In System Programmer BµC8

Transkrypt

1 B e In System Programmer BµC8 1. Opis BµC8 Układ BµC8 posiada bootloader zaszyty w pamięci mikrokontrolera PIC18F. Bootloader ten okupuje minimalną ilość pamięci procesora i został skompilowany w języku asembler. Takie rozwiązanie gwarantuje maksymalną obszar pamięci dla tworzonych programów. Posiada on 5 portów, które zostały wyprowadzone w postaci goldpinów jak to przedstawia Fig.1 Fig.1. Wyprowadzenia portów BootLoadera Programy mogą być tworzone w języku C lub też w języku maszynowym i ładowane do butloadera. Jest to znaczna korzyść gdyż nie używa się tu programatora i do komunikacji z procesorem wykorzystany jest port USB. Do bootloadera został specjalnie dobrany Enhanced Flash Mikrokontroler PIC18F46K80 produkowany przez Microchip. Bootloader okazał się doskonałym narzędziem developerskim i przeszedł wszystkie testy. Pomyślnie zostały zaimplementowane programy komunikacji z Anroid em oraz program realizujący komunikację przez moduł GSM, jak również wiele programów ma potrzeby automatyki. Bardzo dobrze egzekwowane były programy do obsługi wyświetlaczy LCD zarówno małych 2x16 jaki wymagających większej przestrzeni adresowej LCD 4x40 oraz wyświetlaczy graficznych. W oparciu o B µc8 wykonywane były układy dla potrzeb automatyki jak Step Motor Control, oraz PWM DC_motor Control. 2. Wymagania Techniczne. Do programowania B µc8 electronic-technician wykorzystuje hardware które ma na swym bench u i może od razu zacząć swój projekt. Z pewnością bez problemu znajdzie się jakiś system

2 jak poczciwy XP lub siódemka. Wcale nie są tu potrzebne ogromne rozpasione Kompy z panoramą i kupą filmów oraz możnością podglądania Mainstream. Przestrzegam przed system osiem przy którym może dojść do niestabilnej pracy drivera PL Tak więc na XP lub Siódemka będzie pracować stabilnie ganz egal 32/64, należy tylko posiadać trochę wolnej przestrzeni dyskowej by załadować programy: IDE MPLAB, Compiler C18, Driver USB-PL-Prolific i Botlader. Programy te są Freeware na sieci. Board BµC8 jest opracowaniem wielomiesięcznych doświadczeń BEL i zostały dołączone na CD także własne autorskie programy. Były one publikowane w książce: Mechatronika-Programowanie do nabycia na stronie Na krążku CD zostały zebrane dane katalogowe procesora, stabilnie pracujący IDE MPLAB, oraz programy z książek do nabycia na 3. Instalacja programu kompilator C18 i MPLAB Instalację należy przeprowadzić w następującej kolejności: jako pierwszy instaluje się z CD Kompilator C18. Jest Znajduje się on na krążku CD pod katalogiem: C18-COMPILER Znajduje się tam egzekwowalna wersja kompilatora: mplabc18-v3.47windows-eval-installer.exe. Okno ładowania programu kompilatora przedstawione jest na fig. 2. Fig.2. Default owy wybór katalogu kompilatora C18. Kompilator C18 będzie używany przez zintegrowane środowisko programistyczne MPLAB, dlatego jest on instalowany w pierwszym kroku i proces instalacji ukazany jest w oknie fig. 3. Fig.3. Proces instalacji kompilatora C18

3 Zakończenie pomyślne instalacji sygnalizowane jest w oknie: Completing C18 Setup ukazanym na fig. 4. Fig.4. Zakończenie Instalacji kompilatora C18 Po zakończeniu instalacji kompilatora C18 można instalować IDE MPLAB, który jest na Dysku CD Pod katalogiem MP89. Po wybraniu SETUP rozpoczyna się proces ładowania programu MPLAB, jak to przedstawia fig. 5. Fig.5. Proces instalacji środowiska programistycznego IDE MPLAB Środowisko programistyczne MPLAB służy nam do tworzenia własnych projektów. Po ukończeniu ładowania programu można przystąpić do stworzenia własnego programu w języku C. Rozpoczęcie nowego projektu wymaga wejścia przez pasek menu Project do polecenia Projekt Wizard jak to ukazuje fig.6.

4 Fig.6. Rozpoczęcie nowego projektu przez polecenie Projekt Wizard w MPLAB Programujemy mikrokontroler PIC18LF46K80 i wybór w Step One jest na ten właśnie typ, jak to ukazuje fig 7. Fig.7. Wybór mikrokonrolera PIC18LF46K80 w oknie Select a Device MPLAB.

