Специализированных плат для отладки устройств на микроконтроллерах различных семейств и типов сегодня очень много — от самых простых до самых сложных и, соответственно, дорогих. Цена может доходить до нескольких десятков тысяч рублей. Для многих радиолюбителей такая цена просто неподъёмна и отбивает желание работать с подобными платами. Кроме того, дорогие средства отладки увеличивают конечную стоимость готового устройства.
Хотелось бы поделиться своим опытом разработки отладочной платы для микроконтроллеров семейства MSP430 в корпусах DIP-14. Назначение выводов таких приборов разных типов, как правило, одинаково. Тем не менее перед отладкой программы необходимо обязательно убедиться в этом, ознакомившись с описанием используемого микроконтроллера. Это избавит от грубых ошибок и выведенных из строя микросхем. Изготовленная плата испытывалась с микроконтроллерами серии MSP430F2XXX.
На плате, схема отладочной платы изображена на рис. 1, имеется панель DIP-14 для микроконтроллера (DD1), программу которого предстоит отладить. Конденсаторы С12 и С13 установлены вблизи выводов питания микроконтроллера. Они сглаживают пульсации питающего напряжения и защищают от его кратковременных провалов.
К выводам 12 и 13 микроконтроллера через съёмные перемычки S31 и S33 подключён «часовой» кварцевый резонатор ZQ1. Применять низкочастотный кварцевый резонатор позволяет наличие в микроконтроллерах семейства MSP430 блока PLL. Коэффициент умножения частоты резонатора для получения нужной тактовой частоты микроконтроллера задают программно. Упомянутые выводы могут использоваться и как обычные дискретные входы и выходы, но при этом кварцевый резонатор должен быть отключён, а микроконтроллер сконфигурирован на работу от встроенного тактового генератора.
Вывод 11 (вход TEST) предназначен для переключения выводов 6—9 микроконтроллера из режима линий ввода-вывода общего назначения Р1.4—Р1.7 (TEST=0) в режим линий интерфейса JTAG (TEST=1), используемого для загрузки программы в память. Другие способы программирования на этой плате не предусмотрены. Перемычками S34—S39 можно выбрать тип интерфейса JTAG. Когда все они установлены в положение 1—2, используется стандартный четырёхпроводный интерфейс (табл. 1), при перемычках в положении 2—3 — его двухпроводным вариант Spy-Bi-Wire (SBW, табл. 2).
Перед программированием обязательно проверьте, по какому варианту интерфейса должно происходить взаимодействие программатора с микроконтроллером. На рис. 2 показано, как настраивают Spy-Bi-Wire в IDE «IAR for MSP430».
Назначение выводов разъёма ХР1 на плате стандартное и согласуется со всеми программаторами, соответствующими рекомендациям разработчика микроконтроллеров семейства MSP430 — фирма Texas Instrument. Перемычка S32 предназначена для подачи питания на выходной буфер программатора от его собственного источника (S32 в положении 1—2) либо от отлаживаемого устройства (S32 в положении 2—3). В первом случае подавать внешнее питание на отладочную плату не рекомендуется во избежание повреждения программатора.
Питание отладочной платы производится через разъём XS1. Подаваемое на него напряжение может находиться в интервале 9…12 В. Можно подать и больше, но будут слишком сильно нагреваться интегральные стабилизаторы DA1 и DA2, придётся снабжать их теплоотводами. Кроме того, потребуется подборка резистора R21, чтобы ток светодиода HL11 не превышал 10…15мА.
Для защиты от переполюсовки питания служит диод Шотки VD1, вместо указанного на схеме можно применить любой другой на ток от 1 до 1,5 А и с допустимым обратным напряжением не менее 15…20 В.
Напряжение 3,3 В и 5 В, выведенное соответственно на контакты ХТ11 и ХТ13, можно использовать для питания внешних устройств, работающих совместно с платой. Общий провод выведен на контакт ХТ12. Разъём ХР2 предназначен для подключения внешних микросхем с интерфейсом I2C. Напряжение питания для них можно выбирать с помощью перемычки S40.
К каждой линии портов микроконтроллера подключены одинаковые узлы для соединения их с периферийными устройствами. Рассмотрим назначение элементов этих узлов на примере того, что подключён к линии Р1.0 (выводу 2 DD1). На контакт ХТ1 можно подавать внешние сигналы, предназначенные для линии Р1.0, или снимать с него сигналы, формируемые на этой линии микроконтроллером. Когда линия работает как вход, её можно соединить с плюсом питания через резистор R11, установив перемычку S11. Перемычкой S12 подключают к выводу микроконтроллера кнопку SB1, которой можно подавать команды или имитировать медленно меняющиеся логические сигналы. Для индикации состояния линии Р1.0, сконфигурированной как выход, служит светодиод HL1, который подключают перемычкой S1.
А. НИКОЛАЕВ, г. Боготол Красноярского края
«Радио» №8 2012г.
