, имеется повышающий преобразователь напряжения, что позволяет стирать и программировать РПЗУ, не подключая к МК дополнительный внешний источник напряжения.

Во-вторых, предусмотрен специальный отладочный режим работы, в котором активизируется занесенная в память МК еще при его изготовлении программа монитора отладки. Она содержит драйвер обмена информацией с внешним устройством по однопроводной двунаправленной линии связи и подпрограммы выполнения шести команд, поступающих по этой линии, например, от персонального компьютера (ПК). С помощью этих команд удается прочитать всю информацию, находящуюся в памяти МК, или записать ее туда, а также запустить программу на исполнение с любого адреса [1].

Используя команды отладки, можно создать специальное программное обеспечение ПК, выполняющее следующие действия:

• загрузку в ОЗУ МК программы стирания/программирования FLASH РПЗУ;
• загрузку во FLASH-память МК прикладной (разрабатываемой) программы;
• запуск прикладной программы на выполнение с заданного адреса в реальном масштабе времени с остановкой в желаемой контрольной точке;
• передачу в ПК состояния регистров и ячеек памяти МК после остановки в контрольной точке.

Все это позволяет создать программатор и отладчик реального времени [2], используя только внутренние ресурсы МК семейства НС908. Достаточно изготовить плату сопряжения с ПК и воспользоваться пакетом программ, включающим интегрированную среду разработки WinlDE, макроассемблер CASM08, программный и внутрисхемный симуляторы ICS08, внутрисхемный отладчик реального времени DEBUG08 и программатор PROG08. Этот пакет можно найти на сайте <pemicro.com> как программную оболочку для внутрисхемного симулятора ICS08. Он распространяется бесплатно и без ограничений.

Плата сопряжения выполняет две функции: обеспечивает перевод МК в отладочный режим и преобразует сигналы двунаправленного однопроводного интерфейса МК в стандартные сигналы последовательного порта ПК. Для перевода любого представителя семейства НС908 в отладочный режим необходимо выполнить следующее:

• входы прерывания IRQ и сброса RST соединить с источником повышенного напряжения UTST = 8,5 В;
• на линиях портов, указанных в табл. 2, установить комбинацию логических сигналов: РТх1=1, РТх2=0, РТх5=1. На линии РТхЗ - лог. 0, если частота кварцевого резонатора равна 4,9152 МГц, или лог. 1, если она 9,8304 МГц. Для МК модели КХ состояние РТхЗ - всегда лог. 0, а для RK и RF оно значения не имеет. Эти МК всегда работают с тактовой частотой 9,8304 МГц. Моделям GR и GP устанавливают РТх4=0, при использовании кварцевого резонатора частотой 32,768 кГц на вход IRQ подают лог. 0, причем состояние РТхЗ безразлично;
• в течение нескольких десятков миллисекунд с момента подачи напряжения питания 5 В удерживать вход сброса МК (RST) в состоянии лог. 0. Затем напряжение на нем повысить до UTST.

В результате МК войдет в отладочный режим работы. После этого уровни сигналов на линиях РТх1-РТх4 можно изменять в произвольном порядке. Однако напряжение UTST на входе RST должно оставаться неизменным, равным 8,5 В. На входе IRQ в процессе отладки сигнал может изменяться, причем в результате установки здесь низкого логического уровня генерируется запрос на прерывание. Напряжение высокого логического уровня на этом выводе может быть повышенным до UTST. По линии ввода/вывода РТх5 в процессе отладки происходит двусторонний обмен информацией между МК и ПК со скоростью 9600 Бод.

Схема платы сопряжения приведена на рисунке. Она содержит всего пять микросхем.

(нажмите для увеличения)

Розетку XS1 подключают к вилке СОМ-порта ПК. Вилка ХР1 служит для соединения с отлаживаемой (целевой) микроконтроллерной системой. На плате последней должен быть предусмотрен ответный разъем, контакты которого соединены с выводами МК в соответствии с табл. 3.

Микросхема DD3 преобразует уровни сигналов интерфейса RS-232 в логические уровни ТТЛ и обратно. Буферные элементы с тремя состояниями DD4.1 и DD4.2 превращают двунаправленную линию МК (РТх5) в две однонаправленных (TXD и RXD), характерных для RS-232. Вместо указанной на схеме МС145407 в качестве DD3 могут быть применены другие функционально аналогичные приборы, например, ADM202E или ADM232L, отличающиеся цоколевкой.

Кроме каскадов преобразования уровней, в каждой из этих микросхем имеются встроенные источники напряжений +10 и -10 В. Первый использован для получения с помощью делителя R7R10 напряжения +8,5 В. Нагрузка на выход встроенного источника составляет приблизительно 2 мА. Чтобы он выдержал такой ток, не рекомендуется применять конденсаторы С4 - С7 емкостью менее указанной в паспортных данных используемой микросхемы.

Сигнал DTR через буфер микросхемы DD3 и элемент DD4.3 поступает на базу транзистора VT5, управляющего ключами на транзисторах VT2 и VT3. Транзистор VT2 коммутирует напряжение+5 В, a VT3 - UTST.

