Налагоджувальні плати для pic контролерів. Схеми та матеріали

Програматор PIC мікроконтролерів чи вся правда про Extra-PIC

У статті розглядається програматор Extra-PIC, дані про який отримані (DOC Rev.1.03.00).

Список підтримуваних мікросхем при використанні з програмою IC-PROG v1.05D:
PIC-контролери фірми Microchip: PIC12C508, PIC12C508A, PIC12C509, PIC12C509A, PIC12CE518, PIC12CE519, PIC12C671, PIC12C672, PIC12CE673, PIC2 16C433, PIC16C61, PIC16C62A, PIC16C62B, PIC16C63, PIC16C63A, PIC16C64A, PIC16C65A, PIC16C65B, PIC16C66, PIC16C67, PIC16C71, PIC16C72, PIC16C72A, PIC16C73A, PIC16C73B, PIC16C74A, PIC16C74B, PIC16C76, PIC16C77, PIC16F72, PIC16 , PIC16C84, PIC16F83, PIC16F84, PIC16F84A, PIC16F88, PIC16C505*, PIC16C620, PIC16C620A, PIC16C621, PIC16C621A , PIC16C622, PIC16C622A, PIC16CE623, PIC16CE624, PIC16CE625, PIC16F627, PIC16F630*, PIC16F648A1 PIC16C712, PIC16C715, PIC16C716, PIC16C717, PIC16C745, PIC16C765, PIC16C770*, PIC16C771*, PIC16C773, PIC16C774 , PIC16C781*, PIC16C782*, PIC16F818, PIC16F819, PIC16F870, PIC16F874, PIC16F873, PIC16F873 PIC16F877, PIC16F877A, PIC16C923*, PIC16C924*, PIC18F242, PIC18F248, PIC18F252, PIC18F258, PIC18F442, PIC18F448 , PIC18F452, PIC18F458, PIC18F1220, PIC18F4320, PIC18F4539, PIC18F6620*, PIC18F6720*, PIC18F8

Примітка: мікроконтролери, позначені зірочкою (*), підключаються до програматора тільки через роз'єм ICSP.

Послідовна пам'ять EEPROM I2C (IIC): X24C01, 24C01A, 24C02, 24C04, 24C08, 24C16, 24C32, 24C64, AT24C128, M24C128, AT24C2.

Схема програматора.
На стороні програматора використовується роз'єм DB9 типу "гніздо" ("мама", "дірки").
Дуже часто помиляються і ставлять "вилку" ("тата", "штирьки"), тобто. таке саме як і на боці ПК!

Розташування висновків ICSP у PIC-контролерів.

Увага! Матеріал лише для загальної довідки. Обов'язково переконайтеся, що зазначене розташування висновків відповідає вибраному мікроконтролеру. Для цього зверніться до Data Sheets та Programming Specifications на відповідний мікроконтролер (зазвичай все збігається).

Малюнок друкованої плати (полегшений варіант).

Малюнок друкованої плати (повна версія).

Фотографія зібраного програматора (полегшений варіант).

Вважаємо за необхідне розмістити тут фотографії програматорів наших вдячних читачів. Якщо ви досягли результатів, не соромтеся – надсилайте фотографії, ми з радістю їх тут розмістимо. Деякі фотографії не підписані; я, на жаль, не мав можливості зберегти імена та адреси. Якщо знайдуться господарі фотографій – пишіть – підпишемо.

Вступ. Ця інструкціяскладена на прикладі прошивки мікросхеми PIC16F876A для збирання універсального багатоканального АЦП.

1. Зберіть програматор Extra-PIC, відмийте розчинником або спиртом із зубною щіткою, просушіть феном.
Огляньте на просвіт щодо волоскових замикань і непропаїв.
Підготуйте блок живлення на напругу не менше 15В і не більше ніж 18 вольт.
Розпаяйте подовжувальний шнур мама-тато для COM-порту (не плутати з нуль-модемними та кабелями для модемів; продзвоніть шнур - перша вилка повинна йти до першого гнізда і т.д.; нумерація вилок та гнізд намальована на самому роз'ємі).
2. Завантажте програму IC-PROG з нашого сайту або з сайту розробників.
3. Розпакуйте програму в окремий каталог. У каталозі, що утворився, повинні знаходитися три файли:
icprog.exe - файл оболонки програматора;
icprog.sys – драйвер, який потрібний для роботи під Windows NT, 2000, XP. Цей файл завжди має знаходитись у каталозі програми;
icprog.chm - файл допомоги (Help file).
4. Налаштуйте програму.

