Каталог файлов

Главная » Все файлы » Книги по электронике (Электронная библиотека)

Выберите файл!!!


ПРОГРАММИРУЕМ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ Z8 М.Гладштейн г.Рыбинск Часть 9. Отладка программ и запись их в ППЗУ микроконтроллера
17.12.2009, 01:32
загрузка...
ПРОГРАММИРУЕМ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ Z8
М.Гладштейн г.Рыбинск
Часть 9. Отладка программ и запись их в ППЗУ микроконтроллера
Каждый, кто проектировал микропроцессорную систему, знает сложность заключительного этапа проектирования, связанного с отладкой прикладной программы и с записью ее в ППЗУ микроконтроллера (МК). Для выполнения указанных работ нужно иметь специальные приборы. В качестве средств поддержки разработок на базе МК Z8 фирма Zilog поставляет ряд таких приборов, в частности эмулятор - программатор Z86CCP00ZEM ( в дальнейшем - эмулятор ). Этот прибор использует метод внутрисхемной эмуляции [1], который является на¬иболее эффективным методом отладки и обслуживания микропроцессор¬ных систем. Сущность метода внутрисхемной эмуляции заключается в том, что в разрабатываемой системе ( в дальнейшем - целевая система ) МК замещается его моделью, управляемой от главной системы, в качестве которой применяется персональный компьютер (ПК). Разработчик с помощью терминала ПК имеет возможность загрузить в модель МК разработанную прикладную программу; выполнить ее прогон; использовать отладочные режимы: прогон с остановом в контрольных точках, пошаговое исполнение программы; наблюдать и редактировать содержимое памяти программ и данных; трассировать ход программы и т.п. Применение ПК в качестве главной системы позволяет установить на нем кросс-средства разработки программ (ассемблер и универсальные утилиты объектных файлов). Дополнение эмулятора схемой программирования ППЗУ МК создает функционально полное рабочее место проектировщика, позволяющее провести весь цикл работ по программированию МК, начиная от создания исходного файла программы, и кончая записью ее в ППЗУ МК.
Организация рабочего места разработчика на базе эмулятора Z86CCP00ZEM показана на рис.1. Главная система представлена IBM - совместимым ПК 1. Источник питания 2 предназначен для питания эмулятора, выходное напряжение от 7,5 до 9 В ( типовое значение - 8 В ), ток до 0,5 А. Эмулятор 3 представляет собой плоский настольный печатный модуль размером 7 х 9 дюймов ( 17,7 х 22,9 см). Целевая система 4 должна иметь сокет (панельку) для установки МК. Все эти устройства соединяются тремя кабелями: кабелем питания 5, кабелем последовательного интерфейса RS232 6 и целевым кабелем 7, подлючаемым к сокету МК (сам МК при работе с эмулятором из целевой системы удаляется). На плате эмулятора предусмотрены также специальные сокеты с нулевым усилием сочленения для установки МК, подлежащих программированию (такие МК имеют литеру "E" в обозна-чении). Программирование МК осуществляется после завершения отладки программы. Запрограммированный МК вставляется затем в сокет целевой системы после отсоединения целевого кабеля.
К ПК предъявляются следующие требования:
- модель - не ниже 386 (33 МГц);
- ОЗУ не менее - 4 МБ;
- видеоадаптер не ниже - VGA;
- требуемый объем на жестком диске - 1 МБ;
- дисковод гибкого диска - 3,5 дюйма;
- последовательный порт - RS-232C;
- мышь;
- операционная система Microsoft Windows не ниже 3.1.
Программное обеспечение эмулятора Z8 GUI (Graphical User Intrface - графический интерфейс пользователя) создает на экране монитора ПК дружественную многооконную графическую среду для поддержки процессов отладки программ и записи их в ППЗУ МК. Программное обеспечение позволяет управлять одновременно работой нескольких эмуляторов ( если ПК имеет достаточное количество последовательных портов ), что необходимо для совместной отладки сопрягаемых целевых систем (например, передатчика и приемника данных по инфракрасному оптическому каналу ).
Графический интерфейс позволяет открывать следующие окна:
- стандартного регистрового файла (Z8 Register);
- расширенного регистрового файла (Z8 Extended Register);
- памяти программ (Z8 Code Memory);
- внешней памяти данных (Z8 Data Memory);
- управляющих регистров (Z8 Status);
- портов (Z8 Ports );
- счетчиков/таймеров (Z8 C & T);
- отладки (Z8 Debug);
- программирования ППЗУ (OTP).
Программное обеспечение позволяет загружать прикладную прог¬рамму как в двоичном, так и в Intel Hex формате. Загрузка файла символов, сгенерированного утилитой "mnm" [2], дает возможность вести отладку в символьных адресах.
В принципе, отладка целевых систем на базе МК Z8 ничем не отличается от отладки систем с использованием других МК. Поэтому есть все основания надеяться, что читатели журнала предложат свои варианты отладочных средств - простых и дешевых для проектирования систем на Z8. Наиболее сложной процедурой в создании целевых систем является запись программы в ППЗУ МК. Поэтому ниже приведена подробная информация, необходимая для реализации этой процедуры.
