Programator emulator procesorów AT89Cx51.pdf

Programator − emulator procesorów AT89CX051

P R O J E K T Y

Programator − emulator

procesorów AT89CX051

AVT−872

Proponowany uk³ad jest

kolejnym narzÍdziem

przeznaczonym do wspÛ³pracy

z†rewelacyjnymi pakietami

BASCOM 8051 i†BASCOM

AVR, ktÛre zapewniaj¹ pe³ne

wykorzystanie moøliwoúci

oferowanych przez to

rewelacyjne oprogramowanie.

Prezentowa-

ny uk³ad jest kompilacj¹

dwÛch uk³adÛw opracowanych

przez firmÍ MCS Electronics: pro-

gramatora MCS Flashprogrammer

i†emulatora sprzÍtowego. Po³¹cze-

nie tych dwÛch uk³adÛw mia³o na

celu nie tylko ograniczenie miejsca

zajmowanego na stole przez dwa

osobne uk³ady.

ZarÛwno programator, jak

i†emulator MCS Electronics do³¹-

czane s¹ do portu rÛwnoleg³ego

komputera PC. Z†kolei BASCOM

8051 jest wyj¹tkowo wygodnym

úrodowiskiem programistycznym.

Aby zaprogramowaÊ procesor, wy-

starczy nacisn¹Ê jeden klawisz,

a†program automatycznie urucho-

mi kompilator, sprawdzi popra-

wnoúÊ sk³adni napisanego progra-

mu, skompiluje go i†zaprogramuje

procesor. Musimy jednak zdawaÊ

sobie sprawÍ z†pewnych ograni-

czeÒ prezentowanej konstrukcji:

1. Proponowany uk³ad moøe

pracowaÊ wy³¹cznie z†programami

BASCOM 8051 i†BASCOM 8051

Demo. Oczywiúcie, moøliwe jest

samodzielne napisanie obs³uguj¹-

cego go programu, ale takie dzia-

³anie nie mia³oby wiÍkszego sen-

su ekonomicznego. BASCOM 8051

Demo jest specjaln¹ edycj¹ BAS-

COM-a 8051 przeznaczon¹ dla

CzytelnikÛw Elektroniki Praktycz-

nej i†jako taki

dostÍpny jest dla

kaødego z†Was bez

wnoszenia jakichkolwiek op³at.

Ograniczenia dotycz¹ce d³ugoúci

kodu ürÛd³owego (do 2kB) nie

dotycz¹ plikÛw z†kodem binar-

nym lub HEX, wczytywanych bez-

poúrednio do programu obs³ugu-

j¹cego programator. Tak wiÍc opi-

sane w†tym artykule urz¹dzenie

moøemy takøe wykorzystywaÊ do

programowania procesorÛw plika-

mi skompilowanymi w†zupe³nie

innym úrodowisku.

2. Za pomoc¹ opisanego niøej

urz¹dzenia moøemy programowaÊ

wy³¹cznie procesory serii

89CX051, czyli 89C1051, 89C2051

i†89C4051.

3. Emulator pozwala na symu-

lacjÍ obecnoúci w†testowanym

uk³adzie wy³¹cznie procesorÛw ty-

pu AT89C1051, AT89C2051

i†AT89C4051.

4. Za pomoc¹ naszego emula-

tora moøemy sprawdziÊ dzia³anie

wiÍkszoúci funkcji wykonywanych

przez testowany program i†projek-

towane urz¹dzenie mikroproceso-

rowe. WiÍkszoúci, ale nie wszyst-

kich! Ograniczeniem jest szybkoúÊ

pracy emulatora, w†za³oøeniu

znacznie mniejsza od szybkoúci

pracy procesora.

Elektronika Praktyczna 5/2000

Programator − emulator procesorów AT89CX051

Rys. 1. Schemat elektryczny programatora.

5. Automatyczne prze³¹czanie ro-

dzajÛw pracy uk³adu nie bÍdzie

dzia³aÊ ze starszymi wersjami pro-

gramu BASCOM 8051 i†BASCOM-

em Lt (przewiedziano moøliwoúÊ

rÍcznego prze³¹czania rodzaju pracy).