5. Встановіть мікросхему на панель програматора, дотримуючись положення ключа.
6. Підключіть шнур подовжувача, увімкніть живлення.
7. Запустіть програму IC-Prog.
8. У списку, що випадає, виберіть контролер PIC16F876A.

9. Якщо у вас немає файлу з прошивкою – підготуйте його:
- Відкрийте стандартну програму"Блокнот";
- Вставте в документ текст прошивки (з сторінки УМ-АЦП1);
- Збережіть під будь-яким ім'ям, наприклад, prohivka.txt (розширення *.txt або *.hex).
10. Далі в IC-PROG Файл >> Відкрити файл (! не плутати з Відкрити файл даних) >> знайти наш файл з прошивкою (якщо у нас файл із розширенням *.txt , то у типі файлів виберіть Any File *.*) . Віконце "Програмного коду" має заповнитися інформацією.
Плата програматора для ICSP на базі Extra-PIC (без коментарів)

Має 14 КБайт Flash-пам'яті та 1 КБайт RAM, і можливо це перший 18-вивідний 8-бітний мікроконтролер з такою кількістю Flash та RAM. З метою вивчення можливостей та проведення експериментів на базі мікроконтролера PIC16F1847 або PIC16F1827 було вирішено розробити власну налагоджувальну плату.

Налагоджувальна плата дає багато переваг при розробці додатків, щодо можливостей мікроконтролерів та їх периферії, дозволяє скоротити час розробки вузлів на макетній платі. Оскільки стандартної схеми налагоджувальної плати для мікроконтролерів немає, було вирішено включити такі елементи до складу налагоджувальної плати:

• конектор ICSP для внутрішньосхемного програмування мікроконтролера за допомогою програматора PICkit3;
• інтегрований регулятор напруги +5;
• 2-х рядковий символьний РК індикатор на базі контролера HD44780;
• вісім світлодіодів, що дозволяють відстежувати стан вихідних ліній;
• шість кнопок для можливості введення даних;
• потенціометр, що забезпечує аналогове введення;
• конвертер сигналів інтерфейсу RS232;
• зовнішня EEPROM із послідовним інтерфейсом I2C();
• розширювач портів введення/виводу (MCP23008);
• чотириканальний операційний підсилювач () для посилення та нормування аналогових сигналів;
• цифрові потенціометри (DS1868);
• підсилювач із програмованим коефіцієнтом посилення ();
• датчик температури (TC74A0);
• область для макетування.

Розташування зазначених елементів на платі показано на малюнку нижче. Компоненти встановлені на макетну плату розмірами 18 см × 12.8 см.

Розташування компонентів на платі

Мікроконтролер має багату периферію та всі лінії введення/виводу мають багато функцій. Тому жодна лінія введення/виведення не підключена безпосередньо до периферійних елементів. Індивідуальні висновки зроблені легко доступними через дворядні роз'єми, таким чином ми можемо комутувати будь-який периферійний пристрій на платі з будь-якими висновками мікроконтролера.

Живлення плати можливе від 9 В батареї, живлення мікроконтролера та периферії здійснюється від регулятора напруги.

Принципова схемаплати не складна. Висновки живлення мікроконтролера та периферійних пристроївпідключені до Vcc та GND, у той час як усі робочі висновки підключені до роз'ємів. Крім виводів живлення, може бути потрібно підключити додаткові висновки периферійних пристроїв до Vcc або GND. Наприклад, це висновки встановлення апаратної адреси пристрою на шині I2C. На малюнку нижче зображено схему включення мікроконтролера та роз'ємів.

Як ви бачите, на схемі зображено перемичку для виведення RA5/MCLR мікроконтролера, який може використовуватися як виведення скидання або як лінія введення/виводу. Для тактування мікроконтролера може використовуватися зовнішній керамічний резонатор, для встановлення якого є трививідний слот. При використанні внутрішнього осцилятора мікроконтролера висновки RA6 і RA7 також можуть використовуватися як лінії введення/виводу.

На платі встановлено 3 пристрої виробництва компанії Microchip з інтерфейсом I2C: MCP23008 (8-бітний розширювач портів), TC74 (датчик температури) та 24LC512 (EEPROM). Адресні висновки MCP23008 та 24LC512 підключені до загального проводу (GND). Датчик температури TC74 немає адресних висновків. На малюнку нижче показано включення трьох I2C пристроїв на платі з відповідними адресами.

