C2000 Piccolo. LaunchPad Entwicklungskit. C2000 Piccolo. Schnellstart mit dem Texas Instruments. LaunchPad Entwicklungskit.

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1 U1+U :32 Seite 1 Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments C2000 Piccolo LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Programmierung des 32-Bit-Mikrocontrollers Piccolo TMS320F28027 von Texas Instruments. Die LaunchPad-Plattform von Texas Instruments stellt einen einfachen und schnellen Einstieg in die Programmierung von Mikrocontrollern dar, dank übersichtlicher Hardware und gut zu verstehender Software. Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LaunchPad unterstützt dabei den 32-Bit-Mikrocontroller TMS320F Die Anschlüsse des Mikrocontrollers sind über 40 Pins nach außen geführt, damit können Prototypen schnell umgesetzt werden. Die Programmierung des Mikrocontrollers erfolgt dabei ohne spezielles Programmiergerät, sondern über USB. Die Platine kann über BoosterPacks erweitert werden. Nach einem Überblick über die Funktionen der Platine folgt direkt ein praktisches Einstiegsbeispiel mit der Programmierumgebung Energia. Anhand von sechs Projekten wird die Nutzung des Boards im Detail gezeigt, der Quellcode zu den Projekten steht zum Download bereit. Die Installation der alternativen Entwicklungsumgebung Code Composer Studio wird in einem Kapitel beschrieben. Die unterstützten BoosterPacks werden abschließend vorgestellt. ISBN Aus dem Inhalt: TI C2000 Piccolo LaunchPad im Überblick TI LaunchPad am PC anschließen Programmierung mit Energia LED-Lauflicht Fußgängerampel mit Taster LED mit PWM dimmen Analoge Eingabe mit Pegelanzeige Kommunikation mit dem PC LC-Display ansteuern Code Composer Studio MotorWare BoosterPacks InstaSPIN Motor Control Kits E D I T I O N Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments C2000 Piccolo LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Programmierung des 32-Bit-Mikrocontrollers Piccolo TMS320F28027 von Texas Instruments. Entwicklungsboard mit Zugriff auf die Anschlüsse des Mikrocontrollers über herausgeführte Pins 64KB Flash, 8 Kanal PWM, 12 Bit ADC, I2C, SPI, UART und mehr Alle Piccolo F2802x MCU sind damit programmierbar Taktung über externen Quarz möglich Programmierbar über die USB-Schnittstelle Einstieg in die Programmierung mit Energia durch komplett beschriebene Projekte Alternative Entwicklungsumgebungen: Code Composer Studio und MotorWalk

2 Inhaltsverzeichnis 1 TI LaunchPad C2000 LAUNCHXL-F28027F im Überblick Die Bestandteile der Platine Technische Daten des TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F TI LaunchPad am PC anschließen Das mitgelieferte Demoprogramm Programmierung mit Energia LED-Lauflicht auf dem LaunchPad Für Hardwareprojekte benötigte Teile Fußgängerampel mit Taster LED mit Pulsweitenmodulation dimmen (PWM) Analoge Eingabe mit Pegelanzeige Kommunikation mit dem PC LCD-Display ansteuern Weitere Software zur Programmierung des TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F Code Composer Studio MotorWare Erweiterungen Boosterpacks InstaSPIN Motor Control Kits

3 1 TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F im Überblick Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F ist eine Entwicklungsplatine für die Texas Instruments-Prozessorfamilie Piccolo F2802x. Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F. Die USB-Schnittstelle auf dem LaunchPad ermöglicht die einfache Programmierung und Kommunikation mit dem Mikrocontroller, ohne dass spezielle Zusatzhardware nötig ist. Über die herausgeführten Anschlüsse des Mikrocontrollers lassen sich Daten mit Sensoren erfassen, oder, umgekehrt, Hardware wie LEDs oder andere Geräte können gesteuert werden. Das LaunchPad hat einen TMS320F28027-Prozessor eingebaut und beinhaltet alle Komponenten zur Softwareentwicklung für die folgenden anderen Prozessoren der F2802x-Reihe: TMS320F28027 TMS320F28026 TMS320F28023 TMS320F28022 TMS320F28021 TMS320F28020 TMS320F MHz, 32K Flash, 6K RAM, 4 HRPWM 60 MHz, 16K Flash, 6K RAM, 4 HRPWM 50 MHz, 32K Flash, 6K RAM, 4 HRPWM 50 MHz, 16K Flash, 6K RAM, 4 HRPWM 40 MHz, 32K Flash, 5K RAM 40 MHz, 16K Flash, 3K RAM 40 MHz, 8K Flash, 3K RAM 1.1 Die Bestandteile der Platine Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F verfügt über eine USB-Schnittstelle zur Programmierung und Stromversorgung sowie eine 40-polige Pinleiste zum Anschluss von Erweiterungsplatinen und externer Hardware. Die Schalterblöcke sowie die Jumper dienen der Konfiguration verschiedener Funktionen. Achten Sie darauf, dass am Anfang die Jumper wie in der Abbildung dargestellt stecken. 5