Do czego s³uøy programator

procesorÛw nie trzeba chyba ni-

komu t³umaczyÊ. Jest to podsta-

wowe narzÍdzie kaødego konstruk-

tora zajmuj¹cego siÍ technik¹ mik-

roprocesorow¹ i†jako takie znane

jest kaødemu z†nas. Natomiast

emulator sprzÍtowy jest urz¹dze-

niem, ktÛre u³atwia pisanie i†tes-

towanie programÛw dla mikropro-

cesorÛw. W†wielu przypadkach

pozwala on na pe³ne przetestowa-

nie programu i†zaprojektowanego

uk³adu wy³¹cznie za pomoc¹ kom-

putera i†odpowiedniego oprogra-

mowania, bez koniecznoúci pro-

gramowania procesora.

dzenia umieszczona jest w†oprog-

ramowaniu komputerowym - pa-

kiecie BASCOM, a†my mamy do

czynienia jedynie z†prostymi uk³a-

dami wykonawczymi. Dane prze-

kazywana s¹ z†i†do komputera za

poúrednictwem portu rÛwnoleg³e-

go Centronics i†dalej kierowane

do programatora lub emulatora

sprzÍtowego. RolÍ prze³¹cznika

sygna³Ûw spe³nia scalony, trzyka-

na³owy multiplekser typu 4053.

GÛrna czÍúÊ schematu przed-

stawia uk³ad programatora. Wszys-

tkie potrzebne do zaprogramowa-

Opis dzia³ania uk³adu

Schemat elektryczny emulatora

- programatora pokazano na rys.

1 . Opisanie zasady dzia³ania uk³a-

du bÍdzie tym razem doúÊ trudne,

poniewaø ca³a ìinteligencjaî urz¹-

Elektronika Praktyczna 5/2000

Programator − emulator procesorów AT89CX051

nia procesora sygna³y przekazy-

wane s¹ z†wyjúÊ multipleksera do

wejúÊ procesora poprzez konwer-

tery I 2 C†- oúmiobitowa szyna da-

nych typu PCF8574. Uk³ad IC2

przekazuje kod programy na wej-

úcia danych procesora, a†IC3 trans-

mituje dodatkowe sygna³y steru-

j¹ce do wejúÊ P3.2..P3.5 oraz RST

i†XTAL1 programowanego uk³adu,

a†takøe sygna³y steruj¹ce progra-

mowanym regulatorem napiÍcia.

ZasadÍ dzia³ania programatora naj-

lepiej zrozumieÊ zapoznaj¹c siÍ

z†algorytmem programowania pro-

cesorÛw typu AT89CX051.

Po umieszczeniu procesora

przeznaczonego do zaprogramo-

wania w†podstawce programatora,

musz¹ zostaÊ wykonane nastÍpu-

j¹ce czynnoúci:

1. Wymuszenie stanu niskiego

na wejúciu RST na okres nie

krÛtszy niø 10ms.

2. Wymuszenie stanu wysokie-

go na wejúciach RST i†P3.2.

3. Ustawienie odpowiedniej

kombinacji stanÛw logicznych

w³aúciwych dla funkcji, ktÛra ma

zostaÊ wykonana na wejúciach

P3.3, P3.4, P3.5 i†P3.7. W†tabeli

poniøej zestawione zosta³y wszys-

tkie tryby pracy procesora pod-

czas programowania i†odpowiada-

j¹ce im stany logiczne na wej-

úciach portu P3 ( tab. 1 ).

1. Programowanie i†weryfikacja

zapisanych danych. Na wejúciach

portu P1 musi zostaÊ ustawiona

kombinacja logiczna odpowiadaj¹-

ca pierwszemu bajtowi wpisywa-

nego do pamiÍci programu (adres

000H).

2. Do³¹czenie do wejúcia RST

napiÍcia dok³adnie rÛwnego

+12VDC.

3. Podanie na wejúcie P3.2 krÛt-

kiego impulsu (od 1

6. Powtarzamy operacje opisa-

ne w†punktach 5†do 8†aø do za-

pisania ca³ej wykorzystywanej za-

wartoúci pamiÍci.

7. Opcjonalnie wpisujemy do

pamiÍci procesora bity zabezpie-

czaj¹ce.

8. Ustawiamy stan niski na

wejúciu XTAL.

9. Ustawiamy stan niski na

wejúciu RST.

W†uk³adzie programatora wy-

jaúnienia moøe wymagaÊ jeszcze

sprawa obwodu z†tranzystorami

T1..T3. Ten fragment uk³adu nie

jest niczym innym jak programo-

wanym stabilizatorem, dostarcza-

j¹cym napiÍÊ potrzebnych do ste-

rowania wejúciem RST programo-

wanego procesora. NapiÍcia prze-

³¹czane s¹ stanem na linii 5/12

wyprowadzonej z†wyjúcia 12 IC3.