Подібним чином, на схемі нижче позначено підключення інтерфейсу UART, чотириканального операційного підсилювача MCP604, цифрового потенціометра DS1868 і підсилювача з програмованим коефіцієнтом посилення MCP6S92. Перетворення рівнів інтерфейсу UART ТТЛ-RS232 здійснює мікросхему у стандартному включенні. Всі робочі висновки також розведені на роз'єм для можливості комутування.

Решта вузлів плати - регулятор напруги +5 В, кнопки, світлодіоди і РК індикатор, схема включення зображена нижче. Діод 1N4008 призначений для захисту від переполюсування живлення. Виводи керування та даних РК індикатора підключені до 6-вивідного роз'єму. Масив із 8 кнопок також підключений до роз'єму, активний рівень кнопок – низький.

Додатковий матеріал: розташування висновків основних компонентів плати

Практично всі виробники мікроконтролерів пропонують різноманітні засоби розробки своїх систем. Налагоджувальні та ознайомлювальні плати та набори, демо-комплекти для окремих додатків давно стали звичним товаром на ринку мікроелектроніки. Такий підхід дозволяє вирішити кілька завдань. Виробники розширюють асортимент і привабливість своєї продукції, покупці мають можливість не створювати друковані плати для пристроїв, а відразу приступити до розробок алгоритмів. У зв'язку із зменшенням розмірів мікросхем, наявність налагоджувальних наборів стає ще більш актуальною, тому що не у кожного розробника є обладнання для виготовлення друкованих плат потрібного класу.

Одним із сучасних налагоджувальних наборів є PIC32 USB Starter Kit II, призначений фірмою Microchipдля ознайомлення з можливостями 32-розрядних мікропроцесорів серії PIC32. Особливістю пропонованої плати є наявність роз'ємів інтерфейсу USB. Крім даного набору, Microchip пропонує також простий PIC32 Starter Kit або оснащений мережевим інтерфейсом PIC32 Ethernet Starter Kit.

PIC32 Starter Kit II

Перші враження, викликані PIC32 Starter Kit II виявляються позитивними і на жаль не зовсім обґрунтованими. Набір поставляється у пластиковому кейсі, аналогічному футляру відеокасет. Усередині знаходяться два кабелі, диск з програмним забезпеченням, картка відкликання і безпосередньо сама налагоджувальна плата, упакована в антистатичний пакет. Перше що впадає у вічі – маленькі розміри плати. На фотографіях вона виглядає якось габаритнішою. Відмінністю набору з інших подібних слід назвати кабелі. Обидва являють собою стандартні USB-кабелі, але один містить роз'єм miniUSB тип A, а другий miniUSB – тип B. Звичайно, подібні кабелі знайти зараз не складно, але, проте, їх наявність порадувало.

Налагоджувальна плата PIC32 Starter Kit II

Налагоджувальна плата PIC32 Starter Kit II призначена для вивчення та розробки пристроїв на мікроконтролерах PIC32, побудованих за архітектурою MIPS. Особливістю плати є можливість її використання як базового пристрої USB. Центральним елементом плати став мікроконтролер PIC32MX795F512L. Дана мікросхема, виконана в 100 вивідному корпусі, є найбільшим пристроєм у всій лінійці PIC32. Вона містить 512кБ флеш-пам'яті, 128кБ ОЗУ, 16 10-ти бітних АЦП, 7 таймерів, у тому числі 2 32-розрядних, 6 портів UART, 5 портів SPI, 5 портів I2C, 2 порти CAN, порти Ethernet та USB. Працює мікроконтролер на частотах до 80МГц. При цьому на платі розведений кристал лише на 8 МГц.

Крім мікроконтролера PIC32 Starter Kit II містить три користувацькі світлодіоди різних кольорів і три мініатюрні кнопки. Для реалізації всіх функцій також встановлені звичайний та компактний роз'єм USB, типу A. на платі є місце для встановлення кварцового резонатора на 32768Гц.

Відладчик

Крім цільової частини PIC32 Starter Kit II містить і відладчик/програматор, розведений на звороті плати. Його основу складає контролер PIC32MX440F512H. У попередніх версіяхвикористовувався PIC18F4550, можливо зі стандартною прошивкою PICKit2. Також на платі встановлена ​​вся необхідна обв'язка, включаючи два світлодіоди Power і Debug. Зв'язок з відладчиком можливий через роз'єм miniUSB тип B. Таке рішення часто зустрічається в багатьох подібних платах, наприклад, STM32 Discovery.

