A Microstick kártya

A fejezet tartalma:

A Microchip által kifejlesztett Microstick kártya ideális eszköz a mikrovezérlővel ismerkedni kívánó diákok vagy hobbisták számára, hiszen a megfizethető árú kicsinyke panel mindent tartalmaz, ami a kezdéshez szükséges. A tápellátást az USB csatlakozóról kapja, s a panelon van egy porogramozó/hardveres nyomkövető hibavadász áramkör is, melynek segítségével a programok betölthetők, illetve szükség esetén futás közben vizsgálhatók. A RESET gomb és egy felhasználói LED mellett egy 28 lábú foglalatban található egy PIC24HJ64GP502 mikrovezérlő, s a készlet egy másik mikrovezérlőt is tartalmaz: dsPIC33fJ64MC802 típusú, motorvezérlésre és adatfeldolgozásra is jól használható jelvezérlő. A Microstick kártya a fentieken kívül csak a PIC24HJ128GP502 és dsPIC33FJ128MC802 típusokat támogatja, ezért ha más típusú mikrovezérlőket is szeretne kipróbálni, akkor célszerűbb inkább az újabb Microstick II. kártyát beszereznie, ami valamivel drágább ugyan, de a gyártó szerint az összes 28 lábú, 3,3 V-os tápfeszültségű 16 és 32 bites mikrovezérlő típust támogatja.

1. ábra: Microstick kártya, beforrasztott 6 pólusú tüskesorral

A Microstick kártya eltérései a PIC-ador kártyától:


2. ábra: A Microstick kártya hátoldala (jobboldalt a programozó és hibavadász áramkör)

A Microstick kártya beüzemelésének lépései

  1. Vásároljon egy Microstick kártyát (magyarországi forgalmazója a ChipCAD Kft.)!
  2. A 6 kivezetéses csatlakozóba forrasszon tüskesor érintkezőket az USB-TTL átlakító csatlakoztatásához! 
  3. A csomaghoz mellékelt 14 lábú tüskesor csatlakozók segítségével a kártya dugaszolós próbapanelbe illeszthető, s így könnyen csatlakoztat hozzá külső áramköri elemeket, a mikrovezérlő lehetőségeinek kihasználására.
  4. A legtöbb példaprogramnál a mikrovezérlő soros portján keresztül számítógéppel is kommunikálunk. Ehhez be kell szereznie egy USB-TTL protokol konvertert, s telepítenie kell az átalakító meghajtó programját. Az USB-TTL átalakítót a Microstick kártya végén található 6 pólusú tüskesorhoz kell csatlakoztatni (a pólus közül csak három van bekötve: GND, RX, TX).

A Microstick kártya használatához javasolt alapértelmezett beállítások

  1. HARDWARE_PLATFORM = MICROSTICK (ennek hatására az életjelző LED (HB_LED) az RB15 kimenethez lesz rendelve, amit a CONFIG_HB_LED() meghívása ellenütemű kimenetnek állít be, a configDefaultUART() lefutása pedig a soros porti kommunikációt az RB10/RX és RB11/TX lábakhoz rendeli.)
  2. DEFAULT_BAUDRATE = 57600 bit/s
  3. CLOCK_CONFIG = FRCPLL_FCY40MHz (PIC24H mikrovezérlő esetén a belső oszcillátorból fáziscsatolt hurokkal előállított 40 MHz az alapértelmezett Fcy utasításfrekvencia)
Az alábbiakban részletes útmutatót talál a Microstick kártya beüzemeléséhez.

Az USB-UART átalakító csatlakoztatása

Ahogy az "A kísérleti áramkör" c. fejezetben is leírtuk, sokféle USB-UART konverter kapható. A Tankönyv szerzői elsősorban az FTDI TTL-232R-3V3 kábel beszerzését ajánlják, mivel annak csatlakozó kiosztása illeszkedik a Microstick kártya kivezetéseihez. Arra kell csak ügyelnünk, hogy a kártya J3 feliratához essen a kábel fekete vezetéke (GND).
Bekötés
  1. GND - Black
  2. CTS - Brown
  3. VCC - Red
  4. TXD - Orange       
  5. RXD - Yellow
  6. RTS - Green
FTDI TTL-232R-3V3

3. ábra: Az FTDI TTL-232R-3V3  kábel és a hatpólusú csatlakozójának bekötése

Természetesen annak sincs akadálya, hogy valamilyen olcsóbb megoldást válasszunk. Az alábbi ábrán például egy CP2102 USB-TTL átalakító bekötését mutatjuk be. Vigyázzunk, ennél a modulnál az RX/TX kivezetéseket a csatlakozó mikrovezérlő szemszögéből nézve feliratozták, tehát pl. a TX kivezetést a Microstick kártya TX bemenetével kell összekötni!