Пока на линии DTR лог. 1, транзисторы VT2 и VT3 закрыты, конденсатор С1 разряжен. В это время на вход RST МК подан сигнал сброса (лог. 0). С переходом DTR в состояние лог. 0 и открыванием ключа на транзисторе VT2 начинается зарядка конденсатора С1. По достижении напряжением на С1 порога срабатывания микросхемы DD1 на ее выходе будет установлена лог. 1. Это приведет к переходу сигнала на входе RST МК в такое же состояние с повышенным до 8,5 В уровнем напряжения. В результате МК войдет в отладочный режим работы. Элемент DD2.3 логически суммирует сигналы сброса, поступающие от ПК и от отлаживаемого устройства (последний - по линии RST_IN), что обеспечивает повторный ввод МК в отладочный режим при генерации внутреннего сигнала сброса.

Необходимая для ввода МК в режим отладки комбинация логических уровней на линиях РТх1-РТх4 создается с помощью микросхемы DD5. С замыканием ключа на транзисторе VT2 выходы ее элементов активизируются. После перевода МК в режим отладки выходы переходят в третье состояние, поэтому далее указанные линии портов МК на целевой плате могут использоваться по усмотрению разработчика.

Сигнал запроса прерывания IRQ_IN от целевой системы поступает на вход элемента DD2.4 и через ключ на транзисторе VT4 возвращается обратно. Такое решение обеспечивает требуемый уровень напряжения на линии IRQ в момент входа МК в отладочный режим и позволяет "пропускать" в процессе отладки сигналы внешних запросов на прерывание без опасности повреждения их источника повышенным напряжением.

Перемычки Х1 и Х2 служат для приведения уровней на линиях РТх1-РТх4 в соответствие с тактовой частотой МК. Перемычку Х1 устанавливают при использовании МК HC908GR/GP с кварцевым резонатором на частоту 32,768 кГц. Положение перемычки Х2 определяет уровень сигнала на линии РТхЗ, необходимый для настройки МК на работу в отладочном режиме с кварцевым резонатором на частоту 9,8304 или 4,9152 МГц.

Если рабочая тактовая частота МК целевой системы отличается от указанных, имеется возможность подать на время отладки внешний сигнал OSC1 нужной частоты. Для этого служит генератор на элементах DD2.1 и DD2.1.

Микросхемы DD4, DD5 МС74НС125 можно заменить отечественными аналогами КР1554ЛП8.

Литература

1. Ремизевич Т. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений. От общих подходов к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola. - М.: ДОДЭКА, 2000.
2. Кобахидзе Ш. Микроконтроллеры для начинающих. И не только... Средства разработки и отладки устройств на МК. - Радио, 2000, № 4, с. 22, 23.

Автор: Д.Панфилов, Т.Ремизевич, А.Архипов

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Созданы дифракционные решетки для самого мощного в мире лазера 20.09.2022 Исследователи Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) с коллегами разработали и создали новые дифракционные решетки для сжатия высокоэнергетических лазерных импульсов в самой мощной в мире лазерной системе. Новая конструкция позволит в одном импульсе передавать 10 ПВт энрегии (1016 Вт). Это примерно в десять раз больше всей совокупной мощности энергосистемы США, что необходимо для многих направлений в науке. Четыре дифракционные решетки HELD (решетки с высокой энергией и низкой дисперсией) размерами 85 ? 70 см каждая будут установлены в лазерной системе ELI-Beamlines L4-ATON в Чешской Республике. Подобные HELD-решетки метрового размера потенциально смогут способствовать созданию будущих сверхбыстрых лазерных систем мощностью от 20 до 50 ПВт. В лазерной системе дифракционные решетки используются для растягивания и последующего сжатия широкополосных лазерных импульсов. Метод усиления чирпированных импульсов (англ. Chirped pulse amplification, CPA) в 1985 году предложили физики Жерар Муру (Gerard Albert Mourou) и Донна Стрикланд (Donna Strickland), за что они в 2018 году получили Нобелевскую премию по физике. В настоящее время метод CPA является единственным для получения лазерного импульса петаваттного уровня. Благодаря новым дифракционным решеткам установка L4-ATON сможет генерировать 1,5 кДж энергии в импульсах длительностью 150 фс (фемтосекунд, 10-15 с), что будет соответствовать передаче беспрецедентной мощности в 10 ПВт с частотой повторения один импульс в минуту. Достижение подобных энергий откроет двери для революционных исследований в таких областях, как физика плазмы и высоких плотностей энергии, астрофизика, ускорение частиц с помощью лазера, улучшенная медицинская диагностика, промышленные технологии обработки и обнаружение ядерных материалов. По сравнению с современными решетками NIF ARC решетки HELD позволяют получить в 3,4 раза большую плотность энергии. Они достаточно большие, эффективные и прочные, чтобы выдерживать высокую плотность энергии лазерных импульсов. Растягивая во времени и спектрально лазерный "выстрел" дифракционные решетки снижают энергетическую нагрузку на усиливающую оптическую систему, предохраняя ее от порчи. После усиления лазерный импульс снова сжимается и тем самым достигает высочайших энергий без вреда для канала оптического усиления.

Другие интересные новости:

▪ Серия нанопотребляющих устройств Maxim MAX17222

▪ Высокоскоростные усилители типов LT1991 и LT1995

▪ Ткань со встроенным обогревом

▪ Тренажер мозга для американского спецназа

▪ Ветряные мельницы XXI века

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Рукоятка. История изобретения и производства

▪ статья Откуда произошли изумруды? Подробный ответ

▪ статья Действия при сильном замерзании. Советы туристу

▪ статья Туалетные пасты, воды, спирты и т. п. Простые рецепты и советы

▪ статья Желаемое и действительное. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026