Недоліки

Більше пильне вивчення плати призвело до зменшення рівня позитивних вражень. Головним розчаруванням виявився роз'єм периферійних портів. Так само, як і на інших подібних платах, всі лінії вводу/виводу доступні на окремому роз'ємі. Розробники з Microchip вирішили встановити компактне роз'єм поверхневого монтажу Hirose FX10A-120P/12-sv1(71), чим повністю перекреслили можливість використання плати як центрального пристрою в різних розробках. Встановити відповідну частину даного роз'єму в аматорських умовах дуже складно. Можна використовувати проміжну плату PIC32 I/O Expansion Board, та тільки вона коштує дорожче, ніж сам набір.

Друге розчарування спіткало при встановленні програмного забезпечення. З диска, що входить до комплекту, воно ніяк не хотіло переноситися на ПК. Видавало незрозумілу помилку. У результаті після скачування останньої версії MPLAB, всі приклади знайшли в одній з його папок. Подібні помилки стали чимось подібним до візитної картки Microchip. На багатьох форумах описуються різноманітні глюки та методи їх усунення. Це особливо неприємно через відсутність великої кількості глюків у старих версіях ПЗ.

PIC32 Starter Kit II – набір непоганої якості, що підходить фанатам Microchip. Дозволяє ознайомитися з роботою найпотужнішого мікроконтролера серії PIC32, що в принципі для початку роботи не потрібно. Практичне використання цієї плати без додаткових витрат важко.

You have no rights to post comments

Цей пристрій призначений в першу чергу для вивчення основ мікроконтролерної техніки та отримання практичних навичок програмування та налагодження програм для широко поширених мікроконтролерів середнього сімейства фірми Microchip PIC16F84A, PlC16F628А і може бути використаний у лабораторних та дослідницьких цілях. При підключенні зовнішніх периферійних пристроїв воно може служити макетом мікроконтролерної системи, що розробляється, дозволяючи налагоджувати програми у взаємодії з реальними джерелами сигналів і виконавчими пристроями.

В даний час в радіоаматорській практиці широко використовуються мікроконтролери сімейства PIC Micro. Вони відрізняються невисокою вартістю, скороченим набором команд, низьким енергоспоживанням, достатнім для багатьох завдань швидкодією та розвиненою вбудованою периферією. Однак будь-який пристрій із мікроконтролером дуже складно розробити, не маючи відповідних засобів програмування та налагодження.

Для мікроконтролерів сімейства, що розглядається, сьогодні випускають досить багато промислових програматорів, у тому числі PicProg, Uniprog, EXTRA-PIC, PICkit-2.

Є великий асортимент придатних для повторення програматорів аматорської розробки. А ось різноманітність налагоджувальних плат значно скромніша: вітчизняні ЛОК-2, ЛОК-4, зарубіжні PIC-Easy, PIC-PG4, PIC-MT-USB, LAB-X1 та ін. Ці плати, однак, складні за конструкцією і занадто дорогі для простого радіоаматора.

Пропонована проста налагоджувальна плата «PIC-ЛАБ» призначена для налагодження програм для таких широко поширених мікроконтролерів, як PIC16F84A та PIC16F628A, в лабораторних та домашніх умовах. Схема плати наведено на рис. 1.

Для мікроконтролера DD2 з програмою, що відладжується, передбачена панель DIP-18, що дозволяє легко замінювати його. Крім мікроконтролерів зазначених на схемі типів панель можна встановлювати і інші 18-вивідні, що мають аналогічне призначення висновків, наприклад PIC16F648.

Усі лінії порту А встановленого на плату мікроконтролера виведені на роз'єм XS2, а порту на роз'єм XS3. Сюди підключають необхідні при налагодженні зовнішні пристрої. На платі є вісім одиничних світлодіодів HL2-HL9 та семіелементний світлодіодний індикатор HG1. За допомогою блоків DIP-вимикачів SA2-SA5 їх ​​можна підключити до порту мікроконтролера через обмежуючі струм резистори R8-R15.

Включають світлодіоди HL2-HL9 записом балка. 1 відповідні розряди регістра PORTB мікроконтролера. Оскільки індикатор SA15-11EWA (HG1) із загальним анодом, його елементи включають записом лог.0 відповідні розряди того ж регістра. Якщо замінити індикатор аналогічним, але із загальним катодом, наприклад, SC15-11EWA, його висновки 1 і 5 необхідно відключити від плюсового проводу живлення і з'єднати із загальним проводом, як показано на схемі хрестом і штриховою лінією. Тоді елементи індикатора включатимуться, як і світлодіоди HL2—HL9, записом одиниць у розряди регістра PORTB.

