Здравствуй, ARM. Запуск "на коленке" - Страница 2

alexgap · 03.11.2009, 03:18

Все эмбедеры знают что такое стабилизатор 7805 или КРЕН5. Это интегральный стабилизатор напряжения 5 В, часто используемый для питания микропроцессорных схем.

Как было отмечено выше, наш контроллер требует питания 3.3 В. Кроме того, питание не должно выходить за пределы, регламентируемые даташитом на контроллер. Для LPC2368 питание не может быть меньше 3.0 В или больше 3.6 В. В первом случае он попросту не будет устойчиво работать, в последнем — может выйти из строя.

Посколько многие знают как "получить" 5 В, но не знают наверняка как получить 3.3 В так же просто и легко, я хочу рассмотреть несколько возможных способов.

Первый способ — это использовать универсальный интегральный стабилизатор, например, LM317. Выходное напряжение такого стабилизатора обычно задается резисторным делителем. К сожалению, этот подход не рекомендуется к использованию, так как он обладает недостатками:

Нужны резисторы повышенной точности в делителе из-за достаточно высоких требований к стабильности выходного напряжения. Для запуска "на коленке" этим можно пренебречь
Имеются большие потери напряжения в стабилизаторе. Это означает, что не получится запитать стабилизатор на 3.3 В от 5-ти вольтового источника, так как слишком мала разница между входным и выходным напряжением. Стабилизатор просто не войдет в режим и на выходе будет заниженное и плавающее напряжение, что сделает невозможной надежную работу контроллера

Второй способ — это применять интегральные стабилизаторы с фиксированным выходным напряжением 3.3 В и с низкими потерями напряжения (Low Dropout или сокращенно LDO). Такими стабилизаторами являются, например, микросхемы LM1117-3.3 и LD1085V33. Также имеется множество других моделей, разной мощности и размеров. Они лишены перечисленных выше недостатков и рекомендуются к использованию как в отладочных так и в готовых изделиях.

Третий способ — собрать что-нибудь "на рассыпухе". Как правило, это для любителей потратить свое время, но если вы один из них, я не буду вас останавливать.

Я собираюсь получать питание от USB-порта компьютера, которое, как известно, приблизительно составляет 5 В. В качестве 3.3-вольтового стабилизатора для контроллера будет использоваться чип LM1117-3.3, показанный ниже.

На сегодня все, в следующей серии отчетов я подробно расскажу о создании маленькой макетной платы для нашей схемы.

rear · 03.11.2009, 10:20

dosikus, все в архиве
см. также здесь https://kazus.ru/forums/showpost.php...0&postcount=44
и здесь http://www.hjtag.com/forum/viewthrea...0&extra=page=1

alexgap · 04.11.2009, 04:18

На улице выпал первый снег — самое время занятся макетной платой.

Я буду использовать вот такую плату. Платы, подобные моей, продаются и очень удобны для макетирования или для изготовления небольшого заказного устройства в единичном экземпляре.

alexgap · 04.11.2009, 04:59

Первое, что нужно сделать — это припаять переходник с микроконтроллером на плату. Микроконтроллер лучше всего разместить по центру платы, так как это даст возможность свободно располагать дополнительные части схемы на плате в будущем.

Переходник с установленным контроллером крепится с помощью "штырьков", которые показаны на фото ниже. Такие двухрядные штырьки называются PLD-80G. В конструкции штырьков имеется пластмассовая платформа, которая не дает им "рассыпаться" до запайки.

Как видно из фото, штырьки условно имеют "верхнюю" и "нижнюю" части. Верхняя это та, которая находится над пластмассовой платформой и длинее, а нижняя находится под платформой и короче. Тут у новичков может возникнуть резонный вопрос: какую часть нужно запаивать в плату, а какую — в плату-переходник с микроконтроллером? Я советую запаивать нижнюю более короткую часть в макетную плату, а верхнюю более длинную — в переходник. Это даст возможность потом безболезненно подключать измерительные приборы и внешние отводы прямо "сверху" платы переходника с помощью гнезд серии IDC без пайки.

Если у вас под рукой нет таких штырьков, то можно все сделать и на коротких кусочках проволоки, но это значительно поднимет трудоемкость процесса.