4 Platine mit Anschlussbezeichnungen. (Grafik: Texas Instruments) Projekte, die ein sehr exaktes Timing benötigen, können mit einem externen Quarz getaktet werden. Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F hat dazu in der Mitte zwei Lötkontakte für einen Quarz. Zusätzlich müssen bei Verwendung eines externen Quarzes an den Lötkontakten C3 und C4 Kondensatoren angelötet werden. An den 40 Anschlusspins können einzelne Kabel angeschlossen werden, oder man steckt eine komplette Erweiterungsplatine darauf. Mit dem TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL- F28027F können nur für diese Plattform kompatible Boosterpacks verwendet werden. Die meisten Boosterpacks sind für TI LaunchPads mit MSP430-Mikrocontroller ausgelegt und nicht unbedingt kompatibel. Übersicht der Anschlusspins auf dem TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F. (Grafik: Texas Instruments) 6

5 Die gleichen Anschlüsse sind auch auf der Unterseite des LaunchPad als Steckbuchsen angeordnet. So lassen sich Boosterpacks oben oder auch unten anstecken, um zum Beispiel die Tasten auf dem LaunchPad freizuhalten. 1.2 Technische Daten des TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F basiert auf dem Piccolo TMS320F2802x mit besonderen Merkmalen wie 64-kB-On-Board-Flash, 8 PWM-Kanälen, ecap, 12 Bit ADC, I2C, SPI, UART. Es enthält unter anderem einen integrierten, isolierten XDS100-JTAG-Emulator für einfaches Programmieren und Debuggen, 40 PCB-Pins für den einfachen Zugriff auf die Pins des F28027-Prozessors, einen programmierbaren Taster und vier programmierbare LEDs. Platinenlayout des TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F. (Grafik: Texas Instruments) 7

6 Das Blockdiagramm zeigt einen Überblick: Piccolo F2802x-Blockdiagramm. (Grafik: Texas Instruments) LAUNCHXL-F28027 oder F28027F? Texas Instruments liefert zwei sehr ähnliche LaunchPads: Das erste, LAUNCHXL F28027, verwendet den Prozessor TMS320F28027PTT mit Unterstützung des Softwarepakets controlsuite. Das Nachfolgemodell LAUNCHXL F28027F verwendet den Prozessor TMS320F28027FPTT mit Unterstützung der Softwarepakete MotorWare und InstaSPIN-FOC. Dieses Modell verfügt zusätzlich über Steckbuchsenleisten auf der Unterseite. 1.3 TI LaunchPad am PC anschließen Bevor Sie das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F über das mitgelieferte Mini-USB- Kabel am PC anschließen, muss die Software Code Composer Studio installiert sein, die automatisch auch den notwendigen USB-Treiber liefert. Code Composer Studio kann bei heruntergeladen werden. Vor dem Download muss man sich als Benutzer registrieren und ein Formular ausfüllen. Die Webseite nennt zwar recht hohe Preise, Code Composer Studio kann aber zusammen mit dem TI LaunchPad kostenlos genutzt werden. Der Download des Installers ist nur wenige MB groß. Während der Installation werden aber noch mehr als 800 MB heruntergeladen und auf der Festplatte installiert. Vor dem Anschließen achten Sie darauf, dass die Jumper und Schalter auf dem TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F wie in der Abbildung gesetzt sind: 8

7 Grundstellung der Jumper und Schalter. Schließen Sie dann das LaunchPad am PC an, startet automatisch die Windows-Treiberinstallation. Je nach Windows-Einstellung erscheint möglicherweise eine Warnung wegen eines unsignierten Treibers. Diese können Sie getrost ignorieren und den Treiber trotzdem installieren. Installation der USB-Treiber. Die Windows-Treiberinstallation und auch der Geräte-Manager zeigen unter USB-Controller zwei neue Geräte an. Zusätzlich erscheint unter Anschlüsse ein neuer Anschluss. Merken Sie sich den hier angezeigten COM-Port, er muss später in der Entwicklungsumgebung eingetragen werden. In Windows 8.1 finden Sie den Geräte-Manager im Systemmenü über einen Rechtsklick auf das Windows-Logo unten links. In Windows 7 öffnen Sie in der Systemsteuerung das Modul Hardware und Sound. Hier finden Sie im Bereich Geräte und Drucker den Geräte-Manager. 9

8 Die USB-Treiber wurden installiert. TI LaunchPad ausschalten Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F hat keinen Ausschalter. Ziehen Sie einfach nur den Stecker, und die Platine schaltet sich ab. Beim nächsten Einschalten startet automatisch das zuletzt darauf installierte Programm. Das Gleiche passiert, wenn man den Reset-Taster drückt. Das TI LaunchPad lässt sich auch ohne PC betreiben, schließen Sie dazu ein USB-Netzteil an der Stromversorgungsbuchse an. 1.4 Das mitgelieferte Demoprogramm Auf dem TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F ist ein Demoprogramm vorinstalliert, das die grundlegende Arbeitsweise sowie den Thermosensor zeigt. Direkt nach dem Anstecken laufen die vier blauen LEDs LED0... LED3 in schneller Folge durch. Drücken Sie die Taste S3, startet ein Demoprogramm für den Thermosensor auf dem LaunchPad. Dieses Programm misst zunächst eine Referenztemperatur und zeigt dann ständig die Differenz zwischen dieser Referenztemperatur und der aktuellen Temperatur. Diese Differenz wird in Binärform auf den drei LEDs LED0... LED2 angezeigt. LED3 leuchtet permanent. Bei einer Differenz von 7 C oder mehr leuchten alle vier LEDs. 10