5 Ustawienie to mikrokontrolera PIC18LF46K80 i przybicie Dalej pozwala na wejście na Step Two, jak to ukazuje fig.8. Wybrać tu należy z menu C18 Toolsuite. O ile w menu nie ukaże się C18 Toolsuite należy zainstalować kompilator C18. Fig.8. Wybór właściwego kompilatora C18 Toolsuite w oknie Step Two. Wybór Dalej pozwala na wejście na Step Three jak to ukazuje fig 9, gdzie należy stworzyć roboczy katalog do projektu oraz przyjąć unikalną nazwę dla tworzonego projektu. W nazwie projektu nie należy używać polskich liter. Fig.9. Okno Step Three pozwalające na stworzenie katalogu roboczego.

6 Następne okno Step Four służy do przeniesienia plików do katalogu roboczego, jak to ukazuje fig.10. Odpowiednio Button Add >> pozwala przenieść z pliki z innych lokalizacji do katalogu roboczego, i odwrotnie button Remowe pozwala na przeniesienie wybranych plików z katalogu roboczego do innych lokalizacji. Fig.10. Okno Step Three pozwalające na stworzenie katalogu roboczego. Po prawidłowym zainstalowaniu ukazuje się okno Summary ukazane na fig 11. Fig.11. Okno Summary, kończące Projekt Wizard

7 Po zakończeniu Projekt Wizard jest już gotowe srodowisko programistyczne dla rozwijania naszego projektu, który w tym przykładzie został nazwany TEST1. Można zacząć pisać od początku program w języku C, lub też posiłkować się już wcześniej napisanym plikiem TEST1.c, jak to ukazuje fig. 12. Fig.12. Okno Summary, kończące Projekt Wizard Wybieram lokalizację napisanego pliku TEST1.c przez prawy klawisz myszy, ustawiony na Source File i przybicie Add Files. Autor wykonał program TEST1.c i program Delay.c i teraz załadował te programy do Source File, jak to ukazuje fig 13. Locate Headers Kompilator Make Build All Fig.13. Załadowanie programów TEST1.c i program Delay.c

8 Programy winny mieć podłączone wszystkie biblioteki i dla przyciągnięcia Header Files używa się przycisku na pasku Locate Headers. Pliki nagłówkowe heders można też przyciągnąć ręcznie i mieszczą się one na dysku C w katalogu Program Files. c:\program Files (x86)\microchip\mplabc18\v3.47\h\p18f46k80.h Dla kompilacji programu programu używa się butonu Make a do konsolidacji Build All, jak to przedstawia fig. 12.Prograaam może być zasładowany dalej o ile na otput otrzymamy komunikat Build Succeed jak to przedstawia fig 14. Fig.14. Komunikat Build Succeed w oknie Output

9 4. Instalacja programu Bootlader Instalację należy przeprowadzić w ten sposób że należy najpierw załadować bootloader na dysk twardy w komputerze i następnie stworzyć skrót do egzekwowania bootladera. Bootloader znajduje się na krążku CD pod katalogiem: BOOTL. Instalacja sprowadza się do założeniu na dysku D: katalogu D:\PIC18K80 i przekopiowaniu tam zawartości z krążka CD katalog: BOOTL. Dla komunikacji Bootloadera z portem USB konieczne jest zainstalowanie sterownika PL2303Prolific_Driver, który znajduje się w katalogu BOOTL. Zainstalowanie sterownika USB PL2303Prolific jest przedstawione na fig. 15. Fig.15. Zainstalowanie sterownika USB PL2303_Prolific Po zainstalowaniu sterownika PL2303_Prolific możliwe jest połączeniu układu konwertera do portu USB. Jeżeli system prawidłowo będzie widział konwerter będzie to sygnalizowane przez komunikat: Program bootloader działa w sposób interaktywny przez wywołanie z katalogu: BOOTL programu AN1310ui.exe, który jest ukazany na fig. 16. Fig.16. Program bootloader wywołany przez AN1310ui.exe Dla sprawnego poruszania się pomiędzy programem bootloader i środowiskiem programistycznym MPLAB wskazane jest założenie linków na pulpicie jak to ukazuje fig 17.

