PICmicro MCU-Multiprogrammer EB

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1 PICmicro MCU-Multiprogrammer EB Inhalt 1. Über dieses Dokument...Error! Bookmark not defined.. Allgemeine Information...Error! Bookmark not defined.. Board Layout Schaltungsbeschreibung PICmicrocontroller pin out details Erweiterungs-Bus...9 Anhang 1 Schaltplan hang 1 Schaltplan Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 1

2 1. Über dieses Dokument Dieses Dokument betrifft das PICmicro MCU-Multiprogrammer Die Bestellnummer für dieses Produkt ist EB Geschützte Handelsmarken und Urheberrechte PIC und PICmicro sind eingetragene Handelsmarken von Arizona Microchip Inc. E-Blocks ist eine eingetragene Handelsmarke von Matrix Multimedia Limited.. Andere Informationsquellen Es existieren noch vielfältige andere Dokumente mit nützlichen Informationen: E-Blocks-Grundlagen.pdf Dieses Dokument beschreibt das E-Blocks-System und wie es eingesetzt werden kann, um komplette Lernsysteme für Elektronik und Mikrocontroller-Programmierung zu erstellen. PPP-Hilfe-Datei Dieses Dokument beschreibt die PPP-Software und ihre Funktionen. Die Software PPP wird benutzt, um Maschinencode in einen PICmicro-Controller zu übertragen. C- und Assembler-Strategien Dieses Dokument kann kostenlos von unseren Webseiten herunter geladen werden.. Ausschlussklausel Die Informationen in diesem Dokument wurden mit großer Sorgfalt geprüft. Matrix Multimedia behält sich das Recht vor, Spezifikationen jederzeit ohne Ankündigung zu verändern. Die beschriebenen Produkte sind für Entwicklungszwecke gedacht und dürfen nicht für sicherheitskritische Anwendungen eingesetzt werden. 4. Technische Unterstützung Falls Probleme mit der Handhabung oder Funktion dieses Produkts auftreten sollten, lesen Sie bitte zuerst den Abschnitt über Fehlerbehebung. Die aktuellsten Software-Updates, FAQs und andere Information finden Sie auf unserer Webseite unter: Falls dann noch immer Probleme bestehen, können Sie uns ein schreiben: Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page

3 . Allgemeine Informationen 1. Beschreibung Dieses neue Programmiergerät für PICmicro-Mikrocontroller ist nicht nur besonders preiswert und ungemein flexibel, es verfügt auch über eine USB-Schnittstelle zum einfachen Anschluss an einen PC. Das Board harmonisiert vollständig mit den von Matrix Multimedia gelieferten Programmiersprachen Assembler, C oder Flowcode. Der Programmer kommt mit den meisten Typen von PICmicro mit -, 14-, 1-, - und 40-Pin-Gehäusen zurecht. Mit der zugehörigen Programmiersoftware PPP ist das Flashen bzw. die Programmierung von Mikrocontrollern ein Kinderspiel. Das Board erlaubt vollen Zugriff auf alle I/O-Leitungen der wichtigsten PICmicro-Chips.. Eigenschaften Volle E-Blocks-Kompatibilität Sehr gutes Preis/Leistungs-Verhältnis Kann als Programmiergerät und als Entwicklungs-Board verwendet werden Unterstützt eine große Zahl der Mikrocontrollern von PICmicro Grosse Palette an Programmierwerkzeugen verfügbar Quarzgesteuerte oder RC-Takterzeugung 5 I/O-Ports In-Circuit-Debugging via MPLAB ICD. Neue Eigenschaften von Version 5 Im Folgenden sind die Verbesserungen gegenüber der Vorversion aufgelistet: Die Polarität der Stromversorgung spielt keine Rolle mehr egal ob der positive Pol innen oder außen ist. Steigerung der Kompatibilität mit einer größeren Zahl von PICmicro-Typen. Für Low-Voltage-Programming kann B, B4 or B5 als LVP-Pin verwendet werden. Der USB-Controller des Boards ist deutlich schneller als sein Vorgänger. Die Programmiergeschwindigkeit beträgt nun bis zu 1 kbyte pro Sekunde. Die Programmiersoftware PPP wurde weiter optimiert und an höheres Tempo angepasst. Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page

