《電子技術(shù)應(yīng)用》
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采用MAXQ2000 USB “拇指”評估套件進(jìn)行設(shè)計

2009-01-14
作者:美信公司

引言

??? MAXQ2000 USB Thumb評估套件是評估MAXQ2000 RISC微控制器方便可靠的平臺。評估(EV)套件電路板采用了具有USB接口的“拇指”外形封裝(圖1)。通過計算機(jī)上安裝的MAX-IDE匯編語言集成開發(fā)環(huán)境,可以在該評估套件電路板上開發(fā)并調(diào)試應(yīng)用程序。套件中包含的USB閃存驅(qū)動盤提供MAX-IDE程序,也可以從Maxim網(wǎng)站下載該程序。

圖1. MAXQ2000 USB評估電路板


圖1. MAXQ2000 USB評估電路板



??? MAXQ2000 USB電路板包括一個DS18B20溫度傳感器;一個4位7段液晶顯示屏(LCD);一個用于MAXQ2000內(nèi)部實時時鐘(RTC)的32kHz晶振以及一個原型插頭,通過它訪問處理器的一些通用I/O引腳。

??? 評估套件在發(fā)售時提供電路板和USB閃存驅(qū)動盤,它包括軟件、原理圖、數(shù)據(jù)資料以及其他有用文檔。

軟件設(shè)置

??? 在使用MAXQ2000 USB評估套件之前,您的PC必須先安裝幾個軟件包。下面幾節(jié)解釋了每個軟件包的安裝和設(shè)置。

安裝USB至串口驅(qū)動

??? PC要和MAXQ2000 USB電路板正確連接,必須為板上USB至串口轉(zhuǎn)換器安裝合適的驅(qū)動。下面的說明詳細(xì)介紹了怎樣安裝Windows? XP驅(qū)動。如果還需要深入了解在Windows 2000或者Windows 98上安裝FTDI驅(qū)動,請參考安裝指南

安裝虛擬COM端口(VCP) FTDI驅(qū)動

??? 安裝這些驅(qū)動時,請按照以下步驟進(jìn)行:
  • 把提供的USB閃存驅(qū)動盤插入到計算機(jī)的主動USB連接器中。根據(jù)您的操作系統(tǒng)及其設(shè)置,閃存中的自動運(yùn)行功能使程序自動運(yùn)行。如果程序沒有自動啟動,打開瀏覽器,雙擊根目錄下的Setup.exe文件。這將產(chǎn)生MAXQ2000評估套件主菜單,如圖2所示。
  • 單擊屏幕右側(cè)的USB Serial Drivers按鈕。這會打開另一個窗口,您將看到安裝進(jìn)程。安裝完成后,將出現(xiàn)確認(rèn)消息。

    圖2. MAXQ2000評估套件主菜單


    圖2. MAXQ2000評估套件主菜單

  • 現(xiàn)在,連接MAXQ2000 USB電路板和您PC的主動USB端口。雖然不是必須的,建議最好不要使用USB閃存驅(qū)動盤目前連接的端口,而使用其他端口,這樣可以訪問所有USB設(shè)備,而不必來回切換。將出現(xiàn)“Found New Hardware”消息。稍后,您將看到消息“Your hardware is installed and ready to use”。

確定虛擬COM端口

??? 必須配置MAX-IDE程序和開發(fā)工具,使其能夠適應(yīng)MAXQ2000 USB Thumb評估套件提供的虛擬COM端口(VCP)接口。首先,您必須確定操作系統(tǒng)為USB串口分配了哪一COM端口。對此,單擊Start Control Panel,選擇System Hardware Device Manager。查看Ports (COM & LPT)部分,確定分配給VCP的COM端口號(圖3)。