10 Fig.17. Program Bootloader z założonym linkiem oraz USB Driver PL Uruchomienie BµC8. Dla uruchomienia B µc8 należy podłączyć załączony USB driver jak to pokazuje Fig.18. USB Konverter Bootloader µc8 Fig.19 Połączenie Bootloadera z USB O ile zainstalowane zostały programy i działają one poprawnie, można przystąpić do komunikowania się z BµC8. Każdy program napisany na nasz Mikrokontroler PIC18F46K80 po skompilowaniu będzie posiadał swą wersję hex, która jest przesyłana Z komputera do BµC8. Do tego przesyłu potrzebny jest konwerter USB/UART. Także ważne jest ustawienie odpowiednich parametrów transmisji, która dla testowego układu wynosi do bps dla Bootload Baud Rate. Wybór innej prędkości może być powodem wystapienia Time Out Error. Jest to istotne przy programowaniu BµC8. Do ustawienia jest jeszcze druga prędkosć Aplication Baud Rate, która odnosi się do egzekwowania na ekranie programu. Aplication Baud Rate może roznić się od

11 Bootload Baud Rate i możemy ją dostosowąc do właściwej indywidualnej predkości egzekwowania programu na ekranie. Wybrana prędkość bps dla Bootload Baud Rate została ukazana na fig. 20. Fig.20. Wybór prędkości Bootload Baud Rate dla połączenia. Po wybraniu prędkości transmisji cały konwerter USB/RS232 nie jest jeszcze połączony. Button Bootlader Mode jest nieaktywny. Należy go zaaktywować przez kliknięcie myszką jak to ukazuje Fig.21. Bootloader Aktywny Write Aktywny Bootloader Connected Aktywny COM, bps Info Fig.21. Aktywny tryb Bootload i ustanowienie połączenia.

12 Mając aktywny Bootloader i ustanowione połączenie z komputerem mozliwe jest zaprogramowanie układu BµC8. Odbywa się to przez zapisanie w pamięci Flash mikrokontrolera PIC18F46K80 utworzonego firmware. Wybor naszego firmware dokonuje się poprzez wybranie z paska opcji File i otworzenie lokalizacji naszego projektu jak to ukazano na fig22. Fig.22. File i otworzenie lokalizacji naszego projektu. Projekt ma zawsze extension *.hex i należy wybrać go i zaznaczyć Otwórz. Firmware test.hex jest w pamięci i dalej należy zapisać go za pomocą Write. Zapis Write jest możliwy tylko po aktywacji Botload. Jeżeli button Botload jest wciśnięty jak to ukazuje fig.21. Bootloader Aktywny to wtedy jest również aktywny buton Write i możliwy jest zapis do pamięci Flash. Zapis jest sygnalizowana na dolnej linii przez komunikat Write complete przedstawiony na fig.23. Fig.23. Komunikat zapisania programu Write complete. Po zapisaniu program jest dumpowany na screenie bootloadera. Przy aktywnym trybie Botload jest również ustanowiona komunikacja, jak to ukazane jest w dolnej linii okna na fig 21. W wypadku nie aktywnego button u Botload komunikacja nie zachodzi jak to ukazuje fig 24.

13 Released Serial Port Fig.24. Brak komunikacji, nie aktywny button Botloader Mode W takim ustawieniu Bootloader Released Serial Port i może być egzekwowana aplikacja zainstalowana w pamięci programu mikrokontrolera. O ile to nie nastąpiło można wymusić zresetowanie procesora przez naciśnięcie przycisku RESET. 6. Bity Konfiguracyjne SET UP Bity konfiguracyjne są tu ustawione default owo i wymuszane są przez zainstalowany bootloader. Typowe ustawienia tych bitów to wewnętrzny Oscylator RC, który jest na tyle dokładny, że bez problemu działa na nim transmisja UART. Jego częstotliwość można ustawiać przy pomocy pętli PLL i Postscalera. Postscaler możemy dowolnie przestawiać podczas działania programu. Ponadto w bitach konfiguracyjnych wyłączony został Watchdog Timer, ponieważ początkujący programiści rzadko z niego korzystają. Włączony został pin MCLR a adresowanie urządzenia w magistrali I2C ustawione jest na adresy 7-bitowe. To tylko część ustawień bitów konfiguracyjnych. Reszta ustawiona jest tak aby nie przeszkadzała w typowych aplikacjach. Bity konfiguracyjne można programować, konfigurując je w ustawieniach projektu i zaznaczając odpowiednie pole w ustawieniach programowania aplikacji obsługującej bootloader. Jednak należy to robić z ostrożnością i pełną świadomością tego, że ich niewłaściwe zaprogramowanie może uniemożliwić wejście w tryb programatora i dalsze wgrywanie nowych wsadów do procesora, aż do wgrania nowego bootloadera z poprawnie ustawionymi bitami, przy użyciu dedykowanego programatora firmy Microchip.