4 4. Blockschaltung RC slow Rv1 S S1 Clock circuit Xtal fast RC speed USB Connector & USB control chip VBUS 4 expansion bus Programming Circuity Read/Write LED Reset Switch [PB1] [Rb6, Rb7] way screw term J11,16,17 link block [RB,RB4, R5] 0V Unregulated supply regulation 5V PSU.1mm DC Jack 5 Port A [RA0 - RA4] PIC devices I U ICD Connector Programming & Hardware Debugging Port C [RC0 - RC7] Pin 1 Pin Pin 40 Pin Port B [RB0 - RB7] D B J9 link block PSU P VBUS U U B J1-15 link block Port E [RE0 - RE] Port D [RD0 - RD7] expansion bus 5. Unterstützte Mikrocontroller Zur Zeit unterstützt PPP in Kombination mit dem Board folgende Controller: PIC1F69, PIC1F675, PIC1F65, PIC1F6 PIC16F67A, PIC16F67, PIC16F6A, PIC16F6, PIC16F60, PIC16F64A, PIC16F676, PIC16F64, PIC16F6, PIC16F66, PIC16F716, PIC16F7, PIC16F77, PIC16F7, PIC16F747, PIC16F74, PIC16F767, PIC16F76, PIC16F777, PIC16F77, PIC16F1, PIC16F19, PIC16F, PIC16F4A, PIC16F4, PIC16F70, PIC16F71, PIC16F7, PIC16F7A, PIC16F7, PIC16F74A, PIC16F74, PIC16F76A, PIC16F76, PIC16F77A, PIC16F77, PIC16F7, PIC16F PIC1F4, PIC1F4, PIC1F5, PIC1F5, PIC1F44, PIC1F44, PIC1F45, PIC1F45, PIC1F10, PIC1F10, PIC1F0, PIC1F0, PIC1F1, PIC1F410, PIC1F40, PIC1F41, PIC1F49, PIC1F455, PIC1F510, PIC1F515, PIC1F50, PIC1F55, PIC1F59, PIC1F550, PIC1F55, PIC1F56, PIC1F610, PIC1F60, PIC1F60, PIC1F61, PIC1F40, PIC1F40, PIC1F41, PIC1F4410, PIC1F440, PIC1F441, PIC1F449, PIC1F4455, PIC1F4510, PIC1F4515, PIC1F450, PIC1F455, PIC1F459, PIC1F4550, PIC1F455, PIC1F456, PIC1F4610, PIC1F460, PIC1F460, PIC1F461 Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 4

5 .Board-Layout EB cdr 1. Buchse für Stromversorgung (polaritätsunabhängig). USB-Buchse. Reset-Taster 4. Port E I/O 5. Port A I/O 6. Port B I/O 7. Port C I/O. Port D I/O 9. Potentiometer für RC-Taktrate 10. Schalter für RC-Taktrate 11. Umschalter Quarz/RC-Takt 1. ICD-Sockel 1. Schraubklemmen für Stromversorgung 14. USB/ICD-Programmier-Auswahl 15. USB/ICD-Spannungs-Auswahl 16. Quarz, steckbar 17. USB-Controller nicht entfernen! 1. Jumper zur Pin-Auswahl für das Low Voltage Programming 19. Pfostenstecker für Erweiterungen, zweireihig 0. Gedrehte DIL-Sockel für PICmicro-Controller mit -, 14-, 1-, - und 40-Pin-Gehäusen 1. LED, Bereitschaftsanzeige zur Programmierung. LED, Einschatkontrolle Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 5

