USB Toolstick, или програмиране на микроконтролер "за най-малките"
Присъединявайки се към посоката на публикациите, описани по-горе, представям на вашето внимание редица устройства, които ви позволяват напълно безболезнено да започнете процеса на изучаване и програмиране на напълно реални чипове.
Silicon Laboratories предлага пълна гама от инструменти за отстраняване на грешки за начинаещи разработчици (за повечето дизайни на матрици). Отделно трябва да се отбележи, че микроконтролерите на Silabs имат цял набор от отличителни характеристики, които благоприятно ги отличават от фона на „народните“ Atmel и PIC. Сред тях:
- Прецизни аналогови блокове (до 32 ADC канала до 24 бита и до 2 DAC канала до 12 бита)
- Най-висока производителност сред 8-битовите микроконтролери (до 100 MIPS)
- Ниска консумация на енергия (0.3-0.6mA/MIPS)
- Малки размери (до 3x3 mm)
- Гъвкаво и мощно цифрово I/O устройство (до 64 линии)
Така че, за най-малко опитните в областта на електрониката неофити, като средство за най-бърз старт, бързам да препоръчам Silabs Toolstik Evaluation Kit, който струва $ 14,80, например, в Санкт Петербург Elektrosnab.
Външно устройството е много подобно на обикновено USB флаш устройство. Всичко, от което се нуждаете, за да работите с устройството: свържете го към вашия компютър и инсталирайте драйверите и интегрираната среда за разработка на предоставения диск.
В схемата на устройството са включени два микроконтролера: спомагателен C8051F321 (чип с вграден usb интерфейс), който извършва програмиране и вътрешносхемно отстраняване на грешки чрез USB интерфейса на втория микроконтролер - C8051F300, един от най-евтините чипове на Silabs,който въпреки това има достатъчна функционалност за много стандартни микроконтролерни решения.
Освен това на платката има 4 светодиода: PWR LED, който показва наличието на захранване през USB; Светодиод RUN/STOP, показващ активността на процеса на отстраняване на грешки във веригата; два потребителски светодиода, свързани към цифровите I/O портове с общо предназначение на микроконтролера C8051F300. Всъщност се предлага да „играете“ с тях за начинаещ разработчик.
Отбелязвам, че Silabs предлага доста подробно (за функционалността на това устройство) ръководство.
След инсталиране на софтуера, потребителят получава възможност да създава проекти в средата и директно от средата да програмира микроконтролера C8051F300, инсталиран на платката в асемблер и C, както и да извършва вътрешносхемно отстраняване на грешки (спиране на програмата, задаване на точки на прекъсване, изследване на състоянието на паметта, регистри и отделни променливи и т.н.)
В допълнение, готови източници на C са налични в бележката за приложението на сайта на Silabs, които могат да бъдат разглобени, за да се ускори процесът на обучение.
Като цяло, с помощта на такова устройство можете незабавно да решите цял набор от самообразователни задачи и да консолидирате знанията на практика:
- проучете интегрираната среда за разработка на Silicon Laboratories
- проучете типичен набор от инструкции на микропроцесори C8051Fxxx с архитектура 8051
- пишете програми за C8051F300 на асемблер и C
- научете как работи вграденият превключвател на ресурси Crossbar
- проучете работата на съветника за конфигуриране за автоматична инициализация на периферни устройства на микроконтролера
- разбират конфигурацията на цифровите портове с общо предназначение и принципите на работа с тях
- научете системата за прекъсване
- изследвайтекак работи и експериментирайте с вградените таймери
- занимават се с широчинно-импулсна модулация и я прилагат на базата на вградени таймери
В моята организация, студенти от технически университети, изпратени при нас за стаж, често раздавах такова устройство за една седмица. Обикновено резултатите не закъсняха.
Функционалността на това устройство обаче става недостатъчна за по-сложни задачи. След като проучихте надлъж и широко комплекта за оценка на Silabs Toolstik, време е да преминете към базовия адаптер на Silabs Toolstick и дъщерната карта на Silabs Toolstick с микроконтролера по ваш избор. Пълният списък на устройствата за отстраняване на грешки е на уебсайта на производителя.
Базовият адаптер изпълнява функциите на USB програматор / вътрешен дебъгер и също така съдържа индикация за захранване и напредък на отстраняване на грешки.
На дъщерната платка на микроконтролера C8051F311 е осигурен достъп до всички изводи на микроконтролера (зона за пълен достъп на изводите на платката). Това ви позволява да свържете всякакви допълнителни електрически вериги към чипа. (Можете например да управлявате електрически мотор или да „щракнете“ товар чрез реле, само за предпочитане чрез галванична изолация.)Платката има бутон, свързан към един от изводите на микроконтролера. Освен това на платката има потенциометър, свързан към входа на аналогово-цифровия преобразувател. С помощта на това решение можете лесно и естествено да изследвате цялата функционалност на кристала, който сте избрали.
Дъщерните платки за различни микроконтролери може да се различават една от друга. Например дъщерната платка на чипа C8051F321, съдържаща USB интерфейса, съдържа microUSB конектор.
Описаният комплект за отстраняване на грешки ви позволява бързо да превърнете всеки компютър в лаборатория за изследване на микроконтролери. Използването на USB удължителен кабел ще направи този процес още по-удобен.
Отбелязвам, че Silicon Laboratories не е единственият производител на такива инструменти за отстраняване на грешки. По-горе е изображение на устройство за отстраняване на грешки EZ430-F2013 на Texas Instruments, съдържащо микроконтролер от популярното семейство MSP430.
И накрая, пожелавам на всички голям успех в областта на изучаването и програмирането на нови микроконтролери по-специално и проектирането на висококачествено електронно оборудване като цяло!
Hardcore conf в C++. Каним само професионалисти.