Все модификации МК Z8 имеют версии с литерой "E" в обозначении. Это МК с однократным программированием (OTP - One Time Programming), имеющие ППЗУ типа EPROM (Electrically Programmable Read-Only Memory - постоянное запоминающее устройство с электрическим программированием). Для занесения информации в EPROM МК переводится в режим программирования PGM ( ProGram Mode ) путем подачи высокого напряжения на определенные выводы. При этом его структурная схема изменяется и открывает доступ к линиям адреса и данных EPROM (рис.2). Выводы МК в режиме PGM имеют следующее назначение.
D7-D0 - шина данных. Через эту шину данные поступают на запись в EPROM и считываются для контроля записи.
A11-A0 - шина адреса. Через эту шину поступает в МК адрес EPROM (только для модификаций 30,31,40).
Clear - очистка адресного счетчика (активный уровень - высокий).
Clock - синхронизация адресного счетчика. На каждый нарастающий фронт этого сигнала производится инкремент адресного счетчика.
EPM - (EPROM Program Mode) - режим программирования EPROM. Управляет выбором различных операций при программировании EPROM путем подачи на него напряжений различного уровня.
/CE - (Chip Enable) - разрешение кристалла (активный уровень - низкий). Этот сигнал активен для операций ЧТЕНИЕ (Read), ЗАПИСЬ (Program) и КОНТРОЛЬ (Program Verify).
/PGM - (ProGraM) - сигнал программирования (активный уровень - низкий). Этот сигнал стробирует запись данных в EPROM с шины данных D7-D0.
VPP - (Program Voltage) - напряжение программирования. Этот вывод обеспечивает подачу повышенного напряжения питания на схемы МК в режиме программирования.
/OE - (Output Enable) - разрешение выхода (активный уровень - низкий). Этот сигнал управляет направлением передачи информации по шине данных D7-D0. При низком уровне этого сигнала данные из EPROM выдаются на шину. Этот сигнал должен стробировать каждый считываемый байт.
Соответствие назначения выводов МК Z8 в режиме PGM их функциям в рабочем состоянии приведено в табл.1.
Схема алгоритма программирования МК показана на рис.3. Согласно этой схеме для каждого записываемого в EPROM байта подбирается необходимая длительность программного импульса (/PGM) путем подачи серии коротких импульсов длительностью 1 мс. После каждого импульса записи производится контроль записи байта. Для исправной ячейки EPROM количество импульсов N не должно превышать 25. После определения величины N производится собственно программирование путем подачи оверпрограммного импульса длительностью 3N мс. После записи всех байтов производится контроль всего содержимого EPROM при рабочем напряжении питания. Фирма Zilog рекомендует производить контрольное чтение для нижней и верхней границы диапазона питающего напряжения, чтобы убедиться в качестве записи программы. В простейшем случае допустимо ограничиться контролем при номинальном напряжении питания, как это показано на рис.3.
Адрес программируемого байта в 28-и и 40-а выводные МК поступает в режиме PGM через линии старшей тетрады порта P3 и линии порта P2, а в 18-и выводных МК формируется адресным счетчиком под управлением сигналов Clear и Clock (см. рис.2 и табл.1). Временные диаграммы для адресного счетчика приведены на рис.4, а параметры адресных импульсов сведены в табл.2.
В табл.3 приведены уровни сигналов на выводах МК для разных операций режима программирования, в том числе для операций записи специальных управляющих битов: бита защиты ПЗУ (ROM PROTECT) и битов конфигурации (LOW NOISE - малошумящий режим, AUTO LATCH -отключение автофиксаторов, PERMANENT WDT - постоянное разрешение сторожевого таймера, RC OSCILLATOR - RC-генератор, RAM PROTECT - защита ОЗУ). Уровни сигналов EPM и /OE при записи битов конфигурации задаются в соответствии с табл.4.
Временные диаграммы сигналов для различных операций режима программирования EPROM показаны на рис.5 - рис.7. Временные ограничения для этих временных диаграмм сведены в табл.5.
На основании алгоритма программирования МК и приведенных данных можно разработать достаточно простые аппаратно-программные средства для записи прикладных программ в ППЗУ МК Z8.
При проектировании целевых систем на базе OTP-версий МК следует учитывать, что для исключения возможности случайного перехода МК из рабочего режима в режим PGM в результате воздействия мощных помех рекомендуется выводы VPP, EPM, /CE и /OE подключать к цепи питания VCC через ограничивающие диоды, а вывод VPP, кроме того, шунтировать конденсатором емкостью 100 пФ [3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Фергусон Дж., Макари Л., Уилльямз П. Обслуживание микропроцессорных систем: Пер. с англ. - М: Мир, 1989. -336с.
2. Гладштейн М.А. Программируем микроконтроллеры Z8. Часть 4. Универсальные утилиты объектных файлов.
3. Discrete Z8 Microcontrollers. Databook.- Zilog, Inc.- 1994.
Категория: Книги по электронике (Электронная библиотека) | Добавил: Администратор
Просмотров: 1353 | Загрузок: 19 | Рейтинг: 0.0/0

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Все смайлы
Код *:

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!


Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2020