Мне опять нужно поработать руками и выполнить работу по запайке. На сегодня все, а в следующих отчетах я похвастаюсь запаянным в "макетку" переходником и расскажу про способы заливки прошивки в мой микроконтроллер LPC2368.

alexgap · 05.11.2009, 05:03

Переходник с микроконтроллером был удачно запаян в макетную плату. Распаивая, много раз ловил себя на мысли о том, что мой паяльник защищен от электростатического разряда и это очень хорошо. Особенно часто такая мысль посещает когда одной рукой держишься за один ряд "ножек" контроллера при этом распаивая другой ряд.

Хочу особенно отметить, чтобы штатная защита от электростатики работала, паяльная станция должна подключаться к розетке с заземлением.

Пришло самое время подумать о том, что делать дальше. Мы уже почти вплотную приблизились к запуску контроллера и сейчас необходимо выбрать способ, с помощью которого микроконтроллер будет программироваться.

Для микроконтроллеров LPC2XXX существует несколько способов "прошивания". Я перечислю основные их них:

JTAG отладчик и программатор. Это, пожалуй, самый распространенный способ работы с ARM-процессорами. К микроконтроллеру через 20-ти штыркевый разьем IDC-20 подключается JTAG адаптер, позволяющий программировать контроллер и отлаживать программы с компьютера разработчика. Существует множество разновидностей JTAG отладчиков/программаторов, но сейчас мы на них не будем останавливаться
Встроенный загрузчик (bootloader). Это специальная маленькая программа в микроконтроллере, позволяющая передавать программу ("прошивку") с компьютера разрабочика по какому-либо каналу связи в микроконтроллер. LPC2XXX контроллеры программируются стандартным встроенным загрузчиком прямо на заводе-изготовителе микроконтроллера, и этот загрузчик позволяет "заливать" прошивку через обычный последовательный COM-порт (он же RS-232, он же USART). Для этого может использоваться программа Flash Magic. Имеется также слегка устаревшая утилита от Philips, ее вид в запущенном режиме показан на картинке внизу
Самодельный загрузчик. Это тот же "bootloader", только не заводской, а специализированный, сделанный под конкретную задачу. Например, можно "залить" свой загрузчик, который при подключении контроллера к компьютеру по USB будет имитировать съемный диск, а новая прошивка будет отсылается просто перетягиванием файла в корень этого диска. Можно залить любой другой загрузчик, лишь бы хватило фантазии и места в памяти контроллера

В своих начальных экспериментах я буду использовать встроенный загрузчик. Прежде всего потому, что этот способ не требует покупки недешевого JTAG-отладчика, поэтому идеально подходит для начинающих.

Встроенный загрузчик требует некоторой поддержки в нашем "железе", и об этом я расскажу в следующем отчете.

Snacker · 05.11.2009, 10:01

alexgap, Flash Utility, которая на рисунке, камень 2368 не поддерживает, только старье, поэтому только Flash Magic.

dimmich, применять их можно где угодно. В той же самой автомобильной технике (есть CAN на борту), в местах где есть сетка, а комп ставить дорого (есть ethernet), для работы с каким-нить TFT экранчиком. LPC2468, например, один знакомый использовал для вывода видео на 10" экран. Да и подумайте, ничего на месте не стоит, все меняется, раньше то, что вы делали на пиках было актуально, а теперь нужно нечто большее.

alexgap · 05.11.2009, 14:38

Для поддержки встроенного загрузчика нужно учесть два фактора.

Прежде всего, нужно обеспечить связь контроллера с COM-портом компьютера. Для этой цели могут использоваться, например, микросхемы MAX3232, PL-2303, FT232. Поскольку я планирую "подвязать" макетную плату на USB порт, то я буду использовать чип FT232RL, который является преобразователем USB ‹-› USART. Со стороны компьютера все выглядит как обычный COM-порт, со стороны контроллера — тоже. Единственное отличие — вместо "COM-шнурка" используется USB кабель.

Также необходимо сделать возможность сброса и входа в режим программирования контроллера, испольуя DTR и RTS сигналы COM-порта. Это требует некоторого пояснения.