圖3. 設(shè)備管理器中的USB串口COM位置


圖3. 設(shè)備管理器中的USB串口COM位置



??? 在這個例子中,USB串口被分配給COM4。當(dāng)?shù)谝淮螁覯AX-IDE (或者其他程序與MAXQ2000評估套件開始通信)時,必須配置IDE使用該COM口。下面詳細(xì)介紹這一配置過程?,F(xiàn)在,記住COM端口分配即可,以便后面進(jìn)行配置。

安裝MAX-IDE

??? MAX-IDE程序是MAXQ?微控制器全功能應(yīng)用開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。它適用于所有MAXQ評估套件,具有以下特性:
  • 為MAXQ匯編應(yīng)用程序提供的基于工程的開發(fā)環(huán)境。
  • 集成MAXQ宏匯編器,包括適用于所有MAXQ微控制器的標(biāo)準(zhǔn)頭文件。
  • 使用JTAG/TAP接口和ROM裝入程序(面向帶有閃存或者EEPROM程序存儲器的MAXQ微控制器)在電路裝入應(yīng)用程序。
  • 在電路調(diào)試功能,包括設(shè)置斷點(diǎn),程序單步執(zhí)行,查看和修改存儲器/寄存器內(nèi)容等。
??? 與USB驅(qū)動相似,使用MAXQ2000評估套件USB閃存驅(qū)動盤,安裝MAX-IDE程序。
  • 和前面一樣,確定USB閃存驅(qū)動盤插入到主動USB端口,雙擊根目錄中的Setup.exe文件。從主菜單中,單擊Programming Tools按鈕,從該菜單中,單擊MAX-IDE按鈕。這將啟動MAX-IDE Setup Wizard,開始安裝程序。在安裝中,向?qū)У哪J(rèn)安裝路徑是C:Program FilesMAX-IDE,但是,您可以通過單擊Browse按鈕,選擇其他安裝目錄。在這一選項以及其他選項中,建議選擇默認(rèn)。安裝完成后,可以從Start菜單:Start All Programs MAX-IDE MAX-IDE,啟動MAX-IDE。
??? 使用上面分配的串口配置MAX-IDE時,啟動程序,選擇Device Options。從下拉選項中選擇您的COM口,如圖4所示。如果沒有列出該COM口,只要輸入數(shù)值即可,例如,COM4。在此,也恰好檢查Device Configuration File和Desired JTAG Clock Frequency (kHz);如果還沒有配置,按圖中所示對其進(jìn)行設(shè)置。

圖4. 配置MAX-IDE選項


圖4. 配置MAX-IDE選項

例程

??? USB閃存驅(qū)動盤的文件夾“examples”中提供了幾個MAXQ2000應(yīng)用程序。程序之一以MAXQ匯編語言編寫,位于子目錄MAXQ2000 USB KITMAX-IDETemperature中。該應(yīng)用程序使用DS18B20數(shù)字溫度計測量環(huán)境溫度。測得的溫度在電路板LCD上以華氏溫度和攝氏溫度交替顯示。這一溫度應(yīng)用程序用于展示套件的功能。

??? 裝入并執(zhí)行這一實例時,應(yīng)將文件復(fù)制到PC的工作目錄中。從MAXQ2000評估套件硬盤主菜單中,單擊Programming Tools按鈕,然后單擊Example Code按鈕,完成這一操作。這將啟動安裝向?qū)?可能會需要一段時間),您將被詢問把這些文件復(fù)制到PC的哪一目錄。在這個例子中,文件被復(fù)制到目錄C:MAXQ2000USBKITExample Code中,但也可以是您選擇的任意位置。

硬件設(shè)置

??? MAXQ2000 USB評估套件硬件非常簡捷;它沒有跳接器或者其他硬件配置設(shè)置。所包含的USB閃存驅(qū)動盤中提供了評估套件電路板原理圖(Documentation按鈕)。查看該原理圖,您會了解到電路板上只有很少的元件。