6 4. Schaltungsbeschreibung Der Multiprogrammer besteht aus zwei Teilen: Die Hardware, die es erlaubt, diverse PICmicro-Mikrocontroller zu programmieren und das Programm direkt im Anschluss auszuführen sowie die Software, ein Windows-Programm namens PPP, das die Hardware bei der Programmierung steuert. 1. Netzteil Das Board wird von einem stabilisierten Netzteil mit 1,5 V Gleichspannung versorgt. Das Netzteil hat genug Reserven für die Programmierung und Programmausführung der zu programmierenden Controllertypen. Außerdem kann das Board auch mit niedriger Spannung betrieben werden, also direkt aus dem USB-Kabel vom PC versorgt werden und benötigt dann kein extra Netzteil. Man muss vor allem beim Anschluß weiterer Boards ein Auge darauf haben, dass ein USB-Anschluß nur begrenzt belastbar ist. Zudem lassen sich nicht alle Mikrocontroller mit diesen niedrigen Spannungen programmieren (aber Testen schon). In Zweifelsfällen hilft ein Blick in s zugehörige Datenblatt, um herauszufinden, ob der fragliche Chip über LVP-Eenschaften verfügt. Der mitgelieferte Controller PIC16F kann mit niedriger Spannung programmiert werden (ist LVP-fähig), aber z.b. die Leitung B ist dann für LVP-Zwecke reserviert. Wenn die LVP-Fähigkeit deaktiviert ist, dann muss das 1,5-V-Netzteil verwendet werden. Und nur beim Betrieb mit 1,5 V kann der LVP-Modus wieder aktiviert werden. Nähere Angaben hierzu finden sich spezifisch zu jedem PICmicro-Chip in dessen Datenblatt. Nicht alle Mikrocontroller verfügen über die LVP-Fähigkeit und müssen daher mit extrenem Netzteil programmiert werden. Die Jumper von J9 entscheiden über die Art der Stromversorgung. Bei Verwendung des externen 1,5-V-Netzteils sollten die Jumper links deer Aufschrift PSU gesteckt werden. Für USB-Betrieb kommen die Jumper auf die rechte Seite. Alle drei Jumper müssen in einer Reihe gesteckt sein, also alle drei entweder links oder rechts aber keine Kombination davon. LED zeigt an, ob Versorgungsspannung via extrenem Netzteil oder USB anliegt. Achten Sie darauf, dass sowohl das USB-kabel als auch das Netzteil niemals angeschlossen sind, während Sie die Jumper J9 verändern! Wenn das externe 1,5-V-Netzteil verwendet wird, kann der Programmer an seinen Schraubklemmen maximal bis zu 50 ma an Strom für andere Boards liefern, da sonst der eingebaute 5-V-Spannungsregler (das dreibeinige IC rechts neben J9) überhitzt. Für grössere Ströme kann das IC mit einem kleinen Kühlkörper versehen werden. Zusätzliche externe Netzteile von Matrix Multimedia vom Typ HPPUS liefern bis zu 600 ma. Angeschlossene andere E-Blocks-Boards benötigen gegebenenfalls eine Spannungsversorgung. Am einfachsten versorgt man diese z.b. über ein Kabel von Schraubklemme zu Schraubklemme (daran liegen +5 V und Masse).. Programmer-Schaltung Der Multiprogrammer wird via USB an einen PC angeschlossen. Ein PIC16C745-Mikrocontroller arbeitet als USB- Controller und sollte daher nicht zweckentfremdet werden. Der PIC16C745 steuert ein Netzwerk aus integrierten Analogschaltern (U und U4). Diese schalten dann bei Bedarf die Pegel 0 V, 5 V und Vpp an die passenden Pins des zu programmierenden Mikrocontrollers. Die Bereitschaftsanzeige LED 1 ist ebenfalls mit dem PIC16C745 verbunden. Dieser verfügt über einen Analogeingang, mit dem er die Versorgungsspannung überwacht. LED 1 zeigt an, dass das Board mit dem PC kommuniziert und dass die USB-Verbindung in Ordnung ist.. DIL-Sockel und I/O-Ports Die IC-Sockel für zu programmierende Mikrocontroller sind parallel angeschlossen (siehe auch untenstehende Anschlusstabellen). Alle diese Signale sind zudem an den zweireihigen 40-poligen Pfostenstecker J5 für Erweiterungen geführt. Weitere wichtige Signale sind am zusätzlichen Erweiterungsstecker J4 herausgeführt. Einige Ports sind nur teilweise komplett: Port A hat z.b. nur 5 Leitungen und Port E sogar nur leitungen. Dies Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 6

