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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива 5-гигагерцевый процессор Intel Core i7-1195G7 02.06.2021 Компания Intel анонсировала новые энергоэффективные CPU Core 11-го поколения (Tiger Lake Refresh) для ультрапортативных ноутбуков - флагманский Core i7-1195G7 и предтоповый Core i5-1155G7. Оба процессора - четырехъядерные модели с поддержкой Hyper-Threading с настраиваемым в пределах 15-28 Вт теплопакетом для тонких и легких ноутбуков. Core i7-1195G7 - новый флагман линейки и первый процессор экономичной U-серии, способный разгоняться до 5,0 ГГц. Речь о технологии Intel Turbo Boost Max 3.0 для самого производительного ядра. Базовая частота на 100 МГц ниже, чем у i7-1185G7 и составляет 2,9 ГГц, а повышенная для всех ядер - 4,6 ГГц. Напомним, рубеж в 5 ГГц в мобильном сегменте Intel покорила в 2019 году с запуском Core i9-9980HK. Теперь же с переходом на более тонкий техпроцесс 10-нм SuperFin столь высокая частота стала возможной и для энергоэффективных чипов U-серии. Еще одно заметное улучшение - встроенный GPU Iris Xe с 96 вычислительными блоками работает на повышенной частоте 1,4 ГГц. По сути, Core i7-1195G7 - это отборная версия Core i7-1185G7.Intel представила 5-гигагерцевый процессор Core i7-1195G7 для ультрапортативных ноутбуков и ноутбучный модем 5G Solution 5000, разработанный совместно с MediaTekМодель Core i5-1155G7, возглавляющая серия Core i5, работает с базовой частотой 2,5 ГГц и способен разгоняться до 4,5 ГГц по самому производительному ядру.

Другие интересные новости:

▪ Создание электропроводящих наноструктур с помощью воды и воздух

▪ Умный дверной замок от Huawei

▪ Потепление Арктики ведет к морозной зиме

▪ Видеокарта GIGABYTE GeForce GTX 1650 D6 Eagle OC

▪ Монохромная Фабрика печати Epson

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Марлен Дитрих. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто хранит домашний очаг? Подробный ответ

▪ статья Кладовщик. Должностная инструкция

▪ статья Принципиальная схема вызывной аудиопанели AVC-105. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неуклюжая звездочка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026