??? 電路板包括三個指示LED:D1、D2和D3。LED D1發(fā)綠色光,是電源指示器。從USB端口為電路板供電時,該指示器點(diǎn)亮。LED D3發(fā)紅色光,USB端口上有通信時,它被點(diǎn)亮。LED D2發(fā)綠色光,通過一個限流電阻,連接端口引腳P3.7和電路板的3.3V電源。軟件設(shè)置該端口引腳為邏輯零,點(diǎn)亮LED D2。

??? 通過USB連接器為電路板提供所有的電源。USB至串口芯片(FT232R)將5V輸入電源穩(wěn)壓至3.3V,以便電路板上的其他電路使用。單獨(dú)的低泄漏穩(wěn)壓器U3為MAXQ2000微控制器U1和U5提供專用2.5V電源。微控制器U1是專用控制器,完成串口至JTAG轉(zhuǎn)換。微控制器U5是通用器件;用戶應(yīng)用程序代碼裝入該器件,并執(zhí)行。所有微控制器都采用FT232R器件提供的12MHz時鐘來工作。要使用該時鐘,套件上的USB連接器必須連接至已上電(未被掛起)的USB主機(jī)。

裝載可執(zhí)行文件

??? 有幾種方法可以完成MAXQ2000評估套件電路板可執(zhí)行程序文件裝入和運(yùn)行。例如,可以使用USB閃存驅(qū)動盤提供的微控制器工具套件(MTK)裝入.HEX格式文件,也可以從Maxim網(wǎng)站下載。對于本應(yīng)用筆記,我們將使用MAX-IDE把程序裝入到套件電路板上。裝入溫度實例時,請按照以下步驟進(jìn)行:
  • 如果還沒有連接,將評估套件插入到PC打開的USB插槽中。電源LED D1將被點(diǎn)亮。LED D3會閃爍幾次,然后,停止,指示USB總線上出現(xiàn)突發(fā)。
  • 如果MAX-IDE程序還沒有運(yùn)行,選擇Start All Programs MAX-IDE MAX-IDE啟動它。也可以找到MAX-IDE圖標(biāo),單擊它。
  • 如果還沒有完成這些工作,按照上面安裝MAX-IDE的介紹來設(shè)置Device Options。
  • 現(xiàn)在,選擇Project Open Project,找到匯編語言溫度實例所在的目錄(例如,C:MAXQ2000USBKITMAX-IDETemperature)。選擇2000test.prj文件,單擊OPEN。
????MAX-IDE將打開工程,把匯編語言源文件(2000test.asm)裝入到顯示窗口中(圖5)。打開工程,MAX-IDE會與評估套件建立通信,屏幕底部的消息對此進(jìn)行了確認(rèn)。然而,在程序執(zhí)行前,MAX-IDE并沒有被實際裝入到套件中。確定在打開工程之前,電路板已經(jīng)插入到主動USB端口中。否則,在程序確定無法與套件進(jìn)行通信之前,您不得不等待相對較長的超時時間。

圖5. 裝入工程,準(zhǔn)備運(yùn)行


圖5. 裝入工程,準(zhǔn)備運(yùn)行



??? 在裝入并運(yùn)行應(yīng)用程序時,單擊屏幕上面的run按鈕(圖6中高亮顯示),或者按下F5。程序?qū)⒈谎b入,正如屏幕下面的消息所示,從地址零開始執(zhí)行。觀察評估套件電路板,可以確定程序在運(yùn)行。LCD顯示溫度,LCD每次變化時,LED D2都閃爍一下。

圖6. Run按鈕


圖6. Run按鈕



??? 如果您還不熟悉MAX-IDE的功能,那么這是熟悉它的一次好機(jī)會。您可以單擊run按鈕右側(cè)的pause按鈕,暫停程序(圖6)。激活pause按鈕會發(fā)生幾件事情。MAX_IDE將暫停程序,在要被執(zhí)行的下一行代碼上放置一個高亮顯示條(圖7)。屏幕右側(cè)表中顯示的寄存器內(nèi)容被更新,以反映其當(dāng)前值。單擊寄存器值,輸入新值,改變寄存器數(shù)值。對于代碼調(diào)試,這是功能非常強(qiáng)大的工具。單擊run按鈕,使程序繼續(xù)執(zhí)行。