7 entspricht allerdings voll den Pin-Belegungen der jeweiligen Mikrocontroller. Selbstverständlich muss ein -Pin- Controller auch in den IC-Sockel mit Pins und es darf immer nur 1 Mikrocontroller gesteckt sein! Beachte: RA4 hat bei vielen PICmicro-Controllern einen Open-Collector-Ausgang. In diesen Fällen benötigt man einen geeigneten Pul-Up-Widerstand, um Statusänderungen detektieren zu können (siehe auch die Datenblätter der Controller). 4. Reset-Taster Ein Druck auf PB1 erzeugt ein Reset-Signal, in dem der MCLR-Pin auf Masse gelegt wird. Wenn der PIC16C745 ein Programm in den zu programmierenden Controller schreibt, löst er anschließend auch gleich einen Reset des programmierten Controllers aus, damit man nicht nach jeder Datenübertragung von Hand den Reset-Taster betätigen muss. 5. Auswahl der Taktfrequenz Das Taktsignal des Boards kann entweder von einem einfachen RC-Glied oder einem Quarz generiert werden. Die Stellung von SW legt fest, ob das Signnal vom RC-Glied oder das des Quarzes an den zu programmierenden Mikrocontroller gelangt. SW1 schaltet zwischen einem langsamen und einem schnellen RC-Glied um, wobei RV1 eine manuelle Einstellung der Taktfrequenz ermöglicht. Standardmäßig wird ein 19,660-MHz-Quarz (steckbar) mitgeliefert. Es kann also leicht ein anderer Quarz verqendet werden (viele Beispielexperimente basieren auf einer Taktrate,76 MHz). Die krummen Frequenzen kommen den in den PICmicro-Controllern integrierten Vorteilern entgegen und erzeugen glatte genormte Baudraten für serielle Schnittstellen. 6. In-Circuit-Debugging Das Multiprogrammer-Board verfügt über eine Schnittstelle zum Anschluß des Microchip MPLAB ICD. Diese Erweiterung erlaubt das Ausführung und das Debuggen von Code, der normalerweise auf Hardware läuft. Der ICD verfügt über klassische Debugging-Fähigkeiten wie Einzelschrittmodus etc. Weitere Informationen hierzu finden sich auf der Webseite des Herstellers: Um den In-Circuit-Debugger anzuschließen, muss zuvor die Stromversorgung und das USB-Kabel getrennt werden. Dann müssen die Jumper J11... J1 auf die linke Seite (Beschriftung ICD ) gesteckt werden. Anschließend kommt das ICD-Kabel in die passende Buchse J15 auf dem Board und schon kann man alle Funktionen des MPLAB ICD In-Circuit-Debuggers benutzen. 7. Low-Voltage-Programming Viele PICmicro-typen verfügen über einen speziellen Programmiermodus, der mit niedrigen Spannungen auskommt und so die Notwendigkeit einer 1-V-Hilfsspannung vermeidet. Man muss allerdings genau aufpassen, da unterschiedliche PICmicro-Familien unterschiedliche Pins zur Aktivierung der LVP-Fähigkeit verwenden. Hauptsächlich wird Pin B hierzu genutzt, doch gibt es auch Controller, die die B4 oder B5 als LVP-Pin einsetzen. Wenn B, B4 und B5 als normale I/O-Leitungen verwendet werden, sitzen die zugehörigen Jumper alle links. Beim mitgelieferten PIC16F beispielsweise muss im LVP-Modus J11 rechts gesteckt werden und schon ist B nicht mehr als normale I/O-Leitung verfügbar. Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 7

8 5. Pin-Belegungen von PICmicro-Mikrocontrollern Die PICmicro-Chips wurden mit Blick auf Aufwärtskompatibilität entwickelt. Normalerweise sind also die Signale eines 1-poligen Gehäuse auch beim -poligen und sogar beim 40-poligen Gehäuse zu finden. Die folgende Übersicht macht die Logik der Anschlussbelegungen klar: -pin PICmicro Note that GP0 maps to RB7 GP1 maps to RB6 GP/AN maps to RA0/AN0 Vdd 1 Vss GP5/OSC1/CLKIN GP4/OSC/AN/CLKOUT 7 6 GP0/AN0 GP1/AN1/Vref 14-pin PICmicro Vpp/GP/MCLR 4 5 GP/TOCKI/AN/INT Vdd 1 14 Vss RA/AN/Vrefout RA/AN/CMP1/Vrefin RA4/T0CKI/CMP Vpp/RA5/THV/ MCLR 1-pin PICmicro RA1/AN1 RA0/AN0 OSC1/CLKIN/RA7 OSC/CLKOUT/RA6 RA5/T1CKI/OSC1/CLKIN RA4/T1G/OSC/CKLOUT Rc5 Rc4 Rc RA0/CIN+/ICSPDAT RA1/CIN-/ICSPCLK RA/COUT/T0CK/INT Rc0 Rc1 Rc Vss RB0/INT RB1/RX/DT RB/TX/CK RB/CCP Vdd RB7/T1OSI RB6/T1OSO/T1CKI RB5 RB4/PGM MCLR Vpp/ RA0/AN0 RA1/AN pin PICmicro 40 9 RB7/PGO/KB1 RB6/PGC/KB1 RB5/KBI pin PICmicro RB7/PGO RB6/PGC RB5 RB4 RB/PGM/CCP RB/INT RB1/INT1 1 RB0/INT 0 Vdd Vss RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SDO/D+ RA/AN/Vrh/Vref+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS/Lvdin RE0/AN5/RD RE1/AN6/WR RE/AN7/CS Avdd Avss OSC1/CLKI OSC/CLKO/RA6 RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP RC/CCP1 RC/SCK/SCL RD0/PSP0/C1IN+ RD1/PSP1/C1IN RC4/SKI/SDA/D- Vpp/MCLR RA0/AN0 RA1/AN1 RA/AN/Vrl/Vref- RA/AN/Vrh/Vref+ RA4/T0CKI RA5/AN4/SS/Avdd/Lvdin Vss OSC1/CLKI OSC/CLKO/RA6 RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OS/CCPI RC/CCP1 RC/SKC/SCL RA/AN/Vrl/Vref- RB4/KBI0 RB/PGM/CCP/CANRX RB/INT/CANTX RB1/INT1 RB0/INT0 Vdd Vss RD7/PSP7/PD RD6/PSP6/PC RD5/PSP5/PB RD4/PSP4/ECC/PA RC7/RX/DT RC6/TX/CK RC5/SKO/D+ RC4/SDI/SDA/D- RD/PSP/CIN- RD/PSP/CIN+ Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page