DIP-вимикачами блоку SA1 до ліній RA0-RA3 порту А мікроконтролера при необхідності можуть бути підключені кнопки SB1-SB4. При читанні регістру PORTA натиснутим кнопкам відповідають нулі у відповідних розрядах, не натиснутим одиниці.

На платі передбачені також підключений до висновків тактового генератора мікроконтролера кварцовий резонатор ZQ1, керований звуковий генератор на мікросхемі DD1 з п'єзовипромінювачем НА1, комутатор на транзисторі VT1 для управління навантаженням, що підключається до контактної колодки ХТ1. Роботу звукового генератора дозволяють записом балка. 1 в розряд RB7 регістра PORTB мікроконтролера. При цьому мають бути замкнуті контакти 1-12 та 3-10 блоку вимикачів SA5. Гучність звукового сигналуможна збільшити, відключивши один із висновків випромінювача звуку від загального дроту і з'єднавши його з виходом елемента DD1.3, як показано на схемі штриховою лінією. Якщо замість контактів 1 - 12 замкнути контакти 2-11, то розряд RB7 керуватиме станом транзистора VT1.

Стани вимикачів блоків SA1—SA5, необхідні організації роботи налагоджувальної плати «РIC-ЛАБ» у наведених нижче режимах, вказані у таблиці (. — контакти замкнуті, про — контакти розімкнуті).

Режим 1 - індикація стану всіх ліній порту мікроконтролера вісьмома світлодіодами HL2-HL9.
Режим 1.1 - світлодіодна індикаціястану лише семи ліній порту (RBO—RB6), вихід RB7 управляє генератором звукової частоти з пьезоизлучателем звуку НА1.
Режим 1.2 - те, що режим 1.1, але вихід РВ7 керує не звуковим генераторома транзистором VT1.
Режим 2 - до ліній RB0-RB6 підключені катоди семіелементного індикатора HG1.
Режим 2.1 - те саме, що 1.1, але замість світлодіодів HL2-HL8 до ліній RB0-RB6 підключені катоди семіелементного індикатора HG1.
Режим 2.2 - те саме, що 1.2, але замість світлодіодів HL2-HL8 до ліній RB0-RB6 підключені катоди семіелементного індикатора HG1.
Режим 3 — до портів мікроконтролера підключено лише зовнішні пристрої (через роз'єм XS2 і XS3).
Режим 3.1 — до порту мікроконтролера А через роз'єм XS2 підключені зовнішні пристрої, порт В використовується, як в режимі 1 або 2.
Режим 3.2 - до порту У мікроконтролера через роз'єм XS3 підключені зовнішні пристрої, висновки RAO-RA3 порту А з'єднані з кнопками SB1 - SB4.

Деталі та конструкція налагоджувальної плати

Усі деталі пристрою змонтовані на односторонній друкованій платі із фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5мм (рис. 2). Розташування у ньому елементів показано на рис. 3. Плата розрахована на встановлення постійних резисторів С2-23-0.25 (R19) та 02-23-0,125. Конденсатори С1, С2 – плівкові К73-17, а СЗ, 04 – керамічні КТ-2 або К10-7В. Блоки вимикачів SA1-SA4-SWD1-4, SA5-SWD1-6, кнопка SB5-PSM1-1-0. Гніздо живлення XS1 – DS-225, роз'єми XS2 та XS3 – однорядні цангові панелі відповідно SCSL-7 та SCSL-9, колодка XT 1 – DG301-5.0-03P. При необхідності до неї можна підключити динамічну головку 0,5 ГД-30 або інше навантаження опором щонайменше 16 Ом.

Замість транзистора КТ829Б можна використовувати інший серії. Семиелементний індикатор із загальним анодом SA15-11EWA замінюється на A-1501R. Про встановлення індикатора із загальним катодом було розказано вище. Одну із дротяних перемичок на платі в цьому випадку слід перенести в положення, показане на рис. 3 штриховою лінією. Світлодіоди L-816Н можна замінити на КВПМ15М10-К4-П5, а п'єзовипромінювач КР1-32101_ - на ЗП-1.

Налагоджувальна плата PIC-ЛАБ придатна для використання як засіб навчання, при виконанні лабораторних експериментів, а також для макетування та налагодження програм практичних розробок на базі мікроконтролерів. Живити її можна від будь-якого стабілізованого джерела напруги +5 В, у тому числі від мережевого адаптераздатного віддавати струм не менше 200 мА