Stan wysoki na tym wyjúciu po-

woduje dostarczenie do wejúcia

RST procesora napiÍcia rÛwnego

5V, a†stan niski pozwala na pro-

gramowanie procesora poprzez

wymuszenie na wejúciu RST na-

piÍcia +12V. Natomiast wyst¹pie-

nie na wyjúciu OFF (11 IC3) stanu

wysokiego powoduje wyzerowanie

procesora (oczywiúcie nie jego

pamiÍci programu!).

Dioda LED s³uøy jedynie do

wizualnej kontroli pracy progra-

matora, w³¹czaj¹c siÍ podczas kaø-

dej wykonywanej przez uk³ad ope-

racji.

Fragment uk³adu, realizuj¹cy

funkcjÍ emulatora sprzÍtowego, jest

znacznie prostszy od programato-

ra. Do transferu danych wykorzys-

tane zosta³y kolejne dwa dwukie-

runkowe konwertery I 2 C†- 8-bitowa

szyna danych typu PCF8574. Emu-

lator obs³uguje wszystkie wypro-

wadzenia procesora z†wyj¹tkiem

wejúÊ oscylatora kwarcowego i†wej-

úcia RESET. Waøne jest, øe wy-

prowadzenia te nie s¹ nigdzie

pod³¹czone i†øe podczas pracy

z†emulatorem nie musimy wyluto-

wywaÊ z†uk³adu kwarcu ani teø

zmieniaÊ niczego w†obwodzie re-

setowania procesora.

Wyjaúnienia wymaga jeszcze

sposÛb prze³¹czania trybu pracy

naszego uk³adu. Przy pracy z†now-

szymi wersjami programu BAS-

COM 8051, a†takøe z†pakietem

BASCOM 8051 Demo (wersja dla

Elektroniki Praktycznej), prze³¹-

czanie dokonuje siÍ ca³kowicie

automatycznie. Przy stanie niskim

na wyjúciu D0 szyny danych

interfejsu Centronics uaktywniony

zostaje emulator sprzÍtowy. Pod-

czas programowania procesorÛw

nowsze wersje programu BAS-

COM wysy³aj¹ na wyjúcie D0

szyny danych stan wysoki, ktÛry

powoduje automatyczne przejúcie

uk³adu w†tryb pracy programato-

ra. Jeøeli dysponujemy starsz¹

wersj¹ BASCOM-a lub BASCOM-

em Lt, to zmiana trybu pracy

musi odbywaÊ siÍ rÍcznie, za

pomoc¹ prze³¹cznika S3 (przy

ustawieniu jumpera S2 w†pozycji

ìMAN.î).

ujemnego powoduj¹cego zapisanie

bajtu w†pamiÍci.

4. Aby zweryfikowaÊ zapisane

dane (bajt), naleøy obniøyÊ napiÍ-

cie na wejúciu RST do poziomu

logicznej jedynki, ustawiÊ odpo-

wiedni¹ kombinacjÍ logiczn¹ (od-

czyt danych) na wejúciach portu

P3 i†dokonaÊ odczytu danych

z†wyjúÊ portu P1.

5. Po sprawdzeniu poprawnoú-

ci zapisu bajtu zwiÍkszamy war-

toúÊ wewnÍtrznego licznika pa-

miÍci programu o†ì1î przez po-

danie pojedynczego impulsu do-

datniego na wejúcie XTAL1.

Montaø i†uruchomienie

Na rys. 2 pokazano mozaikÍ

úcieøek p³ytki drukowanej wyko-

nanej na laminacie dwustronnym

z†metalizacj¹ oraz rozmieszczenie

na niej elementÛw.

Jeszcze przed rozpoczÍciem

montaøu powinniúmy chwilÍ siÍ

zastanowiÊ i†powzi¹Ê waøn¹ de-

cyzjÍ. Pomyúlmy, jakie s¹ nasze

zamiary na przysz³oúÊ i†czy mamy

zamiar opracowywaÊ wiele uk³a-

dÛw wykorzystuj¹cych procesory

89CX051? W†zasadzie kaødy pro-

gramator, do ktÛrego z†za³oøenia

czÍsto wk³adamy i†wyjmujemy

programowane uk³ady powinien

byÊ wyposaøony w†podstawkÍ ty-

pu ZIF (Zero Inserting Force -

wk³adanie uk³adÛw bez stosowa-

nia si³y), umoøliwiaj¹c¹ ³atw¹ wy-

mianÍ programowanych uk³adÛw.

Jednak koszt takiej podstawki

przekroczy z†pewnoúci¹ koszt

wszystkich pozosta³ych elemen-

Tab. 1.