4. ábra: A Microstick  kártya és a CP2102 USB-UART átalakító összekötésének vázlata

A Microstick kártya és az USB-UART átalakító összekapcsolása előtt az USB-UART átlakítót önmagában is kipróbálhatjuk az úgynevezett hurok teszttel:
Megjegyzés: Mivel a Microstick kártya csak a programozó/hibavadász felől kap tápfeszültséget, a kártyát egy kábellel mindig csatlakoztatni kell, amikor használni akarjuk. A soros kommunikációhoz egy USB-UART átalakítót is csatlakoztatnunk kell a PC-hez, így a Microstick használata többnyire két USB csatlakozást igényel.

A mintaprogramok futtatása a Microstick kártyán

A PIC-kwik projekt példaprogramjai, amelyek a kibontott code_examples.zip állomány chap08 mappájától kezdődően futtathatók mikrovezérlőn (a korábbi fejezetek példaprogramjait csak szimulátorban futtassa!), a PIC-ador kártyához vannak beállítva. A projektek azonban minimális változtatással ugyanúgy futtathatók a Microstick kártyán is. A fő különbségek:
A példaprogramok projekt állományait (.mcp kiterjesztésű) duplakattintással nyissa meg! Nyissa meg pl. a 8. fejezet echo.mcp projektjét! Ez a mintaprogram eggyel megnövelve tükrözi vissza a beérkező karakterek kódját. Ha például az 'abc' karaktereket küldjük ki a PC-ről, akkor a 'bcd' üzenetet kapjuk válaszul.

1. Ellenőrizze, hogy az MPLAB IDE (integrált fejlesztői környezet) Configure/Select Device menüjében az ön által használt mikrovezérlő van kiválasztva!

5. ábra: A mikrovezérlő típusának beállítása az MPLAB IDE Configure/Select Device menüjében

2. Vegye ki a projektből az MSU bootloaderhez való linker állományt, hogy ne azt, hanem az alapértelmezett linker állományt használja a fordító! A projekt ablakban a .gld kiterjesztésű állomány nevére jobb gombbal kattintva a felbukkanó menűben válassza ki a Remove menüpontot.

3. Ellenőrizze a Project/Build Options/Project menüben az MPLAB C30 fülre kattintva, hogy nincs olyan makró definiálva, ami nem kompatibilis a Microstick kártyával (pl. a HARDWARE_PLATFORM makró vagy ne legyen definiálva (ebben az esetben a lib/include/pic24_libconfig.h állományban kell definiálni a HARDWARE_PLATFORM makrót MICROSTICK értékkel, vagy ha definiálva van, akkor MICROSTICK értékkel legyen megadva. Ugyanitt állíthatók be - szükség esetén - a DEFAULT_BAUDRATE, CLOCK_CONFIG, DEBOUNCE_DLY, SERIAL_EOL_DEFAULT stb. makrók is, amelyek az adott projektre vonatkozóan felülbírálják a pic24_libconfig.h fejléc állomány beállításait. Ha itt, a projekt opciók között nincsenek ezek a makrók definiálva, akkor az alapértelmezett, vagyis a pic_libconfig.h állományban megadott beállítások érvényesülnek.

4. Ha a programot normál módban akarja kipróbálni, akkor az MPLAB IDE főmenüjének legördülő listájában a Debug helyett a Release fordítási módot válassza ki, majd kattintson a Build ikonra, vagy válassza ki a Project/Build All menüpontot!

5. Sikeres fordítás esetén csatlakoztassa a Microstick kártyát (a programozó áramkör felőli végén!). Az MPLAB IDE menüjében válassza ki a Programmer/Select Programmer menüpontot, és kattintson a Starter Kits feliratra! (Ne keverje össze a "Starter Kit on Board" felirattal!)

6. ábra: A programozó készülék kiválasztása az MPLAB IDE menüjében

6. Csatlakoztassa a Microstick kártyát az USB-UART átalakítón keresztül is a számítógéphez, majd indítsa el a Bully Bootloader programot (bin/winbootldr.exe), válassza ki a tesztelésekor már felismertetett USB eszközhöz tartozó virtuális soros portot (pl. COM10), állítson be 57600 bit/s adatsebességet, s kattintson (tegyen pipát) az OpenCom felirat elé!

7. Az MPLAB IDE főmenüjéban kattintson a Programletöltés ikonra, vagy Programmer/Program menüpontra! Ha mindent jól csinált, akkor a programozó felismeri a kártyába épített mikrovezérlőt és elkezdődik a programletöltés, majd annak végeztével automatikusan elindul a program.


8. ábra: Az echo.c program futásának eredménye

Megjegyzés: Ha a programot hibavadász módban akarja futtatni, akkor fordítás előtt csatlakoztassa a Microstick kártyát, állítsa be a hibavadász eszközt (Debugger/Select Tool menüpont, Starter Kits eszköznév kiválasztása), a főmenüben most a Debug fordítási módot válassza ki, s indítsa el a fordítást a szokásos módon! Fordítás után a program letöltéséhez kattintson a Programletöltés ikonra, vagy Debugger/Program menüpontra!

Az új projektek létrehozásának lépéseit az "A kísérleti áramkör" c. fejezet ismerteti.