USB программатор-отладчик для микроконтроллеров C8051

Автор: Сергей Безруков aka Ser60
Опубликовано 09.11.2011
Создано при помощи КотоРед.

Вы уже использовали микроконтроллеры семейства C8051фирмы Silicon Laboratories в своих проектах? Если еще нет – очень советую, не пожалеете. Работа с микроконтроллером, как известно, начинается с приобретения или изготовления программатора для них. Программатор подключается к компьютеру через один из интерфейсов: параллельный, последовательный, или USB. Из этих трех лишь последний имеется в большинстве современных компьютеров поэтому ориентироваться в изготовлении программатора следует имено на него.

Оставив в стороне вопрос самостоятельного изготовления программаторов, которое под силу не каждому, рассмотрим промышленные устройства. Фирма Silicon Laboratories предлагает для поддержки своих микроконтроллеров универсальный USB программатор-отладчик [1] по цене около 35 USD. Для некоторых радиолюбителей эта цена может быть препятствием. В качестве более дешевого варианта можно рассмотреть приобретение инструмента ToolStick Base Adapter [2] по цене около 18 USD (Базовый адаптер) и дополнить его отладочным адаптером ToolStick Debug Adapter [3] стоимостью около 9 USD. При этом в обоих случаях получите полноценный программатор-отладчик, поддерживающий интерфейсы JTAG и C2.

Предлагаемый вниманию программатор является простой доработкой еще более дешевого устройства ToolStick Evaluation Kit [4] (далее ЕК) стоимостью около 11 USD. Этот ЕК разработан фирмой для первоначального ознакомления с микроконтроллерами семейства C8051 и предназначен для программирования только установленного на плате ЕК микроконтроллера C8051F300. Однако, как показали эксперименты, имеющийся на той-же плате программатор является универсяльным и если вывести с платы соответствующие выводы наружу, то можно будет программировать любые микроконтроллеры семейства C8051 через интерфейс C2. Полученный программатор будет соизмерим по стоимости с ценой деталей для его изготовления.

Переделка внутри ЕК минимальна. С помощью острого ножа открывают пластиковый корпус, стараясь не повредить втулки скрепляющие половинки корпуса, и извлекают из него плату. На верхней стороне платы следует установить защитную диодную сборку (например, модель SP0502BAJTG в корпусе SC70), показанную в левом красном кружке, и разорвать 2 печатные дорожки, показанные в правом кружке. Диоды предохраняют микроконтроллер программатора от статического электричества. Такие-же диоды стоят на выходе полноценных USB программаторов фирмы Silicon Labs.

На нижней стороне платы следует разорвать печатную дорожку показанную в кружке, по которой напряжение 3.3В подводится к программируемому микроконтроллеру на плате. Таким образом, этот микроконтроллер окажется обесточенным и отрезанным от программатора, следовательно не будет влиять на процесс программирования других устройств.

Выводы от перерезанных дорожек (C2D, C2CK, +3.3V) а также обший провод платы нужно бует вывести наружу для программирования внешних микроконтроллеров. Подпаянные провода к плате следует приклеить к ней для предохранения печатных дорожек от отслаивания. Я использовал для этого эпоксидный клей. Длина кабеля между программатором и программируемым устройством в моем случае около 20 см. В задней части пластикового корпуса программатора следует надфилем проточить паз для выходного кабеля.

Внешнюю схему можно питать от программатора при условии, что она потребляет ток не более 80 мА. На другом конце кабеля я установил адаптер для внутрисхемного программирования и отладки микроконтроллера на плате. Вилка разъема имеет шаг 1.27 мм. Выключателем можно отключать питание программируемого устройства от программатора. Это удобно, например, если устройство потребляет ток более 80 мА.

Программатор распознается любым IDE, поддерживаемым штатные USB программаторы фирмы Silicon Labs, например, Silicon Labs IDE. IDE воспримет этот программатор как USB Debug Adaptor и позволит как программировать им микроконтроллеры, так и производить внутрисхемную отладку программ.

Важно отметить, что для нормальной работы программатора следует устанавливать подтягивающий резистор сопротивлением 1Ком между выводами RST и VDD программируемого микроконтроллера (после программирования резистор можно оставить). Программатор успешно использовался для программирования следующих микроконтроллеров семейства C8051: F301, F330, F361, F381, F412, F521, F920, F98x, F99x ("х" означает разные модели). Пока единственный МК, который не распознался этим программатором - это C8051F814.

Литература

1. USB Debug Adapter https://mcs.uwsuper.edu/sb/381/Resources/Silabs/USB_Debug_Adapter_UG-1.pdf
2. ToolStick Base Adapter https://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/ToolStick_BaseAdapter_UG.pdf
3. 3. ToolStick Debug Adapter https://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/ToolStick_Debug_Adapter_UG.pdf
4. ToolStick Evaluation Kit https://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/ToolStick-EK.pdf

Все вопросы в Форум.