9 1.4.1 Serielle Terminalverbindung zwischen PC und LaunchPad Einige Programme auf dem TI LaunchPad C2000 Piccolo LAUNCHXL-F28027F wie auch dieses Demoprogramm bieten die Möglichkeit zur Kommunikation zwischen PC und LaunchPad über eine serielle Konsole. Bei Windows XP können Sie zur seriellen Kommunikation das Programm Hyperterminal nutzen, das bei Windows 7 und 8.1 leider nicht mehr mitgeliefert wird. Bei neueren Windows-Versionen empfiehlt sich das Freewareprogramm PuTTY ( das neben seriellen Verbindungen auch Netzwerk- und Internetverbindungen zu entfernten Computern unterstützt. Starten Sie PuTTY und schalten Sie im Konfigurationsfenster auf Serial um. Tragen Sie im Feld Serial line den vom LaunchPad verwendeten COM-Port, der im Geräte-Manager angezeigt wird, ein und im Feld Speed die Geschwindigkeit Serielle Verbindung in PuTTY einrichten. Geben Sie dann der Verbindung im Feld Saved Sessions einen Namen, um sie nicht jedes Mal neu anlegen zu müssen. Klicken Sie auf Save und danach auf Open, um die Verbindung mit dem LaunchPad aufzubauen. Dabei öffnet sich ein Terminalfenster. Drücken Sie jetzt die Reset-Taste auf dem LaunchPad, um das vorinstallierte Demoprogramm neu zu starten. Im Terminalfenster erscheint ein TI-Logo in zweifarbiger ASCII-Grafik. 11

10 Anzeige im Terminal nach dem Reset des LaunchPad. Starten Sie jetzt wieder mit der Taste S3 die Temperaturmessung. Die aktuelle Temperatur und auch die Differenz zur Referenztemperatur werden unten rechts in einem dafür vorgesehenen Bereich der ASCII-Grafik angezeigt. Temperaturanzeige im Terminal. 12

11 U1+U :32 Seite 1 Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments C2000 Piccolo LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Programmierung des 32-Bit-Mikrocontrollers Piccolo TMS320F28027 von Texas Instruments. Die LaunchPad-Plattform von Texas Instruments stellt einen einfachen und schnellen Einstieg in die Programmierung von Mikrocontrollern dar, dank übersichtlicher Hardware und gut zu verstehender Software. Das TI LaunchPad C2000 Piccolo LaunchPad unterstützt dabei den 32-Bit-Mikrocontroller TMS320F Die Anschlüsse des Mikrocontrollers sind über 40 Pins nach außen geführt, damit können Prototypen schnell umgesetzt werden. Die Programmierung des Mikrocontrollers erfolgt dabei ohne spezielles Programmiergerät, sondern über USB. Die Platine kann über BoosterPacks erweitert werden. Nach einem Überblick über die Funktionen der Platine folgt direkt ein praktisches Einstiegsbeispiel mit der Programmierumgebung Energia. Anhand von sechs Projekten wird die Nutzung des Boards im Detail gezeigt, der Quellcode zu den Projekten steht zum Download bereit. Die Installation der alternativen Entwicklungsumgebung Code Composer Studio wird in einem Kapitel beschrieben. Die unterstützten BoosterPacks werden abschließend vorgestellt. ISBN Aus dem Inhalt: TI C2000 Piccolo LaunchPad im Überblick TI LaunchPad am PC anschließen Programmierung mit Energia LED-Lauflicht Fußgängerampel mit Taster LED mit PWM dimmen Analoge Eingabe mit Pegelanzeige Kommunikation mit dem PC LC-Display ansteuern Code Composer Studio MotorWare BoosterPacks InstaSPIN Motor Control Kits E D I T I O N Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments C2000 Piccolo LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Programmierung des 32-Bit-Mikrocontrollers Piccolo TMS320F28027 von Texas Instruments. Entwicklungsboard mit Zugriff auf die Anschlüsse des Mikrocontrollers über herausgeführte Pins 64KB Flash, 8 Kanal PWM, 12 Bit ADC, I2C, SPI, UART und mehr Alle Piccolo F2802x MCU sind damit programmierbar Taktung über externen Quarz möglich Programmierbar über die USB-Schnittstelle Einstieg in die Programmierung mit Energia durch komplett beschriebene Projekte Alternative Entwicklungsumgebungen: Code Composer Studio und MotorWalk