9 6. Weitere Belegungen und Signale 1. Erweiterungs-Bus Die Belegung der Pfostenstecker für Erweiterungen ist exakt mit dem 40-poligen IC-Sockel identisch. Beachte, dass die Nummerierung eines Pfostensteckers anders als die eines DIL-IC-Sockels verläuft. Deshalb ergibt sich ungewöhnliche Signalreihenfolge beim Pfostenstecker. Pin Comparison Chart PICmicro Pinout Bus Name 1 Pin Pin 14 Pin Pin 40 Pin Vpp/MCLR Vdd & Vss 5 11 & 19 1 & 1 OCS OCS RA0/AN0 17 RA1/AN1 1 RA RA/AN RA5/AN RB0 6 1 RB1 7 4 RB 5* 11* 5 RB RB RB RB6 1 6* 1* 7 9 RB7 1 7* 1* 40 RC RC RC 1 17 RC RC RC RC RC7 1 6 RD0 19 RD1 0 RD 1 RD RD4 7 RD5 RD6 9 RD7 0 RE0/AN5 RE1/AN6 9 RE/AN , - und 40-polige Gehäuse sind halbwegs kompatibel. Diese IC-Sockel können daher quasi parallel an den steuernden Controller angeschlossen werden. Diese parallele Anschlussweise ist allerdings bei Gehäusen mit und 14 Pins nicht durchzuhalten. Bei ihnen ergeben sich Abweichungen von der bisherigen Anschlussart, die in den nachfolgenden Tabellen aufgelistet sind: Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 9

10 Multiprogrammer Connection pin 14 pin port line port line on 14 pin device RB 5 RA RB6 6 RA1 RB7 7 RA0 Multiprogrammer Connection pin on pin port line port line pin device RB 1 RA RB6 1 RA1 RB7 1 RA0.Anschlussbelegung von J5 Bus Name 40 Pin IDC connector Vpp/MCLR 1 1 VCCchip 11 & 1 & 1 GND 1 & 1 0 & OCS1 1 5 OCS 14 7 RA0/AN0 RA1/AN1 5 RA 4 7 RA/AN 5 9 RA4/AN RA5 7 1 RB0 16 RB RB 5 1 RB 6 10 RB4 7 RB5 6 RB6 9 4 RB7 40 RC RC RC 17 RC 1 5 RC4 6 RC5 4 4 RC6 5 RC7 6 0 RD RD1 0 9 RD 1 40 RD RD4 7 RD5 6 RD6 9 4 RD7 0 RE0/AN5 15 RE1/AN RE/AN Achtung: J5 entspricht dem 40-poligen DIL-IC-Sockel.Anschlussbelegung von J4 Bus Name IDC connector Vpp/MCLR 1 VCCchip 1 & VCC 9 Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 10

11 VPPmain 19 VBUS 17 GND & 4 OCS1 6 OCS RA0/AN0 4 RA1/AN1 6 RA RA/AN 10 RA4/AN4 1 RA5 14 RA6 5 RA7 7 RC0 0 RC1 RC 4 RC 6 RD0 RD1 40 RE0 16 RE1 1 RE 0 PRB0 15 PRB1 1 PRB 11 PRB 9 PRB4 7 PRB5 5 PRB6 PRB7 1 PRA0 1 PRA1 BRB 5 BRB6 7 BRB7 9 Copyright Matrix Multimedia Limited 005 page 11

12 Appendix 1 Circuit diagram

13 Appendix 1 Circuit diagram