圖7. 程序暫停執(zhí)行


圖7. 程序暫停執(zhí)行



??? 單擊代碼窗口左側(cè)的行號,設(shè)置斷點(diǎn),也可以使用Step Into按鈕,單步進(jìn)入代碼行,如圖8最左側(cè)所示。Step Into按鈕右側(cè)的兩個按鈕分別是Step Over和Step Out按鈕。正如其名稱所示,用戶可以利用它們來進(jìn)入或者退出子例程。最右側(cè)的按鈕是Run To Cursor按鈕。把圖標(biāo)放在程序的任一行,單擊該按鈕,程序開始運(yùn)行,直到要執(zhí)行該行為止。

圖8. Step按鈕


圖8. Step按鈕



??? MAXQ開發(fā)工具指南提供了MAX-IDE功能的詳細(xì)信息,可以從
Maxim網(wǎng)站下載該指南(PDF,864KB)。

C代碼實例

??? USB閃存驅(qū)動盤中提供了另外兩個實例程序:閃存驅(qū)動盤的ExamplesIAR子目錄中含有Countdown和Temperature兩個程序。Countdown程序使用內(nèi)部定時器來產(chǎn)生1s間隔,從初始值開始遞減計數(shù)。計數(shù)顯示在LCD上,當(dāng)達(dá)到00:00時,程序停止執(zhí)行。Temperature程序是匯編程序的C語言版本,其名稱和上面的一樣。所有這些實例都采用了IAR編譯器進(jìn)行編寫,該編譯器也包含在USB閃存驅(qū)動盤中。

??? 裝入IAR編譯器,執(zhí)行這兩個實例MAXQ2000應(yīng)用程序的詳細(xì)說明已經(jīng)超出了本文檔范圍。雖然如此,還是需要注意以下問題。
  • 單擊MAXQ2000評估套件主菜單的Programming Tools按鈕,安裝評估版的IAR工具包(KickStart版)。在隨后顯示的窗口中,單擊IAR Embedded Workbench?按鈕,啟動IAR安裝工具。按照說明來安裝工具包。您可以完成在線注冊,從IAR獲得許可。
  • 安裝IAR KickStart版之后,從MAXQ2000評估套件主菜單中選擇Programming Tools按鈕,然后選擇IAR Patch按鈕,安裝工具包的幾個更新。這將啟動補(bǔ)丁的安裝程序。
  • 安裝IAR工具包和補(bǔ)丁之后,您可以單擊File Open Workspace...,選擇Countdown_Workspace.eww,打開Countdown實例應(yīng)用程序。在Project Options和Debug-JTAG下面,您可以將通信端口設(shè)置為COM4。
  • 選擇Project Rebuild All,編譯并鏈接應(yīng)用程序。
  • 單擊Debug按鈕或者選擇Project Debug,啟動調(diào)試器。Step Into、Run To Cursor或者Go按鈕都可以啟動程序。在這里可以進(jìn)一步了解IAR工具包的功能。

結(jié)論

??? MAXQ2000 USB “拇指”評估套件是評估MAXQ2000 RISC微控制器方便可靠的平臺。電路板采用了具有USB接口的“拇指”外形封裝。評估套件的USB閃存驅(qū)動盤含有MAX-IDE。采用MAX-IDE和套件電路板,用戶可以開發(fā)并調(diào)試MAXQ2000 RISC微控制器應(yīng)用程序。USB閃存驅(qū)動盤提供了幾個實例程序和評估版的編譯器以及工具包。

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??? IAR Embedded Workbench是IAR Systems AB的注冊商標(biāo)。

??? MAXQ是Maxim Integrated Products, Inc.的注冊商標(biāo)。

??? Windows是Microsoft Corp.的注冊商標(biāo)。

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