14 7. Programowanie i testowanie projektów Cykl tworzenia oprogramowania jest zawiera 2 fazy. Pierwsza faza to tworzenie i kompilowanie w oparciu o środowisko programistyczne MPLAB. W książce Embeded PIC Microcontrollers Projects do kupienia na stronie podane są przykłady projektów współpracujących z BµC8. Środowisko programistyczne MPLAB daje również pełne możliwości programowania w języku asembler, jednak ten rodzaj pisania aplikacji programistycznych będzie poruszony w następnej książce. Do wykonania początkowych testów dołączony został program TEST do sprawdzający linie portów przez zapalanie diod LED. Program ten należy skompilować w MPLAB, Przez aktywowanie przycisków MAKE, Build ALL utworzy się wersja hex programu Test.hex. Teraz należy odpalić Bootloader wybrać Test.hex. Zrobić zapis do pamięci BµC8 naszego programu Test.hex. Uruchomienie programu: 1 Ustaw Botloader w tryb NO ACTIVE Released Serial Port 2 Press RESET na płytce BµC8 Program Test Port jest dołączony do na CD. Uruchamia się przez aktywowanie: test.mcp Aplikacja programu Test Port jest przedstawiona na fig.25. Fig.24. Aplikacja programu Test Port.

15 Test1 Listing program main.c // ************************************************* //* TestPort kompilator C MicrochipC18 // zapala i gasi diode podlaczona do linii portu C1 do C8 na czas ok 0,5 s // wewnetrzny generator zegarowy ustawiony na 8 MHz // ************************************************* #include "plik.h" #define PORT LATC #define BIT LATCbits.LATC2 //Definiowanie wybranego portu. //Definiowanie wybranego bitu. int i,j,k; //Declaration variables // Main code section. Execution starts here. void main(void){ OSCCONbits.IRCF=0b110; //internal oscilator frequency OSCCONbits.SCS=0b00; //System clock select OSCTUNEbits.INTSRC=0b1; //Internal Oscillator Low-Frequency Source Select bit OSCTUNEbits.PLLEN=0b0; //PLL enable bit OSCTUNEbits.TUN=0b011111; //Maximum frequency ANCON1=0; ANCON0=0; // All pins digital TRISA=0; //Ports as outputs TRISB=0; TRISC=0; TRISD=0; TRISE=0; for(i=0;i<3;++i) //Pętla zmienia stan wybranego bitu { BIT=1; delay_ms(200); BIT=0; delay_ms(200); for(i=0;i<10;++i) //Pętla zmienia stany wszystkich portów { LATA=0xFF; LATB=0xff; LATC=0xff; LATD=0xff; LATE=0xff; delay_ms(500); LATA=0; LATB=0; LATC=0; LATD=0; LATE=0;

16 delay_ms(500); for(k=0;k<1000;++k) //Ustawienie stanu wysokiego na kolejnych liniach wybranego portu for (i=0;i<8;++i) for(j=0;j<=i;++j) { PORT=0; delay_ms(200); PORT=1<<i; delay_ms(200); while(1) {for(i=0;i<8;++i) jaki jest jego numer w porcie. for(j=0;j<10/(i+1)+2;++j){ PORT=0; for(k=0;k<=i;k++)delay(); PORT=1<<i; for(k=0;k<=i;k++)delay(); // Zmiana stanu pinu o jeden więcej razy /**** koniec ****/ Test1 Listing program delay.c #include "plik.h" void delay_us(int us) {unsigned long i=((fcpu/ )*us)/fosc_div; for (;i>0;--i); void delay_ms(int ms) {unsigned i; for (i=0;i<ms;++i)delay_us(998); void delay_s(int s) {unsigned i;

17 for (i=0;i<s;++i)delay_ms(1000); void delay() { unsigned int i; for(i=0;i<100;i++); /**** koniec ****/ Test1 Listing program plik.h #include <p18lf46k80.h> #define FCPU (with PLL enabled, 8Mhz x 4 = 32Mhz) #define FOSC_DIV 4 setting // oscillator speed // TMR1 FOSC division void delay_ms(int ms); void delay_s(int s); void delay_us(int us); typedef unsigned char BYTE; /**** koniec ****/ B e Copyright by Bohdan Borowik2015