Как известно, контроллер может находится в одном из двух состояний — он может либо выполнять код загрузчика, либо выполнять код вашей прошивки. Нюанс состоит в том, что если контроллер начал выполнять код вашей прошивки, то вернуть его к состоянию выполнения загрузчика не так уж и просто. Если его не возвращать в загрузчик, то он не будет отвечать на запросы программирования, и следовательно, мы не сможем его программировать и менять прошивку в нем.

Поэтому, кроме стандартных Rx и Tx сигналов, LPC2XXX контроллеры требуют поддержки сброса по сигналу DTR и входа в загрузчик по сигналу RTS. Это обеспечивает надежность входа в режим программирования.

Где-бы не повисла ваша прошивка, программа-программатор всегда может "дернуть" DTR, и контроллер сбросится. Сигнал RTS также управляется программой-программатором, и обычно подается вместе с сигналом DTR, говоря контроллеру: "ты там сбрасывайся (DTR), и попутно входи в загрузчик (RTS), я хочу тебя попрограммировать".

Некоторая информация по этой теме есть в AN10302 от производителя. На картинке внизу показан пример схемы из этого документа для поддержки DTR/RTS сигналов.

В следующем отчете я расскажу с чем едят микросхему FT232RL и об ее интеграции в нашу "макетку".

alexgap · 05.11.2009, 15:26

Сообщение от dimmich

Мне очень интересно изучение нового, развитие, интересны возможности ARM. Но где такие вещи применить - не знаю. Обычно мне хватает PIC.

Если хватает, то ничего плохого в этом нет.
Вся сладость ARM'a не только в его быстродействии, а пожалуй больше в перефирии, которая есть на борту. Для LPC2XXX она часто превосходит AVR и PIC вместе взятые. И иногда бывает выгоднее в продукте использовать один корпус LPC2XXX вместо связки AVR + DS1307 + FT232, просто по деньгам.

alexgap · 06.11.2009, 03:49

Пришло время обсмаковать FT232.

FT232 — это широкораспространенный чип, который выполняет роль моста между USB портом компьютера и USART портом микроконтроллера. На компьютере этот мост виден как обычный COM порт.

У меня FT232 будет использоваться в составе готового мини-модуля, имеющего размеры как у корпуса DIP-24. Этот модуль называется UM232R и был изначально разработан фирмой FTDI (фото внизу). Даташит на модуль доступен здесь. В своем магазине я также нашел печатную плату для самостоятельного изготовления такого модуля, но мне это показалось лишней работой и я купил уже собранный.

Существует много подобных модулей для макетирования, с некоторыми из них можно ознакомиться на странице фирмы FTDI.

Свой модуль UM232R я не буду жестко запаивать в макетную плату, а установлю его в разъем, сделанный из двух полосок типа PBS-40 (см. фото), по 12 ножек в каждой. Отмерить и отделить нужное количество ножек можно с помощью кусачек.

После запайки "разьема", модуль UM232R можно свободно вставлять и вынимать. Это дает возможность использовать один и тот же модуль и в других макетных платах, по мере необходимости. Т.е. покупка модуля становится единоразовым капиталовложением.

В следующем отчете я подробно расскажу о схеме "интерфейсной" части макетной платы, в которую входит расмотренный выше модуль UM232R и источник питания +3.3 В на микросхеме LM1117-3.3, после чего можно будет заняться "вдыханием жизни" в плату.

dimmich · 06.11.2009, 15:25

Если конструировать схему для автомобильных приложений, то можно напороться на подводные камни с применением "шнурков от сотовых". Они обычно собраны на микросхемках более дешевых чем микросхемки фирмы FTDI, а именно на CPxxxx и PLxxxx (встречал CP2101 и PL2303). Только микросхемы FTDI могут после каких-то танцев с бубном работать на нестандартных скоростях обмена при эмуляции COM порта. А среди автомобильных диагностических программ, а также в интерфейсах автомобилей часто применяются нестандартные скорости обмена. Конечно, если связи USB-контроллер и контроллер-автомобиль имеют разные скорости, то скорости эти можно откорректировать внутренними настройками в контроллере. Просто думаю надо знать о скоростных особенностях микросхем преобразователей USB-COM.