Funkcja

RST

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.7

Zapis danych

12V

IMP*)

Odczyt danych

Zabezpieczenie − bit 1 12V

IMP

Zabezpieczenie − bit 2 12V

IMP

Kasowanie

12V

IMP

Odczyt sygnatury

*) IMP− ujemny impuls 1 ms (kasowanie 10 ms)

Elektronika Praktyczna 5/2000

s do 110

Programator − emulator procesorów AT89CX051

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

RP1, RP2: R−PACK 10k

R1, R2, R3: 3,3k

Ω

R5: 100

Ω

Kondensatory

C1: 470

F/25V

C2, C4: 100nF

C3: 100

F/10V

Półprzewodniki

D1: dioda LED czerwona

D2: dioda Zenera 5,6V

D3: dioda Zenera 12V

D4: 1N4148

IC1, IC5: 74LS05

IC2, IC3, IC6, IC7: PCF8574

IC4: 7805

IC8: 4053

T1, T2, T3: BC548

Różne

CON1: ARK2 (3,5mm)

CON2: złącze CENTRONICS 36pin

lutowane w płytkę

CON3: podstawka 20 pin

precyzyjna lub podstawka ZIF−20,

ewentualnie ZIF−28

CON4: wtyk emulacyjny 20 pinów,

goldpin 2x10, wtyk zaciskany na

kablu, kabel taśmowy 20−żyłowy

ok. 60 cm

S1: włącznik

S2, S2: 3xgoldpin + jumper

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

tÛw potrzebnych do budowy pro-

gramatora!

Warto poruszyÊ sprawÍ zasila-

nia zmontowanego uk³adu. Z†uwa-

gi na stosowane w†urz¹dzeniu sta-

bilizatory napiÍcia, musimy zasilaÊ

go napiÍciem sta³ym z†przedzia³u

14..16VDC. NapiÍcie wiÍksze moøe

spowodowaÊ uszkodzenie lub wad-

liwe dzia³anie stabilizatora IC4,

a†mniejsze moøe doprowadziÊ do

obniøenia napiÍcia na wejúciu RST

procesora poniøej 12V. Natomiast

podczas pracy uk³adu w†trybie

emulatora sprzÍtowego wymagania

w stosunku do napiÍcia zasilaj¹-

cego s¹ mniej krytyczne i†jego

wartoúÊ moøe mieúciÊ siÍ w†gra-

nicach 7,5..16VDC lub emulator

moøe byÊ zasilany z†testowanego

uk³adu.

Dla niecierpliwych chcia³bym

jedynie podaÊ kilka wskazÛwek,

ktÛre mog¹ pomÛc w†unikniÍciu

k³opotÛw i†nieprawid³owego dzia-

³ania wykonanego uk³adu. Pod-

czas konfigurowania BASCOM-a

musimy w†okienku OPTIONS -

PROGRAMMER ustawiÊ dwa, bar-

dzo waøne parametry ( rys. 3 ):

1. Wybieramy typ programato-

ra ìMCS Flashprogrammerî.

2. OpÛünienie portu (PORT

DELAY) musi zostaÊ ustawione

odpowiednio do szybkoúci pracy

procesora uøywanego komputera.

Dla PENTIUM 75MHz wartoúÊ ta

powinna wynosiÊ 0, dla PEN-

TIUM 133MHz - 20 i†odpowied-

nio wiÍcej dla szybszych proce-

sorÛw. OpÛünienie portu moøna

teø ustaliÊ doúwiadczalnie.

3. W†polu wyboru obok okien-

ka z†adresem portu CENTRONICS

(zwykle 378) musimy zaznaczyÊ,

jaki typ uk³adÛw PCF8574 zosta³

zastosowany w†naszym uk³adzie.

Takøe w†okienku dialogowym

OPTIONS - HARDWARE SIMULA-

TOR ( rys. 4 ) musimy zaznaczyÊ

typ emulatora sprzÍtowego. BÍdzie

to ìMCS port 1 and 3 simulatorî,

a†o†drugim emulatorze - ìElektro-

nika Praktyczna simulatorî pomÛ-

wimy w†najbliøszym czasie.

Zbigniew Raabe, AVT

zbigniew.raabe@ep.com.pl

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

pcb.html oraz na p³ycie CD-EP05/

2000 w katalogu PCB .

Rys. 3. Okno konfiguracji parametrów programatora. Rys. 4. Okno wyboru symulatora sprzętowego.

Elektronika Praktyczna 5/2000

R4: 2k

R6: 470

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: