GMM F346 MANUALE UTENTE. grifo. grifo Mini Modulo C8051F346

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1 GMM F46 grifo Mini Modulo C8051F46 MANUALE UTENTE Via dell' Artigiano, 8/ San Giorgio di Piano (Bologna) ITALY Tel (r.a.) FAX: grifo ITALIAN TECHNOLOGY GMM F46 Rel..00 Edizione 01 Settembre 2010, GPC, grifo, sono marchi registrati della ditta grifo

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3 GMM F46 grifo Mini Modulo C8051F46 MANUALE UTENTE Zoccolo maschio 28 piedini dual in line a passo 100 mils, largo 600 mils; ridottissimo ingombro: 20,7 x 41,2 x 15,9 mm; circuito stampato a 4 strati per ottimizzare le immunita' e le caratteristiche EMI; unica alimentazione a +5Vdc 2 ma; modalità operative a Basso Consumo. Microcontrollore Silicon Laboratories C8051F46 (codice compatibile I51) a 25 Mips; 64K bytes FLASH per codice, 4,25K bytes di RAM per dati, 8K bytes di FRAM (non volatile) per dati. Fino a 21 canali di A/D converter con 10 bit di risoluzione,tempo conversione fino a 5 µsec; tensione di riferimento A/D selezionabile Interna/Esterna; sensore di Temperatura; doppio Comparatore analogico multifunzione. 16 sorgenti di Interrupt interne ed esterne; 8 sorgenti di Reset attivabili e riconoscibili da firmware. 4 Timer/Counter a 16 bits con diverse modalita' operative; PCA a 16 bit dotata di 5 canali con funzionalita' di PWM, comparazione, cattura. Watch Dog, con abilitazione e tempo d'intervento programmabili. Fino a 2 I/O digitali collegati al connettore; alcune di queste hanno funzionalita' multiple. Una linea seriale asincrona con Baud Rate programmabile fino a Baud, bufferata in TTL o RS 22 con protezione contro scariche da ±15 KV. Interfaccie di comunicazione sincrone I2C BUS ed SPI, riportate sul connettore; 5 jumpers di configurazione, di cui 1 acquisibile via software; 1 LED di segnalazione gestito via software tramite I/O digitale. Efficiente e versatile sezione Crossbar che associa i segnali delle periferiche descritte ai pin del Mini Modulo. Linea di comunicazione USB, compatibile con standard 2.0 sia Full che Low speed, protetta da TransZorb e con buffer di memoria dedicato da 1 KByte. Real Time Clock in grado di gestire data, orario, di generare interrupt periodici, tamponato con batteria al Litio di bordo. Bootloader preinstallato che permette di programmare la memoria Programma e Dati su FLASH con un PC, tramite la linea seriale RS 22 o quella USB; la FLASH può essere anche gestita in modalità In System Programming, ovvero con modulo già montato, sfruttando l'apposita interfaccia C2; con quest'ultima si può anche debuggare il codice. Vasta disponibilità di software di sviluppo quali: Assemblatori (MCA51, A51, SXA51); Compilatori C (SYS51CW, uc/51, SDCC); Compilatori BASIC (BASCOM 8051); Compilatori PASCAL (SYS51PW); Logica a Contatti (LadderWORK), ecc. Ricca serie di programmi dimostrativi ed esempi di utilizzo forniti sotto forma di sorgenti ampiamente commentati ed eseguibili, per i vari ambienti di sviluppo. Via dell' Artigiano, 8/ San Giorgio di Piano (Bologna) ITALY grifo@grifo.it Tel (r.a.) FAX: grifo ITALIAN TECHNOLOGY GMM F46 Rel..00 Edizione 01 Settembre 2010, GPC, grifo, sono marchi registrati della ditta grifo

4 Vincoli sulla documentazione grifo Tutti i Diritti Riservati Nessuna parte del presente manuale può essere riprodotta, trasmessa, trascritta, memorizzata in un archivio o tradotta in altre lingue, con qualunque forma o mezzo, sia esso elettronico, meccanico, magnetico ottico, chimico, manuale, senza il permesso scritto della grifo. IMPORTANTE Tutte le informazioni contenute sul presente manuale sono state accuratamente verificate, ciononostante grifo non si assume nessuna responsabilità per danni, diretti o indiretti, a cose e/o persone derivanti da errori, omissioni o dall'uso del presente manuale, del software o dell' hardware ad esso associato. grifo altresi si riserva il diritto di modificare il contenuto e la veste di questo manuale senza alcun preavviso, con l' intento di offrire un prodotto sempre migliore, senza che questo rappresenti un obbligo per grifo. Per le informazioni specifiche dei componenti utilizzati sui nostri prodotti, l'utente deve fare riferimento agli specifici Data Book delle case costruttrici o delle seconde sorgenti. LEGENDA SIMBOLI Nel presente manuale possono comparire i seguenti simboli: Attenzione: Pericolo generico Attenzione: Pericolo di alta tensione Attenzione: Dispositivo sensibile alle cariche elettrostatiche MARCHI REGISTRATI, GPC, grifo : sono marchi registrati della grifo. Altre marche o nomi di prodotti sono marchi registrati dei rispettivi proprietari.

5 ITALIAN TECHNOLOGY grifo INDICE GENERALE INTRODUZIONE... 1 VERSIONE SCHEDA... INFORMAZIONI GENERALI... 4 COMUNICAZIONE SERIALE... 6 MEMORIE... 6 CLOCK... 8 TIMER, COUNTER E PCA... 8 LINEA I2C BUS... 8 LINEA SPI... 9 LINEE DI I/O DIGITALE TTL REAL TIME CLOCK WATCHDOG LINEE ANALOGICHE SENSORE TEMPERATURA LINEA USB CONFIGURAZIONE SCHEDA SETTORI DI UTILIZZO... 1 CARATTERISTICHE TECNICHE CARATTERISTICHE GENERALI CARATTERISTICHE FISICHE CARATTERISTICHE ELETTRICHE INSTALLAZIONE SEGNALAZIONI VISIVE ALIMENTAZIONE CONNESSIONI CN1 - CONNETTORE CON SEGNALI DEL MINI MODULO INTERFACCIAMENTO CON IL CAMPO JUMPERS INTERRUPTS... 2 BACK UP OROLOGIO COLLEGAMENTO I2C BUS SELEZIONE MODO OPERATIVO SELEZIONE COMUNICAZIONE SERIALE RESET, CONTROLLO ALIMENTAZIONE, WATCHDOG SCHEDE DI SUPPORTO... 0 UTILIZZO CON MODULO GMB HR UTILIZZO CON MODULO GAB H UTILIZZO CON SCHEDA GMM TST... 4 UTILIZZO CON SCHEDA CAN GMT... 6 GMM F46 Rel..00 Pagina I

6 grifo ITALIAN TECHNOLOGY COME INIZIARE... 8 A) PREDISPOSIZIONI INIZIALI... 8 B) PROVA PROGRAMMA DEMO SALVATO NEL MINI MODULO... 4 C) RIPROGRAMMAZIONE FLASH CON PROGRAMMA DEMO VIA USB... 4 D) CREAZIONE CODICE ESEGUIBILE DEL PROGRAMMA DEMO DA) RICOMPILAZIONE CON SDCC + SILICON LABORATORIES IDE DB) RICOMPILAZIONE CON BASCOM E) PREPARAZIONE DEFINITIVA DELL'APPLICAZIONE... 5 CUART) RIPROGRAMMAZIONE FLASH CON PROGRAMMA DEMO VIA UART 5 AMBIENTI DI SVILUPPO DESCRIZIONE SOFTWARE PERIFERICHE DI BORDO INGRESSO DI CONFIGURAZIONE LED DI SEGNALAZIONE SEGNALI MULTIFUNZIONE ACCESSO ALLE MEMORIE RTC+FRAM BIBLIOGRAFIA... 6 APPENDICE A: DESCRIZIONE COMPONENTI DI BORDO... A-1 C8051F46... A-1 FM10... A-2 APPENDICE B: SCHEMA EL. GMM TST, CAN GMT... B-1 APPENDICE C: CONFIG. BASE, OPZIONI, ACCESSORI... C-1 APPENDICE D: PROGRAMMAZIONE ISP... D-1 I51 BOOTLOADER GRIFO(R)... D-1 INTERFACCIA C2... D-4 APPENDICE E: INDICE ANALITICO... E-1 Pagina II GMM F46 Rel..00

7 ITALIAN TECHNOLOGY grifo INDICE DELLE FIGURE FIGURA 1: POSIZIONE DELLA VERSIONE SCHEDA... FIGURA 2: SCHEMA A BLOCCHI MINI MODULO... 7 FIGURA : SCHEMA A BLOCCHI MICROCONTROLLORE... 9 FIGURA 4: VISTA COMPLESSIVA FIGURA 5: TABELLA DELLE SEGNALAZIONI VISIVE FIGURA 6: DISPOSIZIONE LED, CONNETTORI, BATTERIA FIGURA 7: CN1 - ZOCCOLO CON SEGNALI DEL MINI MODULO FIGURA 8: ASSOCIAZIONI SEGNALI DEL CROSSBAR FIGURA 9: PIANTA COMPONENTI (LATO SUPERIORE) FIGURA 10: PIANTA COMPONENTI (LATO INFERIORE) FIGURA 11: TABELLA JUMPERS FIGURA 12: DISPOSIZIONE E NUMERAZIONE JUMPERS... 2 FIGURA 1: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO PUNTO IN I2C BUS FIGURA 14: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE PER COMUNICAZIONE I2C BUS FIGURA 15: CONFIGURAZIONE SERIALE IN RS FIGURA 16: ESEMPIO COLLEGAMENTO SERIALE IN RS FIGURA 17: CONFIGURAZIONE SERIALE IN TTL FIGURA 18: ESEMPIO COLLEGAMENTO SERIALE IN TTL FIGURA 19: VISTA DALL'ALTO FIGURA 20: VISTA DAL BASSO FIGURA 21: ACCOPPIATA GMB HR84 + GMM F FIGURA 22: ACCOPPIATA GAB H844 + GMM F46... FIGURA 2: ACCOPPIATA GMM TST + GMM F FIGURA 24: ACCOPPIATA CAN GMT + GMM F FIGURA 25: INSTALLAZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R)... 8 FIGURA 26: COLLEGAMENTO USB TRA GMM F46 E PC... 9 FIGURA 27: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (1 DI 4) FIGURA 28: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (2 DI 4) FIGURA 29: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 ( DI 4) FIGURA 0: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (4 DI 4) FIGURA 1: IDENTIFICAZIONE COMX VIRTUALE ASSOCIATA A GMM F FIGURA 2: FINESTRA SETTAGGIO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA USB FIGURA : FINESTRA ESITO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA USB FIGURA 4: CARICAMENTO PROGETTO CON SDCC + IDE SILABS FIGURA 5: CONFIGURAZIONE COMPILATORE SDCC + IDE SILABS (1 DI 2) FIGURA 6: CONFIGURAZIONE COMPILATORE SDCC + IDE SILABS (2 DI 2) FIGURA 7: COMPILAZIONE CON SDCC + IDE SILABS FIGURA 8: CARICAMENTO SORGENTE CON BASCOM FIGURA 9: CONFIGURAZIONE COMPILATORE BASCOM FIGURA 40: COMPILAZIONE CON BASCOM FIGURA 41: COLLEGAMENTO RS 22 TRA SERIALE GMM F46 E PC... 5 FIGURA 42: FINESTRA SETTAGGIO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA UART FIGURA 4: FINESTRA ESITO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA UART FIGURA 44: ESEMPI DI CONNESSIONE FIGURA C1: TABELLA CONFIGURAZIONE BASE... C-1 GMM F46 Rel..00 Pagina III

8 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA D1: INTEGRAZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R) IN BASCOM D- FIGURA D2: ESECUZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R) A LINEA DI COMANDO... D- FIGURA D: USB DEBUG ADAPTER... D-4 FIGURA D4: MCU TOOLSTICK BASE ADAPTER + DEBUG ADAPTER... D-4 FIGURA D5: STATO MICROCONTROLLORE CON INTERFACCIA C2... D-5 FIGURA D6: DEBUG A LIVELLO SORGENTE CON INTERFACCIA C2... D-6 Pagina IV GMM F46 Rel..00

9 ITALIAN TECHNOLOGY grifo INTRODUZIONE L uso di questi dispositivi è rivolto - IN VIA ESCLUSIVA - a personale specializzato. Questo prodotto non è un componente di sicurezza così come definito dalla direttiva 98-7/CE. I pin della scheda non sono dotati di protezione contro le cariche elettrostatiche. Visto che esiste un collegamento diretto tra numerosi pin della scheda ed i rispettivi pin dei componenti di bordo e che quest'ultimi sono sensibili ai fenomeni ESD, il personale che maneggia la scheda è invitato a prendere tutte le precauzioni necessarie per evitare i possibili danni che potrebbero derivare dalle cariche elettrostatiche. Scopo di questo manuale é la trasmissione delle informazioni necessarie all uso competente e sicuro dei prodotti. Esse sono il frutto di un elaborazione continua e sistematica di dati e prove tecniche registrate e validate dal Costruttore, in attuazione alle procedure interne di sicurezza e qualità dell'informazione. I dati di seguito riportati sono destinati - IN VIA ESCLUSIVA - ad un utenza specializzata, in grado di interagire con i prodotti in condizioni di sicurezza per le persone, per la macchina e per l ambiente, interpretando un elementare diagnostica dei guasti e delle condizioni di funzionamento anomale e compiendo semplici operazioni di verifica funzionale, nel pieno rispetto delle norme di sicurezza e salute vigenti. Le informazioni riguardanti installazione, montaggio, smontaggio, manutenzione, aggiustaggio, riparazione ed installazione di eventuali accessori, dispositivi ed attrezzature, sono destinate - e quindi eseguibili - sempre ed in via esclusiva da personale specializzato avvertito ed istruito, o direttamente dall ASSISTENZA TECNICA AUTORIZZATA, nel pieno rispetto delle raccomandazioni trasmesse dal costruttore e delle norme di sicurezza e salute vigenti. I dispositivi non possono essere utilizzati all'aperto. Si deve sempre provvedere ad inserire i moduli all'interno di un contenitore a norme di sicurezza che rispetti le vigenti normative. La protezione di questo contenitore non si deve limitare ai soli agenti atmosferici, bensì anche a quelli meccanici, elettrici, magnetici, ecc. GMM F46 Rel..00 Pagina 1

10 grifo ITALIAN TECHNOLOGY Per un corretto rapporto coi prodotti, é necessario garantire leggibilità e conservazione del manuale, anche per futuri riferimenti. In caso di deterioramento o più semplicemente per ragioni di approfondimento tecnico ed operativo, consultare direttamente l Assistenza Tecnica autorizzata. Al fine di non incontrare problemi nell uso di tali dispositivi, é conveniente che l utente - PRIMA DI COMINCIARE AD OPERARE - legga con attenzione tutte le informazioni contenute in questo manuale. In una seconda fase, per rintracciare più facilmente le informazioni necessarie, si può fare riferimento all indice generale e all indice analitico, posti rispettivamente all inizio ed alla fine del manuale. La grifo non garantisce che questo prodotto soddisfi le richieste dell'utente, che la produzione non cessi o sia priva di errori o che tutti gli eventuali errori siano corretti. La grifo non é inoltre responsabile dei problemi causati dalle modifiche dell'hardware dei calcolatori o dei sistemi operativi che si possono verificare nel tempo. Tutti i marchi registrati che compaiono nel presente manuale sono proprietà dei relativi costruttori. Pagina 2 GMM F46 Rel..00

11 ITALIAN TECHNOLOGY grifo VERSIONE SCHEDA Il presente manuale è riferito alla scheda GMM F46 con versione stampato e successive. La validità delle informazioni riportate è quindi subordinata al numero di versione della scheda in uso e l utente deve quindi sempre verificarne la giusta corrispondenza. Sulla scheda il numero di versione è riportato in più punti sia a livello di serigrafia che di stampato e la seguente figura illustra la posizione più facilmente accessibile. Versione stampato FIGURA 1: POSIZIONE DELLA VERSIONE SCHEDA GMM F46 Rel..00 Pagina

12 grifo ITALIAN TECHNOLOGY INFORMAZIONI GENERALI Il modulo GMM F46 é un Mini Modulo basato sul microcontrollore Silicon Laboratories C8051F46, ovvero un potente e completo sistema dotato di CPU; memorie integrate ed una ricca serie di periferiche rivolte alle tipiche richieste dell'automazione e della comunicazione. Il modulo ha già montati, nella sua ridottissima area, i componenti che servono a valorizzare le principali caratteristiche del microcontrollore ed a renderne utilizzabili tutte le modalità operative; inoltre dispone di ulteriori componenti che facilitano ed ampliano i possibili campi di utilizzo. Il GMM F46 può essere usato per numerose applicazioni sia nel settore industriale, domestico,automobilistico e didattico, come illustrato nei seguenti paragrafi. La facilità di impiego di questo Mini Modulo é determinata anche dalla ricca serie di ambienti di sviluppo software basati su linguaggi sia a basso che alto livello che consentono di poter lavorare al meglio utilizzando unicamente un normale PC. Tra questi tools si ricordano i vari compilatori C, BASIC ed anche un ambiente di programmazione grafica con logica a contatti. Grande attenzione e' stata riservata alla messa a punto dell'applicativo, rendendo disponibili dei prodotti che salvano direttamente il programma utente nelle memorie di bordo, con l'ausilio di un normale PC, e che consentono di provare lo stesso programma direttamente sulla scheda. Ad esempio il modulo viene fornito con un programma gratuito di Bootloader preinstallato, che permette di riprogrammare la FLASH tramite una semplice porta seriale RS 22 od USB di un PC. Il GMM F46 é dotato di un connettore normalizzato, che le consente di essere montato immediatamente su schede di supporto come la GMM TST, la CAN GMT, la GMB HR84 e la GAB H844 oppure di essere utilizzata su una scheda dell'utente, come macro componente. In entrambi i casi si riduce drasticamente il tempo di sviluppo: l'utente può avere il suo prototipo o addirittura il prodotto finito nel giro di una settimana. Le caratteristiche di massima del modulo GMM F46 sono: - Zoccolo maschio 28 piedini su due linee a passo 100 mils, largo 600 mils. - Ridottissimo ingombro: 20,7 x 41,2 x 15,9 mm. - Circuito stampato a 4 strati per ottimizzare le immunità e le caratteristiche EMI. - Unica tensione di alimentazione a +5 Vdc, 2 ma (l assorbimento varia in base ai collegamenti ed allo stato del modulo). - Disponibilità di modalità operative a basso consumo come Idle Mode e Stop Mode. - Microcontrollore Silicon Laboratories C8051F46 (Codice 8051 compatibile) a 25 Mips KByte FLASH per codice. - 4,25 KByte RAM per dati. - 8 KByte FRAM (non volatile) per dati. - 8 sorgenti di Reset attivabili e riconoscibili da firmware. - Fino a 21 canali di A/D converter con 10 bit di risoluzione, 200 Ksps. - Tensione di riferimento A/D selezionabile Interna/Esterna. - Sensore incorporato di Temperatura. - Fino a 2 Comparatori analogici con ingressi, uscite e funzionalità definibile via firmware. -16 sorgenti di Interrupt con 2 livelli di priorità. - 4 Timer/Counter a 16 bits con diverse modalità operative. - Sezione PCA a 16 bit completa di 5 canali con funzionalita' di PWM, comparazione, cattura. Pagina 4 GMM F46 Rel..00

13 ITALIAN TECHNOLOGY grifo - Sezione di Watchdog, con abilitazione e tempo d'intervento programmabili, che conferisce al sistema controllato una sicurezza estrema in tutte le condizioni operative. - Fino a 2 linee di I/O digitale collegate al connettore. Alcune di queste linee hanno funzionalita' multiple. - Linea seriale asincrona con Baud Rate programmabile fino a Baud, bufferata in RS 22 od a livello TTL. - jumper per selezione del protocollo elettrico della linea seriale. - Ricetrasmettitore per linea seriale RS 22, con protezioni ESD fino a ±15KV. - Linea di comunicazione USB, compatibile con standard 2.0 sia Full speed (12 Mbps) che low speed (1.5 Mbps). - Protezioni linea USB tramite TransZorb. - Buffer di memoria da 1 KByte dedicato ad USB. - Interfaccia SPI hardware, riportata sul connettore, in grado di operare sia a che a 4 fili. - Interfaccia I2C BUS hardware, riportata sul connettore. - Efficiente e versatile sezione Crossbar che consente di definire l'associazione dei segnali delle periferiche descritte ai pin del Mini Modulo, via firmware. - 1 ingresso di configurazione leggibile da firmware. - LED di segnalazione gestito via firmware tramite una linea di I/O digitale. - Real Time Clock con: - 8 KBytes FRAM incorporati, - collegamento tramite I2C BUS, - batteria al Litio, - gestione di data ed ora, - possibilita' di generare interrupt programmabili. - Sia la FRAM che una porzione della FLASH possono essere usate dall'utente per mantenere i dati salvati anche in assenza di alimentazione analogamente, ma piu' comodamente, di una EEPROM. - Vasta disponibilità di ambienti di sviluppo quali: Assemblatori (MCA51, A51, SXA51); compilatori C (SYS51CW, uc/51, SDCC); compilatori BASIC (BASCOM 8051); compilatori PASCAL (SYS51PW); logica a contatti (LadderWORK), ecc. - Possibilita' di programmare il codice utente generato dall'ambiente di sviluppo scelto nella FLASH interna tramite l'i51 Bootloader grifo(r). - L'I51 Bootloader grifo(r) consente la programmazione del firmware utente in modalita' In System Programming, ovvero con modulo gia' montato. Interagisce con un apposito programma su PC tramite una linea di comunicazione seriale (RS 22 od USB) ed usa minime risorse di memoria Bytes della FLASH possono essere gestiti dall'i51 Bootloader grifo(r) per il salvataggio di Dati e Parametri dell'utente, separatamente dal codice. - Il software per PC, di supporto alla programmazione ISP, e' gratuito e puo' essere facilmente integrato nell'ambiente scelto in modo da velocizzare lo sviluppo dell'applicazione. - Ricca serie di programmi dimostrativi ed esempi di utilizzo forniti sotto forma di sorgenti ampiamente commentati, per i vari ambienti di sviluppo. Viene di seguito riportata una descrizione dei blocchi funzionali della scheda, con indicate le operazioni effettuate da ciascuna di essi. Per una più facile individuazione di tali blocchi e per una verifica delle loro connessioni, fare riferimento alle figure 2,. GMM F46 Rel..00 Pagina 5

14 grifo ITALIAN TECHNOLOGY COMUNICAZIONE SERIALE Lascheda dispone sempre di una linea seriale hardware in cui il protocollo fisico (baud rate, stop bit, bit per chr, parità) è completamente settabile via software tramite la programmazione dei registri interni al microcontrollore. La linea seriale é collegata al connettore CN1 a livello TTL o RS 22, grazie alla configurazione di alcuni jumpers di bordo. Quando la scheda deve essere collegata in una rete, collegata a notevole distanza, o collegata ad altri dispositivi che usano diversi protocolli elettrici, si deve interporre un apposito driver seriale esterno (RS 422, RS 485, Current Loop, ecc.). Sul connettore CN1 oltre alle linee di ricezione e trasmissione sono disponibile anche altre linee di I/O gestibili via software che possono essere usate per definire la direzione della linea in caso di RS 485, per abilitare il driver di trasmissione in caso di RS 422 oppure come handshake hardware in caso di RS 22. Ad esempio può essere utilizzato il modulo MSI 01 capace di convertire la linea seriale TTL in qualsiasi altro standard elettrico in modo comodo ed economico. Per maggiori informazioni sulla scelta del protocollo elettrico leggere il paragrafo SELEZIONE COMUNICAZIONE SERIALE e contattare direttamente la grifo se necessario; mentre per dettagli sulla programmazione dei registri con cui impostare il protocollo fisico e gestire la comunicazione fare riferimento alla documentazione del microcontrollore all'appendice A di questo manuale ed ai numerosi esempi forniti. MEMORIE La scheda è dotata di un massimo di 77,75K di memoria variamente suddivisi in: - 64K Bytes di FLASH EPROM; Bytes per registri di controllo periferiche (SFR); Bytes di RAM interna (IRAM); - 4K Bytes di RAM esterna (XRAM); - 1K Bytes di RAM per USB (FIFO); - 8K Bytes di FRAM. Da ricordare che piccole porzioni di alcune delle memorie elencate possono essere riservate od usate da alcuni programmi di supporto, come l'i51 Bootloader grifo(r), e quindi non sono a disposizione dell'utente finale. Tutte le memorie rimanenti sono invece a completa disposizione per il codice ed i dati del programma applicativo utente. Grazie alla FLASH ed alla FRAM c'è inoltre la possibilità di mantenere i dati anche in assenza di alimentazione. Questa caratteristica fornisce alla scheda la possibilità di ricordare in ogni condizione, una serie di parametri come ad esempio la configurazione, lo stato del sistema oppure dei dati raccolti dal campo. La scelta d'uso delle memorie da utilizzare può avvenire in relazione all'applicazione da risolvere e quindi in relazione alle esigenze dell'utente. Qualora le quantità di memorie risultino insufficienti (ad esempio per sistemi di data loghin o applicazioni molto articolate) si possono sempre collegare dei dispositivi di memoria esterni nelle tecnologie SRAM, EEPROM e FLASH tramite le interfaccie I2C BUS ed SPI. Il mappaggio e la gestione delle risorse di memoria avviene direttamente a bordo del Mini Modulo come descritto nel paragrafo ACCESSO ALLE MEMORIE e nella documentazione del microcontrollore riportata in APPENDICE A di questo manuale. Pagina 6 GMM F46 Rel..00

15 ITALIAN TECHNOLOGY grifo BR.OUT POR Sezione alimentatrice +Vdc POW WATCH DOG 2 segnali I/O TTL LED J1.4 TIMER COUNTER A/D CONV. 2 segnali multifunzione TTL ANALOG COMP. PCA PWM SPI INT. PORT I/O CROSSBAR J1.x 21 segnali Analogici Vref Filtro analogico Linea seriale 0 TTL Driver RS 22 Zoccolo 28 pins CN1 UART 0 SMBus I2C 64KB FLASH 4,25KB RAM TEMP. SENS. C2 DEBUG CPU C8051F46 USB Circuito reset /RES PLL CLK + JS1 BATTERIA LITIO - Linea I2C BUS RTC + FRAM Protezioni /INTRTC Linea USB FIGURA 2: SCHEMA A BLOCCHI MINI MODULO GMM F46 Rel..00 Pagina 7

16 grifo ITALIAN TECHNOLOGY CLOCK Nel modulo GMM F46 vi sono due circuiterie separate ed indipendenti, che si occupano della generazione dei segnali di clock per il microcontrollore (fino a 24 MHz) e per il RTC di bordo (2,768 KHz). La seconda é basata su un quarzo di precisione montato a bordo scheda mentre la prima é integrata nel microcontrollore ed include un oscillatore a bassa frequenza, un oscillatore ad alta frequenza, un moltiplicatore ed un divisore. Da questi 4 elementi si ottengono, tramite un settaggio da programma, i clock di tutte le periferiche del modulo che richiedono temporizzazioni, ovvero le memorie, le linee seriali (asincrona e sincrone), i Timer, il Watchdog, l'a/d converter, l'usb, ecc. La scelta di disporre di due circuiterie di clock distinte serve a ridurre i costi nella maggioranza delle applicazioni di medio alta velocità e di poter aumentare notevolmente le prestazioni nelle applicazioni che lo richiedono. Dal punto di vista delle prestazioni si ricorda che GMM F46 ha installato un microprocessore che usa la tecnica pipelined, in grado di eseguire la maggioranza delle istruzioni in uno o due cicli di clock. Pertanto, tenendo contro del clock programmato, la velocità di esecuzione può arrivare ai 25 MIPS. TIMER, COUNTER E PCA Il microcontrollore mette a disposizione quattro Timer Counter con risoluzione programmabile ad 8, 1, 16 bits più una sezione PCA (Programmable Counter Array) a 16 bits, con 5 canali. Queste sezioni sono in grado di risolvere i tipici problemi di conteggio impulsi e transizioni su segnali, generazione temporizzazioni e frequenze, misura di tempi, generazione interrupts, generazione segnali a modulazione d'impulso (PWM), ecc. Con quest'ultimi l'utente può anche generare fino a 5 segnali analogici, tramite semplici circuiterie d'integrazione, con cui ad esempio comandare motori, valvole proporzionali, azionamenti, attuatori, ecc. LINEA I2C BUS Sul connettore della GMM F46 sono disponibili i segnali di un'interfaccia I2C BUS, gestita da una periferica hardware denominata SMBus (System Management Bus), che può funzionare sia come master che come slave, in ricezione e trasmissione. Per ulteriori informazioni su questa periferica fare riferimento ai paragrafi CONNESSIONI e DESCRIZIONE SOFTWARE PERIFERICHE DI BORDO. Grazie a questa interfaccia sincrona possono essere collegati dispositivi dotati dello stesso standard di comunicazione in modo da espandere localmente le potenzialità del modulo. Una ricca serie di esempi software prevede la gestione delle più comuni e diffuse interfacce I2C BUS come A/D e D/A converter, controllori di display, memorie, sensori di temperatura, ecc. A tale proposito può essere utile esaminare la K51-AVR di cui è disponibile sia il manuale tecnico, completo di schema elettrico, che una completa raccolta di esempi in vari linugaggi. In aggiunta si ricordano anche alcuni modelli dei pannelli operatore QTP (con display e tastiera in vari formati) che possono essere comandati in I2C BUS, lasciando libera l'alternativa linea di comunicazione seriale asincrona. Inoltre le schede di supporto ai Mini Moduli prodotte dalla grifo (come la serie GMB HRxxx e la GAB H844) prevedono, tra le altre cose, anche un connettore dedicato all'i2c BUS, in modo da facilitare al massimo le connessioni con il campo. Pagina 8 GMM F46 Rel..00

17 ITALIAN TECHNOLOGY grifo LINEA SPI Il Mini Modulo GMM F46 dispone di una linea seriale sincrona SPI hardware incorporata nel microcontrollore. I segnali MISO, MOSI, SCK e NSS dell'interfaccia SPI sono disponibili sul connettore CN1 come indicato in figura 7. Grazie a questa interfaccia sincrona possono essere collegati dispositivi dotati dello stesso standard di comunicazione, sia a che a 4 fili, in modo da espandere localmente le potenzialità del modulo. Sul mercato ci sono numerosi dispositivi SPI ed i più diffusi sono gli A/D e D/A converter, display, memorie, sensori, periferiche di comunicazione (USB, LAN, ETHERNET,...), controllori grafici, ecc. Tutti i parametri di gestione si definiscono settando i registri interni del microcontrollore come descritto nel data sheet del componente o nell'appendice A di questo manuale. FIGURA : SCHEMA A BLOCCHI MICROCONTROLLORE GMM F46 Rel..00 Pagina 9

18 grifo ITALIAN TECHNOLOGY LINEE DI I/O DIGITALE TTL Il Mini Modulo GMM F46 mette a disposizione 2 linee di I/O digitale TTL del microcontrollore C8051F46, raggruppate in quattro port da 8 bit (P0, P1, P2, P). Per convenzione tutti i segnali dei Port sono designati con i nomi P0.0 7, P1.0 7, P2.0 7, P.0 7 e naturalmente non sono tutti disponibili. Tali linee sono collegate direttamente al connettore a 28 vie con una disposizione standard comune a tutti i Mini Moduli grifo ed hanno quindi la possibilità di essere direttamente collegate a numerose schede d'interfaccia. Via software è definibile ed acquisibile la funzionalità, la direzionalità e lo stato di queste linee, con possibilità di associarle anche alle periferiche della scheda (Timer, Counter, Interrupt, A/D, PCA, linee seriali, comparatore analogico, ecc.), tramite una semplice programmazione della sezione Crossbar. Quest'ultima é completamente programmabile con alcuni registri interni del microcontrollore e consente di stabilire la funzione di ogni linea dei Port tramite il firmware, anche in modo dinamico durante il funzionamento. L'associazione variabile tra periferiche interne e linee di I/O del Mini Modulo é particolarmente interessante quando l'utente deve sviluppare una propria scheda di supporto, infatti può variare la disposizione riportata nella figura 7 come indicato in figura 8, a seconda delle proprie esigenze. Per maggiori informazioni fare riferimento ai paragrafi CONNESSIONI e DESCRIZIONE SOFTWARE PERIFERICHE DI BORDO. REAL TIME CLOCK Il GMM F46 dispone di un completo Real Time Clock in grado di gestire ore, minuti, secondi, giorno del mese, mese, anno, anno bisestile e giorno della settimana in modo completamente autonomo. La sezione usa componenti di qualità ed un quarzo dedicato per ottenere una frequenza di temporizzazione con il minimo errore possibile ed una batteria al Litio, per assicurare il conteggio dell'orologio, anche in assenza di alimentazione. il RTC é in grado di generare interrupt periodici od in corrispondenza di una data ed ora preimpostati, semplificando la gestione di eventi a lunga durata. Il componente usato come RTC é l'fm10 della RAMTRON che inoltre include anche 64K Bits di FRAM, equivalenti agli 8K Bytes già descritti nel paragrafo MEMORIE. La gestione dell'rtc+fram avviene tramite la linea I2C BUS del Mini Modulo secondo le indicazioni riportate nell'omonimo paragrafo del capitolo DESCRIZIONE SOFTWARE o nell'appendice A. WATCHDOG Il microcontrollore C8051F46 incorpora un Watchdog hardware programmabile in grado di resettare la CPU, se il programma utente non riesce a retriggerarlo entro il tempo di intervento selezionato. Lo scopo principale di questa sezione é quella di conferire al sistema controllato dal Mini Modulo una sicurezza intrinseca che ne garantisce il lavoro in qualsiasi condizione operativa e che evita pericolosi malfunzionamenti non previsti durante lo sviluppo. Il tempo di intervento della sezione è programmabile in un range piuttosto ampio, da un minimo di circa 1 millisecondo ad un massimo di 24 secondi a seconda della frequenza di clock usata. Per ulteriori informazioni si veda la documentazione del microcontrollore o l'appendice A di questo manuale. Pagina 10 GMM F46 Rel..00

19 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 4: VISTA COMPLESSIVA LINEE ANALOGICHE Il Mini Modulo GMM F46 mette a disposizione fino a 21 linee di ingresso analogiche collegate alla sezione A/D converter e 2 coppie di ingressi collegati ai 2 comparatori analogici del microcontrollore. A queste linee possono essere collegati sensori esterni per numerose grandezze fisiche come temperatura, umidità, pressione, velocità, peso, ecc. o qualsiasi sistema che fornisca un segnale in tensione compatibile. Le caratteristiche principali della sezione A/D sono: risoluzione di 10 bits; range d'ingresso massimo 0, V; tensione di riferimento esterna od interna selezionabile via software; molti ingressi possono essere differenziali; tempo di conversione programmabile fino a 5 µsec pari a 200 Ksps; semplicissima gestione software; generazione interrupt di fine conversione. Le conversioni A/D sono eseguite con la tecnica delle approssimazioni successive e si effettuano tramite un'opportuna programmazione di appositi registri interni. Tra questi si trovano anche i registri di finestra che consentono di controllare automaticamente i valori convertiti, verificando se sono compresi in un campo predefinito. Grazie alla tensione di riferimento selezionabile l'utente può facilmente acquisire la maggioranza dei segnali industriali, compresi quelli a range ridotto. I comparatori analogici sono a loro volta configurabili via software per quanto riguarda la connessione della coppia di ingressi e dell'uscita. In questo modo può essere usato per comparare diversi segnali fra di loro oppure con una tensione di riferimento esterna; le variazioni sull'uscita di comparazione possono generare interrupt, muovere linee di uscita digitale, riattivare il microcontrollore precedentemente impostato in modalità a basso consumo, ecc. Per ulteriori informazioni si vedano i documenti nell'appendice A ed il paragrafo CONNESSIONI. GMM F46 Rel..00 Pagina 11

20 grifo ITALIAN TECHNOLOGY SENSORE TEMPERATURA Associato alla sezione analogica del GMM F46 c'é un sensore di temperatura integrato nel microcontrollore che può essere usato per acquisire appunto la temperatura di esercizio del componente. La funzione principale di questo sensore é quella di riconoscere da software il raggiungimento di condizioni di lavoro estreme,che ne possono pregiudicare il corretto funzionamento. Il sensore di temperatura é collegabile ad uno degli ingressi analogici e quindi acquisibile con la sezione A/D converter. LINEA USB Una caratteristica che contraddistingue il GMM F46 é la presenza di una completa linea di comunicazione USB, compatibile con standard 2.0 sia Full speed (12 Mbps) che low speed (1.5 Mbps). Dal punto di vista hardware sul connettore CN1 sono disponibili i due tipici segnali di questa linea, protetti tramite TransZorb che possono essere collegati direttamente agli omonimi segnali di altri sistemi ed in particolare ai PC di varie forme e modelli. Quando il GMM F46 viene montato su alcune schede di supporto, come la serie GMB HRxxx e la GAB H844 prodotte dalla grifo, é già disponibile un connettore standard USB tipo B che velocizza il collegamento di entrambe le schede. Dal punto di vista software il controllore USB integrato nel microcontrollore consente di implementare solo sistemi di tipo Device e si avvale delle seguenti caratteristiche di massima: ricetrasmettitore con stadio di uscita programmabile, controllore seriale autonomo, 8 Endpoint, generatore di clock programmabile, buffer di memoria da 1 KByte usato come FIFO e frazionabile per gli endpoint, diverse combinazioni d'interrupts, gestione automatica dei pacchetti ricevuti e trasmessi, controllo violazioni, supporto tipiche modalità di trasferimento (Control, Bulk, Interrupt, Isochronous), ecc. La gestione software avviene tramite 24 appositi registri interni, come descritto nel data sheet del componente o nell'appendice A di questo manuale. CONFIGURAZIONE SCHEDA Allo scopo di rendere configurabile la scheda ed in particolare il programma applicativo sviluppato, sono stati previsti 5 jumpers. L'acquisizione via software dello stato di 1 di questi jumpers, fornisce all'utente la possibilità di gestire diverse condizioni tramite un unico programma (le applicazioni caratteristiche sono: selezione della lingua di rappresentazione, definizione di parametri del programma, selezione delle modalità operative, ecc). I rimanenti 4 jumpers configurano invece il Mini Modulo dal punto di vista hardware, stabilendo il protocollo elettrico della linea seriale asincrona ed il collegamento della batteria di back up. In aggiunta la scheda ha un LED, gestibile via software, che può essere usato per segnalare visivamente la configurazione attuale della scheda, come descritto negli appositi paragrafi. Tutte le risorse di configurazione descritte sono completamente gestite via software, tramite la programmazione di appositi registri interni del microcontrollore. Per ulteriori informazioni si vedano i paragrafi JUMPERS, SEGNALAZIONI VISIVE e LED DI SEGNALAZIONE, INGRESSO DI CONFIGURAZIONE. Pagina 12 GMM F46 Rel..00

21 ITALIAN TECHNOLOGY grifo SETTORI DI UTILIZZO Le possibili applicazioni dei moduli GMM F46 sono innumerevoli. Si può citare, ad esempio: - Il funzionamento come piccoli nodi intelligenti con funzionalita' locali come il controllo con algoritmi PID di temperature, motori, valvole, ecc. - L'uso in sistemi a logica distribuita tipo robot, automazioni su macchine di produzione in linea, automazioni di fabbriche di grosse dimensioni. - La teleacquisizione ed il telecontrollo su medio brevi distanze. - La conversione tra le diverse interfaccie di comunicazione seriale di cui dispone (SPI, seriali asincrone UART, I2C BUS, USB) in tutte le possibili combinazioni. - L'automazione domestica (accensione e spegnimento luci, controllo riscaldamento e condizionamento, supervisione elettrodomestici e servizi elettrici, sistemi di sorveglianza e controllo accesso). - Il settore automobilistico (accensione e spegnimento luci, controllo temperature, supervisione servizi per conducente, sistemi antifurto, diagnostica di funzionamento). - Periferiche programmabili con connettivita' USB, adatte ad esempio al collegamento diretto ai PC. - Da non dimenticare il settore didattico dove la GMM F46 offre la possibilita' di apprendere il funzionamento di un microcontrollore della famiglia I51 e di sviluppare le sue applicazioni canoniche ad un costo veramente basso. A questo scopo è ideale abbinarla alla scheda di supporto GMM TST, che risolve i problemi dell'alimentazione, del collegamento seriale al PC di sviluppo, del collegamento delle linee del modulo e che allo stesso tempo dispone di una tastiera a matrice ed un display LCD che consentono di studiare e provare soluzioni a basso costo per l'interfacciamento operatore. - Tutti i casi in cui si vogliono ridurre i tempi e costi di sviluppo, infatti il modulo può essere utilizzato direttamente su una scheda di supporto dell'utente, come un macro componente. GMM F46 Rel..00 Pagina 1

22 grifo ITALIAN TECHNOLOGY CARATTERISTICHE TECNICHE CARATTERISTICHE GENERALI Risorse della scheda: fino a 2 linee di I/O digitale TTL fino a 21 ingressi analogici su A/D converter 4 ingressi analogici su 2 comparatori analogici 1 sensore temperatura 1 sezione Watchdog 2 Timer Counter multifunzione a 16 bit per conteggi, frequenze, temporizzazioni, ecc. 2 Timer Counter multifunzione a 16 bit per temporizzazioni, frequenze, ecc. 1 sezione PCA a 16 bit con 5 canali per conteggi, frequenze, temporizzazioni, PWM, comparazione, cattura, ecc. 16 sorgenti di interrupts 2 segnali d'interrupts esterni 1 circuiteria di reset e controllo alimentazione 1 linea seriale asincrona in RS 22 o TTL 5 jumpers di configurazione 1 LED di segnalazione 1 interfaccia SPI 1 interfaccia I2C BUS 1 interfaccia USB Interfaccia ISP e DEBUG 1 Real Time Clock tamponato da batteria al Litio Memorie: 64K Bytes FLASH programma utente 128 Bytes di registri gestione microcontrollore e periferiche 256 Bytes IRAM dati utente 4K Bytes XRAM dati utente 1K Bytes RAM FIFO per USB 8K Bytes FRAM dati utente Microcontrollore: Silicon Laboratories C8051F46 Frequenza clock: fino a 24 MHz (programmabile) Risoluzione A/D: 10 bits Tempo conversione A/D: fino a 5 µsec (programmabile) Tempo di accensione: circa 75 msec circa 100 msec circa sec (con I51 Bootloader grifo(r) via UART) (con I51 Bootloader grifo(r) via USB) Tempo intervento Watchdog: 1 msec 24 sec (programmabile) Pagina 14 GMM F46 Rel..00

23 ITALIAN TECHNOLOGY grifo CARATTERISTICHE FISICHE Dimensioni (L x A x P): Peso: Connettori: Range di temperatura: 20,7 x 41,2 x 15,9 mm 11 g CN1: zoccolo maschio da 28 piedini, passo 100 mils, largo 600 mils da 0 a 50 gradi Centigradi Umidità relativa: 20% fino a 90% (senza condensa) CARATTERISTICHE ELETTRICHE Tensione di alimentazione: +Vdc POW = +5 Vdc ± 5% Consumo di corrente su +5Vdc: 2 ma * (normale) 40 ma * (massimo) Tensione riferimento analogica: Tensione riferimento esterna: Vref = esterna; 2,4 V;, V 0, V Range ingressi analogici: 0 Vref (riferiti a massa) -Vref +Vref (differenziali) Impedenza ingressi analogici: Soglia controllore alimentazione: Protezione RS 22: Resistenza pull up I2C BUS: elevata 2,4 2,7 V ±15 KV 4,7 KΩ Batteria back up di bordo: Litio V; 180 mah; modello CR 202 Corrente di back up: 1,0 µa * I dati riportati sono riferiti ad un lavoro a temperatura ambiente di 20 gradi centigradi (per ulteriori informazioni fare riferimento al paragrafo ALIMENTAZIONE). GMM F46 Rel..00 Pagina 15

24 grifo ITALIAN TECHNOLOGY INSTALLAZIONE In questo capitolo saranno illustrate tutte le operazioni da effettuare per il corretto utilizzo della scheda. A questo scopo viene riportata l ubicazione e la funzione dei connettori, del LED, jumpers, ecc. presenti sulla GMM F46. SEGNALAZIONI VISIVE Il Mini Modulo GMM F46 è dotato delle segnalazioni visive descritte nella seguente tabella: LED COLORE SIGNIFICATO DL1 Rosso LED di attività e segnalazione comndato dalla linea P1.4 del microcontrollore (attivo a livello alto). FIGURA 5: TABELLA DELLE SEGNALAZIONI VISIVE La funzione principale di questo LED è quella di fornire un'indicazione visiva dello stato della scheda, facilitando quindi le operazioni di debug e di verifica funzionamento di tutto il sistema. Per una più facile individuazione di tale segnalazione visiva, si faccia riferimento alla figura 6, mentre per ulteriori informazioni sull'attivazione del LED si faccia riferimento al paragrafo LED DI SEGNALAZIONE. ALIMENTAZIONE Il Mini Modulo deve essere alimentato mediante una tensione di +5 Vdc ± 5% da fornire sugli appositi piedini 14 e 28 di CN1. In caso di particolari esigenze la tensione di alimentazione, definita +Vdc POW, può assumere anche altri valori alternativi che non vengono descritti in questo manuale e devono essere richieste direttamente alla grifo. Sulla scheda sono state adottate tutte le scelte circuitali e componentistiche che tendono a ridurre la sensibilità ai disturbi ed i consumi, compresa la possibilità di far lavorare il microcontrollore in diverse modalità a basso assorbimento che ad esempio salvaguardano la durata di batterie, nel caso di applicazioni portatili. In dettaglio si possono utilizzare le modalità operative di idle e stop oppure definire la frequenza di lavoro del microcontrollore: il tutto avviene programmando gli appositi registri interni del microcontrollore. Il programma applicativo sviluppato dall'utente può quindi ridurre il consumo sull'alimentazione ed eventualmente ripristinare il funzionamento normale in corrispondenza di un evento prestabilito come ad esempio un interrupt, variazione di un ingresso digitale e/o analogico, intervallo di tempo trascorso, ecc. Per ulteriori informazioni si faccia riferimento al paragrafo CARATTERISTICHE ELETTRICHE. Pagina 16 GMM F46 Rel..00

25 ITALIAN TECHNOLOGY grifo DL1 CN1 BT1 FIGURA 6: DISPOSIZIONE LED, CONNETTORI, BATTERIA CONNESSIONI Il Mini Modulo GMM F46 è provvisto di 1 connettore con cui vengono effettuati tutti i collegamenti con il campo e con le altre schede del sistema di controllo da realizzare. Di seguito viene riportato la disposizione ed il significato dei segnali collegati; per una facile individuazione di tale connettore, si faccia riferimento alla figura 6, mentre per ulteriori informazioni a riguardo del tipo di connessioni, fare riferimento alle figure successive che illustrano il tipo di collegamento effettuato a bordo scheda e presentano alcuni dei collegamenti più frequentemente richiesti. Tutti i connettori delle schede grifo rispettano una disposizione segnali standard in modo da poter facilmente sostituire una scheda anche con un modello diverso, senza tempi e costi aggiuntivi. CN1 - CONNETTORE CON SEGNALI DEL MINI MODULO Il connettore CN1 è uno zoccolo maschio da 28 piedini con passo 100 mils e larghezza 600 mils. Su questo connettore sono presenti tutti i segnali d'interfacciamento del mini modulo come l'alimentazione, le linee di I/O, le linee di comunicazione seriale sincrone ed asincrone, i segnali delle periferiche hardware di bordo, i segnali analogici, ecc. Numerosi piedini di questo connettore hanno una duplice o triplice funzione infatti, via software, alcune sezioni interne del microcontrollore possono essere multiplexate, od associate, ai segnali di I/O. Questa associazione é pricipalmente controllata dalla programmazione del Crossbar interno al microcontrollore e la seguente figura riporta la configurazione scelta per seguire il pin out standardizzato dei Mini Moduli grifo. Qualora l'utente richieda un'associazione diversa, può tranquillamente riprogrammare i registri del Crossbar ed ottenere il pin out che preferisce, compatibilmente con le libertà offerte dal microcontrollore, descritte in figura 8. Nella legenda segnali riportata nelle pagine seguenti é chiaramente indicato quali sono i segnali che possono essere "spostati" via software. I segnali presenti su CN1 sono quindi di diversa natura, come descritto nel sucessivo paragrafo INTERFACCIAMENTO CON IL CAMPO. Al fine di evitare problemi di conteggio e numerazione la figura 7 descrive i segnali direttamente sulla vista dall'alto della GMM F46, inoltre la serigrafia riporta la numerazione sui 4 angoli della scheda sia sul lato superiore che inferiore. GMM F46 Rel..00 Pagina 17

26 grifo ITALIAN TECHNOLOGY Vref, P0.7 /RES, C2CK RX RS22, RX TTL, P0.5 TX RS22, TX TTL, P0.4 /INTRTC, MISO, P0.1 SCL, P1.0 SDA, P0.6 USB D- USB D+ AIN, P2. SCK, P0.0 C2D, P.0 ECI, P1.5 GND Vdc POW P2.0, AIN0 P2.1, AIN1 P2.2, AIN2 P1.1, CEX0 P2.4, AIN4 P2.5, AIN5 P2.6, AIN6 P2.7, AIN7 P0.2, MOSI, INT0 P0., NSS, INT1 P1.6, T0 P1.7, T1 P1.2, CEX1 FIGURA 7: CN1 - ZOCCOLO CON SEGNALI DEL MINI MODULO Legenda: P0.n = I/O - Segnale n del Port 0 di I/O digitale del microcontrollore P1.n = I/O - Segnale n del Port 1 di I/O digitale del microcontrollore P2.n = I/O - Segnale n del Port 2 di I/O digitale del microcontrollore P.n = I/O - Segnale n del Port di I/O digitale del microcontrollore /RES = I - Segnale di reset RX RS22 = I - Linea di ricezione seriale (UART0) in RS 22 TX RS22 = O - Linea di trasmissione seriale (UART0) in RS 22 RX TTL = I - Linea di ricezione seriale (UART0) in TTL TX TTL = O - Linea di trasmissione seriale (UART0) in TTL USB D+ = I/O - Segnale differenziale positivo dell'interfaccia USB USB D- = I/O - Segnale differenziale negativo dell'interfaccia USB C2CK = I/O - Segnale di clock dell'interfaccia C2 per ISP e DEBUG ($) C2D = I/O - Segnale dati dell'interfaccia C2 per ISP e DEBUG ($) /INTRTC = O - Linea di interrupt generata dal RTC SCK = I/O - Segnale di clock e sincronismo dell'interfaccia SPI (#) MISO = I/O - Segnale di comunicazione dati dell'interfaccia SPI (#) MOSI = I/O - Segnale di comunicazione dati dell'interfaccia SPI (#) NSS = I/O - Segnale di selezione unità slave dell'interfaccia SPI (#) SDA = I/O - Linea dati dell'interfaccia I2C BUS (#) SCL = I/O - Linea clock dell'interfaccia I2C BUS (#) Vref = I/O - Tensione di riferimento delle sezioni analogiche AINn = I - Ingresso analogico n collegato a sezione A/D converter (#) ECI = I - Segnale di clock esterno della sezione PCA (#) CEXn = I/O - Segnale collegato al canale n della sezione PCA (uscita PWM, ingresso cattura e comparazione, ecc.) (#) Tn = I - Segnale collegato alla sezione Timer Counter n del microcontrollore (#) SYSCLK = O - Segnale di clock del microcontrollore (#) CPn+ = I - Ingresso analogico positivo collegato al Comparatore n (#) CPn- = I - Ingresso analogico negativo collegato al Comparatore n (#) Pagina 18 GMM F46 Rel..00

27 ITALIAN TECHNOLOGY grifo CPn = O - Uscita digitale del Comparatore n sincrona al segnale di clock (#) CPnA = O - Uscita digitale del Comparatore n asincrona (#) INTn = I - Linea d'interrupt n del microcontrollore (#) +Vdc POW = I - Linea di alimentazione GND = - Linea di massa ($) Prima di collegare i segnali dell'interfaccia C2 per ISP e DEBUG, si prega di contattare la grifo. (#) I segnali contrassegnati da questo simbolo possono essere associati ai pin del GMM F46 tramite la programmazione software del microcontrollore. La seguente figura riassume tutte le associazioni tra i segnali delle periferiche interne (righe della tabella) ed i pin del Mini Modulo (colonne della tabella): le caselle blu segnalano le associazioni possibili. La scelta di quali associazioni usare avviene tramite i registri della sezione Crossbar, come opportunamente descritto nella documentazione del microcontrollore o l'appendice A di questo manuale. L'associazione riportata in figura 7 é una delle possibili configurazioni, scelta per ottenere il pin out standardizzato dei Mini Moduli grifo. FIGURA 8: ASSOCIAZIONI SEGNALI DEL CROSSBAR GMM F46 Rel..00 Pagina 19

28 grifo ITALIAN TECHNOLOGY INTERFACCIAMENTO CON IL CAMPO Al fine di evitare eventuali problemi di collegamento della scheda con tutta l elettronica del campo a cui la GMM F46 si deve interfacciare, si devono seguire le informazioni riportate in tutto il manuale e le relative figure che illustrano le modalità interne di connessione. - Per i segnali che riguardano la comunicazione seriale con il protocollo RS 22 fare riferimento alle specifiche standard di questo protocollo. - Tutti i segnali a livello TTL possono essere collegati a linee dello stesso tipo riferite alla massa digitale della scheda. Il livello 0V corrisponde allo stato logico 0, mentre il livello,v o 5V corrisponde allo stato logico 1. La connessione di tali linee ai dispositivi del campo (fine corsa, encoders, elettrovalvole, relé di potenza, ecc.) deve avvenire tramite apposite interfacce che preferibilmente devono essere optoisolate in modo da mantenere la logica del Mini Modulo separata dagli eventuali disturbi dell'elettronica di potenza. Durante il collegamento delle linee digitali TTL, ricordare che queste possono essere configurate via software con diverse interfacce elettriche (uscite Open Drain o Push Pull, ingressi con o senza pull up, ecc. - La tensione di riferimento Vref deve essere collegata ad un segnale bassa impedenza nel range 0, V, perfettamente filtrato e stabilizzato quando é selezionata una sorgente esterna, oppure rimanere non connesso. - I segnali d ingresso alla sezione A/D devono essere collegati a segnali analogici a bassa impedenza che rispettino il range di variazione ammesso, ovvero da 0 V alla tensione di riferimento selezionata. - I segnali d ingresso al comparatore analogico devono essere collegati a segnali analogici a bassa impedenza che rispettino il range di variazione ammesso, ovvero da 0, V. - I segnali PWM generati dai canali della sezione PCA sono a livello TTL e devono essere quindi opportunamente bufferati per essere interfacciati all'azionamento di potenza. Le classiche circuiterie da interporre possono essere dei semplici driver di corrente se é ancora necessario un segnale PWM, oppure un integratore qualora sia necessario un segnale analogico. - I segnali I2C BUS sono di tipo open drain, come definito dallo stesso standard; per completezza si ricorda solo che, dovendo realizzare una rete con numerosi dispositivi e con una discreta lunghezza, si deve studiare attentamente il collegamento, configurare opportunamente lo stadio d'uscita, le molteplici modalità operative ed il bit rate in modo da poter comunicare in ogni condizione. Nel collegamento I2C BUS ci devono essere due resistenze di pull up alle estremità della stesso, come definito dalle specifiche standard di questa interfaccia. Sul Mini Modulo i segnali SDA ed SCL hanno un pull up verso l'alimentazione a +, Vdc, di 4,7 KΩ. - I segnali SPI sono a livello TTL, come definito dallo stesso standard; anche per questa interfaccia si ricorda che, dovendo realizzare una rete con numerosi dispositivi e con una discreta lunghezza, si deve studiare attentamente il collegamento e configurare opportunamente lo stadio d'uscita, le molteplici modalità operative ed il bit rate in modo da poter comunicare in ogni condizione. - Per i segnali che riguardano la comunicazione seriale USB fare riferimento alle specifiche standard di questo protocollo. Pagina 20 GMM F46 Rel..00

29 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 9: PIANTA COMPONENTI (LATO SUPERIORE) FIGURA 10: PIANTA COMPONENTI (LATO INFERIORE) GMM F46 Rel..00 Pagina 21

30 grifo ITALIAN TECHNOLOGY JUMPERS A bordo del Mini Modulo GMM F46 sono presenti 4 jumpers a cavalliere ed 1 a stagno, con cui è possibile effettuare alcune selezioni che riguardano il modo di funzionamento dello stesso. Di seguito ne è riportato l elenco e la loro funzione nelle varie modalità di connessione. JUMPER POSIZIONE UTILIZZO DEF. J1.1 J1.2 J1. J1.4 JS Non connesso Connesso Collega il segnale di ricezione della linea seriale asincrona, sul pin di CN1, direttamente al microcontrollore. Usato in abbinamento ai jumpers J1.2 e J1.. Collega il segnale di ricezione della linea seriale asincrona, sul pin di CN1, al driver RS 22. Usato in abbinamento ai jumpers J1.2 e J1.. Collega il segnale di trasmissione della linea seriale asincrona, sul pin 4 di CN1, direttamente al microcontrollore. Usato in abbinamento ai jumpers J1.1 e J1.. Collega il segnale di trasmissione della linea seriale asincrona, sul pin 4 di CN1, al driver RS 22. Usato in abbinamento ai jumpers J1.1 e J1.. Non collega segnale di ricezione della linea seriale asincrona del microcontrollore al driver RS 22. Usato in abbinamento ai jumpers J1.1 e J1.2. Collega segnale di ricezione della linea seriale asincrona del microcontrollore al driver RS 22. Usato in abbinamento ai jumpers J1.1 e J1.2. Collega segnale P1. del microcontrollore a massa ed é utilizzabile come ingresso di configurazione a livello logico 0. Con l'i51 Bootloader grifo(r) seleziona la comunicazione tramite linea seriale USB. Collega segnale P1. del microcontrollore alla tensione di alimentazione ed é utilizzabile come ingresso di configurazione a livello logico 1. Con l'i51 Bootloader grifo(r) seleziona la comunicazione tramite linea seriale asincrona (UART). Non collega la batteria al Litio di bordo alla circuiteria di back up del Real Time Clock. Collega la batteria al Litio di bordo alla circuiteria di back up del Real Time Clock. * * * * * FIGURA 11: TABELLA JUMPERS Per riconoscere le connessioni e le posizioni dei jumpers sulla scheda si faccia riferimento alla serigrafia della stessa od alla figura 12 di questo manuale, dove viene riportata la numerazione dei pin, che coincide con quella utilizzata in tutte le descrizioni del manuale. Nella precedente tabella l'* (asterisco) indica la configurazione di default, ovvero quella impostata in fase di collaudo, con cui la scheda viene fornita. Pagina 22 GMM F46 Rel..00

31 ITALIAN TECHNOLOGY grifo L'utente può verificare la configurazione base ricevuta, anche nell'appendice C del manuale; ulteriori informazioni sulla funzione dei jumper della GMM F46 sono riportate nei seguenti paragrafi relativamente alla sezione su cui gli stessi jumper intervengono. J1. J1.4 JS J1.1 J1.2 FIGURA 12: DISPOSIZIONE E NUMERAZIONE JUMPERS INTERRUPTS Una caratteristica peculiare della GMM F46 è la notevole potenza nella gestione delle interruzioni. Di seguito viene riportata una breve descrizione di quali sono i dispositivi che possono generare interrupts e con quale modalità; per quanto riguarda la gestione di tali interrupts si faccia riferimento alla documentazione del microprocessore oppure all APPENDICE A di questo manuale. - Pin 19 di CN1 -> Genera un INT0 sul microcontrolore. Questo interrupt esterno può essere associato via software a qualsiasi pin P0.n del Mini Modulo. - Pin 18 di CN1 -> Genera un INT1 sul microcontrolore.questo interrupt esterno può essere associato via software a qualsiasi pin P0.n del Mini Modulo. - Periferiche di bordo -> Generano un interrupt interno. In particolare le possibili sorgenti d'interrupt interno sono le sezioni: Watchdog, Brown-out Detector, Timer 0, Timer 1, Timer 2, Timer, SPI, I2C BUS, UART0, USB, PCA, A/D converter, Comparatori, ecc. - Pin 5 di CN1 -> E' generata dal RTC di bordo e può generare interrupt periodici od a tempi preimpostati sulla linea P0.1 del microcontrollore. Complessivamente il modulo dispone di 16 sorgenti ed incorporata nel microcontrollore si trova la logica di gestione degli interrupts che consente di attivare, disattivare, mascherare le sorgenti e che regolamenta l'attivazione contemporanea di più interrupts. In questo modo l utente ha sempre la possibilità di rispondere in maniera efficace e veloce a qualsiasi evento esterno, stabilendo anche la priorità delle varie sorgenti. GMM F46 Rel..00 Pagina 2

32 grifo ITALIAN TECHNOLOGY BACK UP OROLOGIO Il GMM F46 é provvisto di una batteria al litio BT1 che provvede a tamponare il Real Time Clock di bordo anche in assenza della tensione di alimentazione. Il jumper JS1 collega o meno questa batteria in modo da salvaguardarne la durata prima dell installazione o in tutti i casi in cui il back up non é necessario. Nella configurazione di default il JS1 é non connesso, equivalente a batteria non collegata: l'utente deve connetterlo qualora necessiti mantenere sempre in funzione il RTC. La connessione del jumper JS1 deve avvenire con uno stagnatore di bassa potenza, utilizzando dello stagno ed un flussante non corrosivi. Per quanto riguarda le caratteristiche della circuiteria di back up vedere il paragrafo CARATTERISTICHE ELETTRICHE, mentre per una facile individuazione dei componenti coinvolti nella circuiteria di back up, si vedano le figure 6 e 12. COLLEGAMENTO I2C BUS Sul connettore CN1 della GMM F46 sono disponibili i segnali di un'interfaccia I2C BUS, gestita dalla periferica hardware denominata SMBus (System Management Bus), che possono essere collegati a numerosi altri dispositivi dotati dello stesso standard. Le seguenti figure illustrano alcune modalità di collegamento e sottolineano che la GMM F46 può funzionare sia come Master che come Slave I2C BUS. Alcune schede di supporto ai Mini Moduli prodotte dalla grifo (come le GMB HRxxx e la GAB H844) prevedono, tra le altre cose, anche un connettore dedicato all'i2c BUS, in modo da facilitare al massimo le connessioni con il campo. +, Vdc CN1 GMM F SDA SCL GND SDA SCL GND Sistema con linea I2C BUS FIGURA 1: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO PUNTO PUNTO IN I2C BUS Pagina 24 GMM F46 Rel..00

33 ITALIAN TECHNOLOGY grifo SDA Slave I2C BUS 1 SCL GND GMM F46 Master +, Vdc Slave I2C BUS 2 SDA 7 SDA CN1 SCL 6 SCL GND 14 GND : GMM F46 Slave n +, Vdc 7 6 SDA SCL CN1 14 GND FIGURA 14: ESEMPIO DI COLLEGAMENTO IN RETE PER COMUNICAZIONE I2C BUS Da notare che in una rete I2C BUS, devono essere presenti due resistenze di pull up alle estremità della stessa, rispettivamente vicino all'unità master ed all'ultima unità slave. A bordo della GMM F46 sono sempre presenti tali resistenze,hanno un valore di 4,7 KΩ e sono collegate alla tensione di alimentazione del microcontrollore a +, Vdc, come riportato nelle figure e nel paragrafo CARATTERISTICHE ELETTRICHE. L'utente deve scegliere e/o configurare i dispositivi I2C BUS da collegare, tenendo conto di questa caratteristica. Per maggiori informazioni consultare il documento "THE I2C-BUS SPECIFICATION", della PHILIPS Semiconductors. GMM F46 Rel..00 Pagina 25

34 grifo ITALIAN TECHNOLOGY SELEZIONE MODO OPERATIVO Come descritto nella figura 11, il jumper J1.4 ha una duplice funzione: ingresso di configurazione utente o selettore linea di comunicazione usata dall'i51 Bootloader grifo(r). Nel primo caso l'utente lo può usare per selezionare delle condizioni di lavoro (lingua di rappresentazione, definizione parametri del programma, modalità operativa, ecc.) con una semplice acquisizione via software del suo stato, come descritto nel seguente paragrafo INGRESSO DI CONFIGURAZIONE. Nel secondo caso é invece l'i51 Bootloader grifo(r) ad usarlo per selezionare il tipo di comunicazione usata per la programmazione ISP, come segue: J1.4 Linea seriale usata 1-2 -> USB 2- -> asincrona (UART) Un apposito programma per PC é in grado di comunicare con entrambe le linee seriali e permette di cancellare e riscrivere le memorie di bordo del microcontrollore in modalità ISP. La scelta della linea, e quindi la configurazione del J1.4, spetta quindi all'utente in base alle esigenze dell'applicazione che deve realizzare. In generale la linea scelta deve essere collegata al PC di sviluppo, che effettua la programmazione ISP ed una volta terminata può comunque essere usata anche per altre funzioni. La linea non scelta invece rimane completamente libera ed indipendente dalle operazioni di sviluppo e debug. La programmazione ISP (In System Programming) riduce i costi ed i tempi di sviluppo dell'applicazione, infatti elimina la necessità di usare EPROM esterne, programmatori, cancellatori, ecc. Per ulteriori informazioni sulla programmazione ISP si prega di consultare il capitolo COME INIZIARE oppure la specifica documentazione tecnica riportata in APPENDICE D. SELEZIONE COMUNICAZIONE SERIALE La linea di comunicazione seriale asincrona della scheda GMM F46 può essere bufferata in RS 22 o TTL. Nel caso vengano bufferata in RS 22, i segnali delle linee sono protetti da scariche fino a ±15 KV. La selezione del protocollo elettrico avviene via hardware e richiede un'opportuna configurazione dei jumpers di bordo, come descritto nella precedente tabella; l'utente può autonomamente passare da una configurazione all'altra seguendo le informazioni riportate di seguito. I due protocolli RS 22 e TTL sono elettricamente incompatibili e l'utente, prima di collegare la seriale asincrona al sistema esterno, deve attentamente verificare l'interfaccia presente su quest'ultimo e configurare opportunamente i jumpers. Il collegamento di una linea RS 22 ad una GMM F46 configurata in TTL può anche provocare danneggiamenti e/o rotture. Dal punto di vista software sulla linea può essere definito il protocollo fisico di comunicazione tramite la programmazione di alcuni registri interni del microprocessore. L'interfaccia seriale (denominata UART0) è gestita tramite un apposito gruppo di registri che una volta programmati, consentono di gestire sia la ricezione che la trasmissione asincrona di dati. Pagina 26 GMM F46 Rel..00

35 ITALIAN TECHNOLOGY grifo - LINEA SERIALE (UART0) SETTATA IN RS 22 (configurazione default) J1.1 = 2- J1.2 = 2- J1. = 2- FIGURA 15: CONFIGURAZIONE SERIALE IN RS 22 CN1 GMM F RX RS22 TX RS22 GND TX RX GND Sistema Esterno FIGURA 16: ESEMPIO COLLEGAMENTO SERIALE IN RS 22 - LINEA SERIALE (UART0) SETTATA IN TTL J1.1 = 1-2 J1.2 = 1-2 J1. = 1-2 FIGURA 17: CONFIGURAZIONE SERIALE IN TTL CN1 GMM F RX TTL TX TTL GND TX RX GND Sistema Esterno FIGURA 18: ESEMPIO COLLEGAMENTO SERIALE IN TTL GMM F46 Rel..00 Pagina 27

36 grifo ITALIAN TECHNOLOGY RESET, CONTROLLO ALIMENTAZIONE, WATCHDOG Sulla GMM F46, sono presenti otto diverse sorgenti di reset, che possono essere così riassunte: 1) Segnale collegato al pin 2 di CN1, attivo basso, che può essere collegato anche ad un semplice pulsante normalmente aperto e che, una volta premuto, collega il segnale /RES alla massa GND. La sua funzione principale é quella di uscire da condizioni di loop infinito, soprattutto durante la fase di debug oppure per rieseguire il programma applicativo senza dover interrompere l'alimentazione della scheda. 2) Circuiteria di controllo alimentazione che attiva il reset quando la tensione di alimentazione scende al di sotto della soglia d'intervento. Questa circuiteria integrata nel microcontrollore prende il nome di Vdd monitor. ) Circuiteria controllo clock di sistema, integrata nel microcontrollore, che prende il nome di Missing Clock Detector. 4) Circuiteria di Watchdog, interna al microcontrollore, molto efficiente e di facile gestione software. In dettaglio le caratteristiche di questa circuiteria sono le seguenti: - funzionamento astabile; - tempo d'intervento programmabile via software da circa 1 msec fino ad 24 sec; - attivazione e disattivazione via software tramite programmazione registri della sezione PCA; - retrigger via software su canale 4 della sezione PCA; - abilitazione forzata della circuiteria dopo reset ed accensione. Nel funzionamento astabile una volta scaduto il tempo d'intervento, la circuiteria attiva il reset per un intervallo di tempo provocando la ripartenza del microcontrollore. In questa fase il Watchdog é forzato attivo ed il programma lo deve quindi disattivare o retriggerare periodicamente. Si ricorda che la funzione principale della circuiteria di Watchdog é quella di conferire una sicurezza intrinseca per la corretta esecuzione del programma da parte della scheda. Infatti se il programma non é più eseguito regolarmente, non effettua il retrigger periodico della circuiteria e questa quindi interviene resettando la scheda, come descritto. 5) Attivazine via software tramite il settaggio di apposito registro RSTSRC del microcontrollore. 6) Comparatore 0 del microcontrollore. 7) Errore di lettura e/o scrittura della FLASH integrata nel microcontrollore, od accesso ad aree protette o riservate. 8) Controllore USB del microcontrollore. A seconda della sorgente e della configurazione del microcontrollore, la circuiteria di reset può rimanere attiva per un tempo diverso. Con l'impostazione di base fornita dalla grifo tale attivazione dura circa 75 msec. Al termine tutte le sezioni della scheda vengono resettate per garantire una condizione di azzeramento generale e la scheda riprende l esecuzione del programma salvato in FLASH all'indirizzo 0000H. Normalmente a questo indirizzo é presente l'i51 Bootloader grifo(r) che aggiunge un proprio tempo di esecuzione alla vera partenza del programma applicativo utente. La circuiteria di reset così realizzata assicura il corretto funzionamento della scheda e dell'eventuale elettronica collegata, in ogni condizione operativa e soprattutto nella sempre difficile fase di accensione e spegnimento. Per maggiori informazioni sulle sorgenti di reset interne al microcontrollore fare riferimento all'apposita documentazione tecnica oppure all'appendice A di questo manuale. Pagina 28 GMM F46 Rel..00

37 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 19: VISTA DALL'ALTO FIGURA 20: VISTA DAL BASSO GMM F46 Rel..00 Pagina 29

38 grifo ITALIAN TECHNOLOGY S CHEDE DI SUPPORTO Il Mini Modulo GMM F46 può essere utilizzato come macro componente per alcune schede di supporto sia sviluppate dall'utente che già disponibili nel carteggio grifo. Nei sucessivi paragrafi vengono illustrati gli abbinamenti con le schede di supporto più interessanti. In corrispondenza del primo ordine viene fornita una ricca serie di programmi dimostrativi che consentono di utilizzare sia le risorse del Mini Modulo, che quelle della scheda di supporto, immediatamente. UTILIZZO CON MODULO GMB HR84 La GMB HR84 si distingue per essere una scheda che consente ai Mini Moduli da 28 piedini di essere collegati ai segnali del campo tramite delle apposite circuiterie di potenza optoisolate, in modo da essere facilmente e velocemente installati nei quadri elettrici del sistema da realizzare. La descrizione completa del prodotto è disponibile nel relativo foglio e manuale tecnico, mentre in questo paragrafo sono riportate le potenzialità offerte e la configurazione richiesta da questa accoppiata. La GMB HR84 permette facilmente di: - alimentare il Mini Modulo tramite lo switching di bordo che accetta un ingresso ad ampio range sia in continua che alternata; - riportare otto linee dei port di I/O sugli ingressi optoisolati che possono essere indifferentemente di tipo NPN o PNP. Lo stato di tutti gli 8 ingressi viene visualizzato tramite LEDs verdi. Essendo le linee multiplexate con le periferiche interne è possibile creare rapidamente funzioni evolute come contatori, riconoscimento combinazioni, gestore di eventi; ecc.; - fornire un'alimentazione galvanicamente isolata per gli ingressi NPN o PNP, in modo da poter collegare all'esterno dei semplici ed economici contatti puliti; - riportare quattro linee dei port di I/O su uscite a Relè visualizzate tramite LEDs rossi; - avere l'interfaccia I2C BUS, completa di alimentazione, su un connettore dedicato; - collegare la linea di comunicazione seriale asincrona con un connettore AMP MODU II da 8 vie; - collegare la linea di comunicazioneusb con un connettore standard di tipo B, femmina; - bufferare, esternamente al Mini Modulo, i segnali della linea seriale TTL in RS 422, RS 485 o Current Loop passivo; - collegare fino a 2 segnali PWM su un connettore AMP MODU II da 8 vie; - fornire la tensione di riferimento per la sezione A/D e collegare fino a ingressi analogici, di cui uno con partitore per ampliamento range d'ingresso; - cablare facilmente tutti i segnali tramite connettori a morsettiera a rapida estrazione ed altri connettori standard; - effettuare un montaggio meccanico su barra ad omega. Pagina 0 GMM F46 Rel..00

39 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 21: ACCOPPIATA GMB HR84 + GMM F46 La seguente configurazione consente di usare l'accoppiata GMB HR84 + GMM F46, con linea seriale in RS 22, ingressi optoisolati di tipo NPN, e batteria collegata: Configurazione GMM F46 Configurazione GMB HR84 J1.1 = 2- J1, J9 = non connessi J1.2 = 2- J2, J, J4 = 2- J1. = 2- J5 = 2- J1.4 = vedi sotto J6 = 1-2 JS1 = connesso J7 = 1-2 J8 = non connesso J10 = 2- J11 = non connesso J1, J14 = 1-2 Collegamento con PC di sviluppo: - cavo standard USB A+B in caso di sviluppo tramite seriale USB (J1.4 della GMM F46 in 1-2). - AMP8 Cable con vaschetta D9 femmina in caso di sviluppo tramite seriale asincrona UART (J1.4 della GMM F46 in 2-). GMM F46 Rel..00 Pagina 1

40 grifo ITALIAN TECHNOLOGY UTILIZZO CON MODULO GAB H844 La GAB H844 si distingue per essere una scheda che consente ai Mini Moduli da 28 o 40 piedini di essere collegati ai segnali del campo sia analogici, tramite delle apposite circuiterie di condizionamento, che digitali, tramite circuiterie di potenza optoisolate, in modo da essere facilmente e velocemente installati nei quadri elettrici del sistema da realizzare La descrizione completa del prodotto è disponibile nel relativo foglio e manuale tecnico, mentre in questo paragrafo sono riportate le potenzialità offerte e la configurazione richiesta da questa accoppiata. La GAB H844 permette facilmente di: - alimentare il Mini Modulo tramite lo switching di bordo che accetta un ingresso ad ampio range sia in continua che alternata; - riportare quattro linee dei port di I/O sugli ingressi optoisolati che possono essere indifferentemente di tipo NPN o PNP. Lo stato di tutti i 4 ingressi viene visualizzato tramite LEDs verdi. Essendo le linee multiplexate con le periferiche interne è possibile creare rapidamente funzioni evolute come contatori, riconoscimento combinazioni, gestore di eventi; ecc.; - fornire una alimentazione galvanicamente isolata per gli ingressi NPN o PNP, in modo da poter collegare all'esterno dei semplici ed economici contatti puliti; - riportare quattro linee dei port di I/O su uscite a Relè visualizzate tramite LEDs rossi; - riportare otto ingressi analogici ad altrettanti segnali provenienti dal campo, attraverso circuiterie di condizionamento di precisione. Grazie a queste circuiterie possono essere acquisiti i tipici segnali del settore industriale (0 20 ma, 4 20 ma; 0 10 V; ecc.). - avere l'interfaccia I2C BUS, completa di alimentazione, su un connettore dedicato; - collegare la linea di comunicazione seriale asincrona con un connettore AMP MODU II da 8 vie; - collegare la linea di comunicazioneusb con un connettore standard di tipo B, femmina; - bufferare, esternamente al Mini Modulo, i segnali della linea seriale TTL in RS 422, RS 485 o Current Loop passivo; - collegare i segnali PWM su un connettore AMP MODU II da 8 vie; - collegare alcuni segnali multifunzione TTL su connettori AMP MODU II da 8 vie; - fornire la tensione di riferimento per la sezione A/D; - cablare facilmente tutti i segnali tramite connettori a morsettiera a rapida estrazione ed altri connettori standard; - effettuare un montaggio meccanico su barra ad omega. Pagina 2 GMM F46 Rel..00

41 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 22: ACCOPPIATA GAB H844 + GMM F46 La seguente configurazione consente di usare l'accoppiata GAB H844 + GMM F46, con linea seriale in RS 22, ingressi optoisolati di tipo NPN, batteria collegata ed 8 ingressi analogici nel range 0 Vref Mini Modulo: Configurazione GMM F46 Configurazione GAB H844 J1.1 = 2- J1, J9 = non connessi J1.2 = 2- J2, J, J4 = 2- J1. = 2- J5 = 2- J1.4 = vedi sotto J8 = non connesso JS1 = connesso J10 = 2- J11 = non connesso J1, J14 = 1-2 J15 J29 dispari = 1-2 J16 J0 pari = 1-2 J1 J4 = 1-2 J5 J8 = 1-2 JS1 = connesso Collegamento con PC di sviluppo: - cavo standard USB A+B in caso di sviluppo tramite seriale USB (J1.4 della GMM F46 in 1-2). - AMP8 Cable con vaschetta D9 femmina in caso di sviluppo tramite seriale asincrona UART (J1.4 della GMM F46 in 2-). GMM F46 Rel..00 Pagina

42 grifo ITALIAN TECHNOLOGY UTILIZZO CON SCHEDA GMM TST Nel carteggio grifo la GMM TST si distingue per essere la scheda valutativa progettata esplicitamente per fare da supporto ai Mini Moduli GMM xxx da 28 e 40 piedini. La GMM TST é un'evoluzione della GMM TST 2, che a sua volta é un'evoluzione della GMM TST, ma per il mini modulo GMM F46 può essere usata solo l'ultima versione. Nell'APPENDICE B viene riportato anche lo schema elettrico completo di questa scheda di supporto. La GMM TST permette di: - alimentare il Mini Modulo tramite l'alimentatore lineare di bordo che accetta un ingresso ad ampio range sia in continua che alternata; - riportare le linee dei port di I/O digitale su connettori a scatolino compatibili con lo standard I/O ABACO su cui sono disponibili schede di pilotaggio I/O digitali di diversi tipi (relé, transistor, ingressi optoisolati, LEDs e pulsanti, ecc.); - riportare le linee analogiche dell'a/d converter su connettori a scatolino compatibili con lo standard I/O ABACO facilmente collegabili a sensori esterni; - collegare la linea seriale RS 22 tramite un connettore a vaschetta D9 femmina; - impostare e visualizzare lo stato di 2 linee di I/O, del Mini Modulo tramite pulsanti e LEDs di colori differenti, escludibili tramite jumper; - generare feedback sonori mediante il buzzer di bordo; - fornire la tensione di riferimento per la sezione A/D; - azzerare il Mini Modulo montato tramite un comodo pulsante di reset; - sviluppare rapidamente e confortevolmente applicazioni di interfaccia utente avvalendosi della tastiera a matrice 4x4 da 16 tasti e del display LCD retroilluminato da 2 righe di 20 caratteri; - sviluppare una scheda di supporto secondo le esigenze dell'utente, partendo dallo schema elettrico fornito; - gestire la programmazione ed il DEBUG del fw sul Mini Modulo, sfruttando l'interfaccia C2 del microcontrollore, riportata su uno dei connettori per la programmazione ISP. Se interessati a questa possibilità, si prega di contattare prima la grifo. Pagina 4 GMM F46 Rel..00

43 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 2: ACCOPPIATA GMM TST + GMM F46 La seguente configurazione consente di usare l'accoppiata GMM TST + GMM F46, con batteria collegata, Vref interna e linea seriale in RS 22, usata anche per il collegamento al PC di sviluppo, tramite l'i51 Bootloader grifo(r) sulla stessa seriale asincrona (UART): Configurazione GMM F46 Configurazione GMM TST J1.1 = 2- J1 = non connesso J1.2 = 2- J2 = non connesso J1. = 2- J = non connesso J1.4 = 2- J4 = non connesso JS1 = connesso J5 = non connesso J6 = non connesso J7 = non connesso J8 = non connesso J9 = non connesso J10 = 1-2 J11 = 1-2 J12 = non connesso J1 = non connesso Cavo collegamento seriale con PC di sviluppo = CCR 9+9E (ovvero cavo prolunga con vaschetta D9 Femmina e D9 Maschio). GMM F46 Rel..00 Pagina 5

44 grifo ITALIAN TECHNOLOGY UTILIZZO CON SCHEDA CAN GMT Nel carteggio grifo la CAN GMT si distingue per essere la scheda valutativa progettata esplicitamente per fare da supporto ai Mini Moduli CAN xxx ed alcuni GMM xxx da 28 piedini. Nell'APPENDICE B viene riportato anche lo schema elettrico completo di questa scheda di supporto. La CAN GMT permette di: - alimentare il Mini Modulo tramite l'alimentatore lineare di bordo che accetta un ingresso ad ampio range sia in continua che alternata; - riportare le linee dei port di I/O digitale su un connettore a scatolino compatibile con lo standard I/O ABACO su cui sono disponibili schede di pilotaggio I/O digitali di diversi tipi (relé, transistor, ingressi optoisolati, LEDs e pulsanti, ecc.); - riportare le linee analogiche dell'a/d converter su un connettore a scatolino compatibile con lo standard I/O ABACO facilmente collegabile a sensori esterni; - collegare la linea seriale RS 22 tramite un connettore a vaschetta D9 femmina; - collegare la linea seriale USB tramite un connettore a vaschetta D9 maschio; - collegare la linea seriale I2C BUS tramite un connettore a morsettiera a 5 vie; - impostare e visualizzare lo stato di 6 linee di I/O, del Mini Modulo tramite pulsanti e LEDs di colori differenti, escludibili tramite jumper; - visualizzare lo stato della linea di interrupt del RTC (/INTRTC); - generare feedback sonori mediante il buzzer di bordo; - fornire la tensione di riferimento per la sezione A/D; - azzerare il Mini Modulo montato tramite un comodo pulsante di reset; - sviluppare rapidamente e confortevolmente delle circuiterie d'interfacciamento sull'area prototipale millefori disponibile sulla scheda; - sviluppare una scheda di supporto secondo le esigenze dell'utente, partendo dallo schema elettrico fornito; Pagina 6 GMM F46 Rel..00

45 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 24: ACCOPPIATA CAN GMT + GMM F46 La seguente configurazione consente di usare l'accoppiata CAN GMT + GMM F46, con batteria collegata, Vref interna, linea seriale in RS 22, uso del buzzer, uso delle segnalazioni visive e collegamento al PC di sviluppo su seriale USB, tramite l'i51 Bootloader grifo(r): Configurazione GMM F46 Configurazione CAN GMT J1.1 = 2- J1 = 1-2 J1.2 = 2- J2 = 1-2 J1. = 2- J = 1-2 J1.4 = 1-2 J4 = 1-2 JS1 = connesso J5 = 1-2 J6 = 1-2 J7 = non connesso J8 = non connesso J9 = 1-2 Cavo collegamento seriale con PC di sviluppo = USBA-D9F.Cable (ovvero cavo prolunga USB con connettore di tipo A maschio su un capo e connettore D9 femmina su altro capo, come descritto in figura 26). GMM F46 Rel..00 Pagina 7

46 grifo ITALIAN TECHNOLOGY COME INIZIARE In questo capitolo vengono illustrate le operazioni da effettuare per iniziare ad usare la GMM F46 in maniera rapida e lineare, senza dover affrontare alcun problema tipico del primo uso. Il capitolo é composto da alcune parti comuni ed altre che invece si differenziano a seconda dell'ambiente di sviluppo e la linea di comunicazione usate. Inoltre si ipotizza che l'utente disponga degli accessori (per l'alimentazione e collegamento USB o seriale) e di un PC in grado di eseguire i programmi descritti nei seguenti punti; tale PC viene identificato con il nome PC di sviluppo ed i suoi requisiti minimi sono riportati nella documentazione degli stessi programmi usati. Con l'intento di soddisfare le più frequenti esigenze d'uso, il capitolo é suddiviso in diversi paragrafi strutturati ad albero. Lo sfondo giallo al loro inizio e la numerazione a livelli anteposta al nome, facilitano il riconoscimento dei paragrafi e la loro posizione nella gerarchia ad albero usata. A) PREDISPOSIZIONI INIZIALI A1) Sul CD grifo ricevuto in corrispondenza del primo acquisto, localizzare e quindi installare sul disco rigido del PC di sviluppo, il programma di utility I51 Bootloader grifo(r). Questo gestisce la programmazione della memoria programma e dati della FLASH presente sulla GMM F46 e comunica con il Bootloader presente sullo stesso modulo, tramite una linea seriale RS 22 od USB. In alternativa potete trovare l'ultima versione gratuita di questo programma sui siti grifo. Il programma viene fornito completo di installatore, in un unico file con il nome convenzionale Setup.exe. Una volta eseguito il programma di installazione si presenta, consente di selezionare la cartella in cui salvare il programma e poi procede con la copia di quanto necessario. Se durante l'installazione vengono presentate richieste relative alla sostituzione di file di sistema, ricordare di rispondere in modo da mantenere sempre i file originali già presenti sul PC. FIGURA 25: INSTALLAZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R) Pagina 8 GMM F46 Rel..00

47 ITALIAN TECHNOLOGY grifo A2) Il programma di installazione, oltre a preparare l'i51 Bootloader grifo(r) sul PC di sviluppo, provvede anche a copiare i driver per la GMM F46 richiesti dal sistema operativo in uso. Al termine della sua esecuzione si deve verificare che l'installazione sia riuscita correttamente, nell'apposita finestra rappresentata. Indipendentemente dalla lingua selezionata sul PC di sviluppo, il programma d'installazione usa sempre la lingua Inglese. A) Effettuare il collegamento USB tra il Mini Modulo GMM F46 ed il PC di sviluppo, ovvero collegare i due segnali di comunicazione (USB D+, USB D-) e la massa di riferimento (GND). Naturalmente questa connessione varia a seconda dell'eventuale scheda di supporto usata ed in generale é quella riportata nella figura seguente. Come si può notare dalla figura 26, in caso di utilizzo dell'accoppiata CAN GMT + GMM F46, il collegamento é effettuato con un cavo provvisto di un connettore USB A maschio (plug) da un lato ed un connettore vaschetta D9 femmina dall'altro lato; tale cavo può essere anche ordinato alla grifo specificando il codice USBA-D9F.Cable. Usando altre schede di supporto, come le GMB HR84, GMB HR246 e la GAB H844, si può invece usare un normale cavo USB A+B. J8: Non Connesso DB9F USBA CN1 GMM F46 J1.4 in USB D- USB D+ GND 2 7 Bianco Verde Nero 2 4 USB D- USB D+ GND Linea seriale USB PC CAN GMT CN5 DB9M FIGURA 26: COLLEGAMENTO USB TRA GMM F46 E PC Per quanto riguarda l'alimentazione, si sottolinea che per il Mini Modulo GMM F46 non viene fornita dalla linea USB, bensì da una sorgente esterna; in questa fase tale alimentazione non deve essere ancora fornita. A4) Assicurare che il jumper J1.4 sia in 1-2 in modo da scegliere la comunicazione via USB. A5) Provvedere un'alimentazione adeguata: in caso di utilizzo del solo Mini Modulo tale alimentazione deve essere fornita come descritto nel paragrafo ALIMENTAZIONE, ad esempio usando un alimentatore da laboratorio. Qualora si utilizzi un'accoppiata si possono sfruttare diverse sorgenti di alimentazione, come descritto nel manuale tecnico della scheda di supporto usata. A6) Dopo alcuni istanti il PC di sviluppo deve riconoscere il collegamento di un nuovo dispositivo ed aprire la finestra di Installazione guidata nuovo hardware. A questo punto il sistema operativo cerca il relativo software di gestione che, come indicato al punto A2, é già stato copiato e deve essere solo cercato e trovato. La modalità di ricerca varia a seconda del sistema operativo del PC di sviluppo e le figure seguenti illustrano le operazioni per Windows XP. GMM F46 Rel..00 Pagina 9

48 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA 27: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (1 DI 4) A7) In generale il software di gestione deve essere installato automaticamente, senza cercarlo in internet, e nemmeno sui dischi o cartelle del PC. FIGURA 28: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (2 DI 4) Pagina 40 GMM F46 Rel..00

49 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 29: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 ( DI 4) A8) In corrispondenza della finestra che avvisa del non rispetto della compatibilità Windows, continuare fino ad ottenere la finestra finale che invece deve indicare il corretto completamento dell'installazione. FIGURA 0: INSTALLAZIONE DISPOSITIVO GMM F46 (4 DI 4) A9) A questo punto l'installazione dei driver USB é terminata e la GMM F46 é pronta ad operare. Si ricorda che in caso di successivi collegamenti o riaccensioni del Mini Modulo i driver USB saranno già presenti e quindi non richiesti, ammesso che si continui ad usare la stessa porta USB del PC. Se invece tale porta viene cambiata, si dovranno ripetere i passi A6 A8. GMM F46 Rel..00 Pagina 41

50 grifo ITALIAN TECHNOLOGY A10) I driver di gestione della GMM F46 installati ai punti precedenti, associano una linea seriale virtuale COMx al Mini Modulo secondo le regole della classe USB dedicata ai dispositivi di comunicazione (Communication Device Class). Al fine di poter identificare univocamente tale linea seriale si deve aprire la finestra Gestione Periferiche, su questa espandere il gruppo Porte (COM e LPT) e quindi annotarsi la linea associata al GMM F46 Mini Module (COMx). Questa informazione sarà necessaria per i punti seguenti ed ogni volta che si desidera comunicare tramite la linea USB. FIGURA 1: IDENTIFICAZIONE COMX VIRTUALE ASSOCIATA A GMM F46 Il modo più comodo per aprire la finestra riportata in figura 1 é: - aprire il menù di Avvio di Windows, tramite l'apposito pulsante in basso a sinistra della scrivania; - nel menù visualizzato selezionare la voce Pannello di controllo; - nella finestra rappresentata selezionare la cartella Sistema; - nella finestra Proprietà del sistema visualizzata selezionare il foglio Hardware; - premere il pulsante Gestione periferiche. Pagina 42 GMM F46 Rel..00

51 ITALIAN TECHNOLOGY grifo B) PROVA PROGRAMMA DEMO SALVATO NEL MINI MODULO B1) Selezionare la linea di comunicazione seriale USB per la programmazione ISP con I51 Bootloader grifo(r), ovvero posizionare J1.4 della GMM F46 in 1-2. B2) Fornire l'alimentazione o resettare il Mini Modulo. B) A distanza di almeno secondi (tempo di sincronizzazione dell'i51 Bootloader grifo(r)) verificare che il LED a bordo del Mini Modulo lampeggi continuamente, a testimonianza della partenza del programma demo. B4) Avviare il programma di emulazione terminale HYPERTERMINAL sul PC di sviluppo ed impostare la comunicazione a: Connetti: direttamente a COMx (quella individuata al punto A10) Bit per secondo: Bit di Dati: 8 Parità: Nessuna Bit di Stop: 1 Controllo di flusso: Nessuno Si ricorda che HYPERTERMINAL é un programma normalmente fornito assieme al sistema operativo Windows e può essere facilmente lanciato seguendo il percorso: Avvio Programmi Accessori Comunicazioni HyperTerminal. In alternativa si possono usare anche altri programmi, come l'emulatore terminale incorporato nel compilatore BASCOM 8051 o programmi gratuiti scaricabili da internet. B5) Premere un tasto sul PC di sviluppo e controllare che subito dopo compaia la presentazione del programma demo sul monitor. Ogni GMM F46, in caso di primo acquisto, viene fornita con il rispettivo programma demo già programmato nella FLASH interna e configurato per farlo partire all'accensione con le funzionalità descritte. Se non vedete accadere quanto descritto, riverificate l'alimentazione, la connessione USB, le configurazioni di tutti i jumper e le impostazioni dell'emulatore terminale. B6) Eseguire le funzioni del demo in modo da provare le risorse disponibili sul Mini Modulo e verificarne gli effetti: l'utente può interagire con il demo usando il PC di sviluppo come una console. B7) Uscire dal programma HYPERTERMINAL sul PC di sviluppo. B8) Terminata la prova del demo, togliere alimentazione alla GMM F46. C) RIPROGRAMMAZIONE FLASH CON PROGRAMMA DEMO VIA USB Il codice generato per il Mini Modulo può essere eseguito solo quando é stato salvato nella sua FLASH EPROM. Si ricorda che la FLASH della GMM F46 é programmabile in due diverse modalità ISP (I51 Bootloader grifo(r) ed interfaccia ISP C2) dettagliatamente descritte nell'appendice D di questo manuale. In questo paragrafo, dovendo riportare le istruzioni su come iniziare, viene illustrata la modalità più comoda da usare, ovvero il Bootloader seriale grifo su linea USB, che oltretutto é la modalità già GMM F46 Rel..00 Pagina 4

52 grifo ITALIAN TECHNOLOGY selezionata nel materiale ricevuto e che di conseguenza, non richiede alcuna variazione od accessorio esterno. Per coloro che preferiscono usare la linea seriale asincrona (UART) al posto dell'usb, si consiglia di sostituire i passi di questo paragrafo con quelli del seguente CUART) PROGRAMMAZIONE...VIA UART. C1) Creare sul disco rigido del PC di sviluppo una cartella in cui intendete salvare tutto il lavoro svolto. C2) Individuare il programma demo della GMM F46 sul CD grifo ricevuto: tale file ha il nome rappresentato alla partenza dello stesso programma, al punto B5, ed è raggiungibile a partire dalla pagina iniziale seguendo il percorso: Italiano Esempi Grifo Mini Moduli GMM_F46. Delle cartelle che compaiono si deve aprire quella relativa al linguaggio di programmazione usato. Per questo esempio supponiamo di usare il Demo_GMMF46 sviluppato con il compilatore C SDCC. C) Copiare tutti i file presenti dalla cartella individuata al punto precedente, alla cartella di lavoro creata al punto C1. A copia ultimata assicurare che i file su disco rigido abbiano l'attributo di Sola lettura disattivo. C4) Lanciare il programma I51 Bootloader grifo(r) installato ai punti A1 ed A2. Salvo diverse impostazioni effettuate durante la stessa installazione si può usare il collegamento creato nel menù di avvio di Windows: Start Programmi Grifo I51 Bootloader grifo(r). C5) Chiudere la finestra di presentazione visualizzata premendo l'apposito pulsante Close. C6) A questo punto compare la finestra principale dell'i51 Bootloader grifo(r) che, in caso di prima esecuzione, risulta priva di settaggi. Selezionare la linea di comunicazione seriale del PC individuata al punto A10, nell'apposita lista Com Port:. Come descritto nell'appendice D, l'indicazione COMx da scegliere risulterà rinchiusa tra i simboli < > quando la seriale non è attualmente presente e viceversa. C7) Spuntare la casella PROGRAM (application code) e dopo scegliere il file da programmare nella FLASH programma del Mini Modulo, ovvero il file con estensione.hex copiato al punto C (Demo_GMMF46_USB.HEX in questo esempio). Dopo aver premuto il relativo pulsante Browse, selezionare il file, tramite l'apposita finestra di dialogo rappresentata. C8) Assicurare che la linea di comunicazione per la programmazione ISP sia la seriale USB, ovvero che J1.4 della GMM F46 sia in 1-2. Assicurare inoltre che il Mini Modulo non sia alimentato oppure sia mantenuto resettato, ad esempio tenendo premuto l'eventuale pulsante di RESET della scheda di supporto. C9) Premere il pulsante Synch to target Bootloader e verificare che nel sottostante riquadro compaia il messaggio Status: waiting availability of COM port. Power on or reset target... che indica all'utente come proseguire. C10) Dopo provvedere a fornire l'alimentazione al Mini Modulo, oppure a rilasciare il pulsante di reset. Appena il PC di sviluppo riconosce la presenza della seriale virtuale descritta al punto A10, avvia la sincronizzazione: questa dura circa 5 secondi e se fallisce, al termine compare una finestra con il messaggio No response from target Bootloader e l'utente dovrà chiuderla con OK e poi ritentare la sincronizzazione. Qualora la sincronizzazione fallisse anche dopo altri tentativi è conveniente ricontrollare i punti precedenti ed in particolare quelli del collegamento USB e della scelta della linea seriale. Pagina 44 GMM F46 Rel..00

53 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 2: FINESTRA SETTAGGIO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA USB C11) Quando la sincronizzazione è avvenuta nella finestra in alto a destra, dedicata alle informazioni sulla scheda individuata, compare la versione del Bootloader eseguito (Bootloader Version: x.x) ed il nome dal Mini Modulo (Connected card. xxxxx). Inoltre nella finestra di stato in basso compare l'indicazione Sending FLASH file - lines remaining xxxx. Mentre le prime due indicazioni rimangono costanti la terza varia decrementando il numero di linee del file HEX, ancora da trasmettere, fino ad azzerarlo. A questo punto il file è stato completamente trasferito al Mini Modulo e, se non sono intervenuti errori, viene rappresentata una finestra con il messaggio PROGRAM file succesfully downloaded, come indicato in figura. C12) La durata della trasmissione file varia a seconda della sua lunghezza e della linea di comunicazione USB usata sul PC; normalmente comunque non supera la decina di secondi. In ogni caso l'utente deve attendere la condizione descritta al punto precedente, oppure se il tempo diventa enormemente lungo, interrompere la trasmissione con il pulsante Cancel. C1) A questo punto la FLASH é programmata e l'i51 Bootloader grifo(r) può essere chiuso. C14) Riprovare il programma demo appena riprogrammato ripetendo i passi B1 B8. GMM F46 Rel..00 Pagina 45

54 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA : FINESTRA ESITO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA USB Al fine di velocizzare le operazioni sopra descritte, che devono essere ripetute ad ogni prova del programma applicativo, si può convenientemente usare la modalità a riga di comando dell'i51 Bootloader grifo(r), dettagliatamente descritta nell'appendice D del manuale. D) CREAZIONE CODICE ESEGUIBILE DEL PROGRAMMA DEMO D1) Installare l'ambiente di sviluppo scelto per realizzare il programma applicativo, sul disco rigido del PC. Come descritto nel capitolo AMBIENTI DI SVILUPPO sono disponibili diversi pacchetti in modo da soddisfare le richieste di ogni utente, ma qui si rpresentano quelli più diffusi, ovvero l'sdcc + Silicon Laboratories IDE ed il BASCOM Per informazioni dettagliate su questi prodotti fare riferimento al relativo manuale d'uso oppure all'aiuto in linea. D2) Accertarsi che al punto C dal CD grifo siano stati copiati tutti i files e non solo l'eseguibile.hex, del demo. In dettaglio nella cartella di lavoro devono essere presenti il/i files sorgenti, il file di progetto, i files di definizione, le eventuali librerie, provvisti delle seguenti estensioni a seconda dell'ambiente di sviluppo usato: Pagina 46 GMM F46 Rel..00

55 ITALIAN TECHNOLOGY grifo Ambiente sviluppo Linguaggio Sorgente Progetto Definizioni Ambiente Librerie SDCC C.C.WSP.H.WSP.LIB BASCOM 8051 BASIC.BAS -.DAT - - D) Ricompilare il sorgente usando l'ambiente di sviluppo scelto, in modo da ottenere il file.hex identico a quello ricevuto e già usato nel punto C. Questa operazione si differenzia notevolmente a seconda dell'ambiente di sviluppo utilizzato, pertanto di seguito vengono esposti i passi opportunamente suddivisi: DA) RICOMPILAZIONE CON SDCC + SILICON LABORATORIES IDE DA1) DA2) DA) L'SDCC é un compilatore C gratuito che, una volta integrato nell'ide della Silicon Laboratories, genera un ambiente di sviluppo completo di numerose funzionalità come un editor, un rappresentatore di dipendenze ad albero, un esecutore di programmi esterni, un gestore di progetti, un aiuto in linea, ecc. Per comodità nei punti seguenti, tutti i riferimenti al Silicon Laboratories IDE sono abbreviati dall'indicazione IDE SiLabs. I seguenti passi illustrano le operazioni basilari per l'ambiente SDCC + IDE SiLabs mentre per informazioni dettagliate sulle funzionalità descritte si rimanda alla documentazione fornita con i pacchetti. Assicurare che sia il compilatore SDCC che l'ide SiLabs siano stati correttamente installati sul PC di sviluppo, come indicato al punto D1, senza modificare le cartelle di destinazione proposte. Eseguire l'ide SiLabs ed una volta partito, caricare il file di progetto (con estensione.wsp), tramite il menu Project Open Project...: FIGURA 4: CARICAMENTO PROGETTO CON SDCC + IDE SILABS DA4) Nella gerarchia ad albero del progetto rappresentata nella finestra sulla sinistra, cliccare il nome del file sorgente principale (Demo_GMMF46.C nell'esempio) in modo da visualizzarlo nella finestra di editor sulla destra. GMM F46 Rel..00 Pagina 47

56 grifo ITALIAN TECHNOLOGY DA5) Affinchè il compilatore SDCC generi il giusto codice per il microcontrollore montato sulla GMM F46 lo si deve configurare opportunamente. Tale configurazione avviene effettuando le impostazioni riportate nelle figure seguenti, sulle finestre aperte tramite i menù Project Tool Chain Integration... e Project Target Build Configuration... Con il caricamento del progetto del punto DA, tali impostazioni devono essere già corrette ed una volta controllate è sufficiente chiudere le finestre con il pulsante OK. FIGURA 5: CONFIGURAZIONE COMPILATORE SDCC + IDE SILABS (1 DI 2) Pagina 48 GMM F46 Rel..00

57 ITALIAN TECHNOLOGY grifo DA6) Nella finestra Target Build Configuration si possono definire alcuni aspetti della generazione del codice, come indicato nella seguente figura; in particolare premendo il pulsante Customize a fianco dell'opzione Define Build Process l'utente può decidere quali files usare nella compilazione scegliendo se ognuno di questi deve essere assemblato, compilato o linkato. Anche in questo caso, con il caricamento del progetto, tali impostazioni sono già corrette. FIGURA 6: CONFIGURAZIONE COMPILATORE SDCC + IDE SILABS (2 DI 2) DA7) DA8) Il demo caricato al punto DA è strutturato in modo da poter usare come dispositivo di console sia la linea seriale asincrona (UART) che quella USB tramite una semplice definizione effettuata nel sorgente. Tale selezione può essere arbitrariamente modificata dall'utente, nelle prime istruzioni del programma principale, con il settaggio della variabile console. Al fine di ottenere il programma demo che usa la console su linea USB, già usata nei punti precedenti, si deve assicurare la presenza delle seguenti righe nel programma: // console=c_uart0; // Seleziona UART0 come dispositivo hw di console console=c_usb; // Seleziona USB come dispositivo hw di console A questo punto tutto é già predisposto e per creare il codice eseguibile del programma demo é sufficiente premere il pulsante Rebuild All oppure selezionare il menù Project Rebuild Project, verificando che non avvengano errori, come illustrato nella figura seguente. Al termine della compilazione si ottiene il file.hex, identico a quello presente sul disco grifo e già usato nei punti C. GMM F46 Rel..00 Pagina 49

58 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA 7: COMPILAZIONE CON SDCC + IDE SILABS DB) RICOMPILAZIONE CON BASCOM 8051 DB1) DB2) DB) Verificare che il file di definizione.dat descritto al punto D2 sia già presente nella cartella di installazione del BASCOM 8051: \MCS Electronics\BASCOM8051\ e se non lo è copiarlo. Eseguire il BASCOM 8051 ed una volta entrati nel suo IDE, caricare il file sorgente (con estensione.bas), tramite il menu File Open, come illustrato in figura 8. Aprire la finestra di configurazione del compilatore BASCOM 8051, tramite il comando Option Compiler Misc, effettuare le impostazioni riportate nella seguente figura 9 ed al termine confermare con il pulsante Ok. Si ricorda che l'impostazione del campo Register file deve coincidere con il microprocessore usato ed é possibile solo se il file di definizione é correttamente presente, come descritto al punto DB1. Pagina 50 GMM F46 Rel..00

59 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 8: CARICAMENTO SORGENTE CON BASCOM 8051 FIGURA 9: CONFIGURAZIONE COMPILATORE BASCOM 8051 DB4) Ricompilare il sorgente del programma demo con una semplice pressione del tasto rapido F7, oppure selezionare il comando Program Compile, e verificare che non avvengano errori. In questo modo si deve ottenere il file.hex, identico a quello presente sul disco grifo e già usato nei punti C. La compilazione impiega un tempo che dipende dal PC usato; in ogni caso si deve attendere il completamento di entrambe le passate opportunamente segnalate da una finestra di stato che compare durante la stessa compilazione. Ricordando che la seconda passata è molto veloce e può risultare non leggibile, al termine si deve verificare che non siano riportati errori nella parte bassa dell'ide. In altre parole a compilazione ultimata si deve presentare una situazione simile a quella riportata nella seguente figura 40. GMM F46 Rel..00 Pagina 51

60 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA 40: COMPILAZIONE CON BASCOM 8051 D4) Rieffettuare il salvataggio e la prova del file.hex ottenuto dalla compilazione, ripetendo i punti C4 C1. D5) Se durante l'esecuzione dei passi sopra elencati si presenta un problema od un'anomalia si consiglia all'utente di rileggere e ripetere i passi con attenzione e qualora il malfunzionamento persista, di contattare direttamente la grifo. In caso di esecuzione corretta di tutte le fasi sopra descritte l'utente ha realizzato e salvato il suo primo programma applicativo, coincidente con il demo del Mini Modulo GMM F46. A questo punto è possibile modificare il sorgente del programma demo in modo da soddisfare le richieste dell'applicazione da realizzare e ricompilarlo, riprogrammarlo e riprovarlo (passi da B1 a D4) in modo ciclico, fino a quando si ottiene la funzionalità desiderata. In merito alle impostazioni dell'i51 Bootloader grifo(r) si ricorda che queste possono essere effettuate solo la prima volta infatti lo stesso programma mantiene gli ultimi settaggi utilizzati; in alternativa si può usare la modalità a linea di comando, che oltretutto può essere anche integrata nell'ambiente di sviluppo, in modo da velocizzare la fase di programmazione e prova del programma. Raggiunto questo obiettivo si può concludere lo sviluppo, ovvero: Pagina 52 GMM F46 Rel..00

61 ITALIAN TECHNOLOGY grifo E) PREPARAZIONE DEFINITIVA DELL'APPLICAZIONE E1) Posizionare J1.4 della GMM F46 in 2- in modo da selezionare la linea di comunicazione seriale asincrona (UART) per la programmazione ISP. Questa configurazione assicura una partenza immediata del programma applicativo utente (senza il ritardo di secondi tipico della comunicazione USB) e non condizionata al collegamento del Mini Modulo. E2) Scollegare il PC di sviluppo, a meno che non sia richiesto dall'applicazione realizzata. Ad ogni riaccensione o reset la GMM F46 eseguirà l'ultimo programma salvato in FLASH, ovvero il programma applicativo sviluppato e messo a punto, dall'utente. CUART) RIPROGRAMMAZIONE FLASH CON PROGRAMMA DEMO VIA UART Il codice generato per il Mini Modulo può essere programmato nella sua FLASH sempre tramite l'i51 Bootloader grifo(r) che comunica però con una seriale asincrona (UART) invece che con USB. Questa modalità é alternativa a quella già descritta nel precedente paragrafo C) PROGRAMMAZIONE...VIA USB e si differenzia solo per la connessione seriale effettuata e la modalità di sincronizzazione tra i due sistemi. Per completezza vengono comunque nuovamente indicati tutti i passi da eseguire. C1UART) Per prima cosa dovete effettuare il collegamento RS 22 tra la linea seriale del Mini Modulo GMM F46 ed il PC di sviluppo, ovvero collegare i due segnali di comunicazione (TX RS22, RX RS22) e la massa di riferimento (GND). Naturalmente questa connessione varia a seconda dell'eventuale scheda di supporto usata ed in generale é quella riportata nella seguente figura. DB9M DB25F DB9F CN1 GMM F46 J1.4 in RX RS22 TX RS22 GND TX RX GND Linea seriale COMx PC GMM TST CN5 DB9F FIGURA 41: COLLEGAMENTO RS 22 TRA SERIALE GMM F46 E PC Come si può notare dalla figura 41, in caso di utilizzo dell'accoppiata GMM TST + GMM F46, il cavo di collegamento seriale coincide con un normale cavo dritto con vaschetta D9 (quelli ad esempio usati per la comunicazione con Modem RS 22) che può essere anche ordinato alla grifo specificando il codice CCR 9+9E. GMM F46 Rel..00 Pagina 5

62 grifo ITALIAN TECHNOLOGY C2UART) Creare sul disco rigido del PC di sviluppo una cartella in cui intendete salvare tutto il lavoro svolto. CUART) Individuare il programma demo della GMM F46 sul CD grifo ricevuto: tale file ha il nome rappresentato alla partenza dello stesso programma, al punto B4, ed è raggiungibile a partire dalla pagina iniziale seguendo il percorso: Italiano Esempi Grifo Mini Moduli GMM_F46. Delle cartelle che compaiono si deve aprire quella relativa al linguaggio di programmazione usato. Per questo esempio supponiamo di usare il Demo_GMMF46 sviluppato con il compilatore C SDCC. C4UART) Copiare tutti i file presenti dalla cartella individuata al punto precedente, alla cartella di lavoro creata al punto C2UART. A copia ultimata assicurare che i file su disco rigido abbiano l'attributo di Sola lettura disattivo. C5UART) Lanciare il programma I51 Bootloader grifo(r) installato ai punti A1 ed A2. Salvo diverse impostazioni effettuate durante la stessa installazione si può usare il collegamento creato nel menù di avvio di Windows: Start Programmi Grifo I51 Bootloader grifo(r). C6UART) Chiudere la finestra di presentazione visualizzata premendo l'apposito pulsante Close. C7UART) A questo punto compare la finestra principale dell'i51 Bootloader grifo(r) che, in caso di prima esecuzione, risulta priva di settaggi. Selezionare la linea di comunicazione seriale del PC collegata al punto C1UART, nell'apposita lista Com Port:. Come descritto nell'appendice D, l'indicazione COMx da scegliere non risulterà rinchiusa tra i simboli < > in quanto la seriale è attualmente presente. C8UART) Spuntare la casella PROGRAM (application code) e dopo scegliere il file da programmare nella FLASH programma del Mini Modulo, ovvero il file con estensione.hex copiato al punto C4UART (Demo_GMMF46_USB.HEX in questo esempio). Dopo aver premuto il relativo pulsante Browse, selezionare il file, tramite l'apposita finestra di dialogo rappresentata. C9UART) Assicurare che la linea di comunicazione per la programmazione ISP sia la seriale asincrona (UART), ovvero che J1.4 della GMM F46 sia in 2-. C10UART) Premere il pulsante Synch to target Bootloader e subito dopo provvedere a togliere e rifornire l'alimentazione al Mini Modulo, oppure a resettarlo. Affinchè i due sistemi si sincronizzino è fondamentale che questa riaccensione o reset avvenga entro 5 secondi dalla pressione del pulsante; se questo tempo scade comparirà una finestra con il messaggio No response from target Bootloader e l'utente dovrà chiuderla con OK e poi ritentare la sincronizzazione. Qualora la sincronizzazione fallisse anche dopo altri tentativi è conveniente ricontrollare i punti precedenti ed in particolare quelli del collegamento RS 22 e della scelta della linea seriale. Pagina 54 GMM F46 Rel..00

63 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 42: FINESTRA SETTAGGIO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA UART C11UART) Quando la sincronizzazione è avvenuta nella finestra in alto a destra, dedicata alle informazioni sulla scheda individuata, compare la versione del Bootloader eseguito (Bootloader Version: x.x) ed il nome dal Mini Modulo (Connected card. xxxxx). Inoltre nella finestra di stato in basso compare l'indicazione Sending FLASH file - lines remaining xxxx. Mentre le prime due indicazioni rimangono costanti la terza varia decrementando il numero di linee del file HEX, ancora da trasmettere, fino ad azzerarlo. A questo punto il file è stato completamente trasferito al Mini Modulo e, se non sono intervenuti errori, viene rappresentata una finestra con il messaggio PROGRAM file succesfully downloaded, come indicato in figura 4. C12UART) La durata della trasmissione file varia a seconda della sua lunghezza e della linea di comunicazione disponibile sul PC; ad esempio se la COM usata corrisponde ad un convertitore USB <-> RS 22 il tempo di trasferimento è mediamente molto più lungo. In ogni caso l'utente deve attendere la condizione descritta al punto precedente, oppure se il tempo diventa enormemente lungo, interrompere la trasmissione con il pulsante Cancel. C1UART) chiuso. A questo punto la FLASH é programmata e l'i51 Bootloader grifo(r) può essere C14UART) Riprovare il programma demo appena riprogrammato ripetendo i passi B1 B8. Per questa prova è importante ricordare che al punto B4 la linea a cui connettere HYPERTERMINAL dovrà essere: GMM F46 Rel..00 Pagina 55

64 grifo ITALIAN TECHNOLOGY - la COM hardware del PC quando il demo programmato usa come console la seriale asincrona UART (file Demo_GMMF46_UART.HEX); - la COM virtuale associata alla GMM F46, individuata al punto A10, quando il demo programmato usa come console la linea USB (file Demo_GMMF46_USB.HEX). FIGURA 4: FINESTRA ESITO I51 BOOTLOADER GRIFO(R) VIA UART Al fine di velocizzare le operazioni sopra descritte, che devono essere ripetute ad ogni prova del programma applicativo, si può convenientemente usare la modalità a riga di comando dell'i51 Bootloader grifo(r), dettagliatamente descritta nell'appendice D del manuale. Pagina 56 GMM F46 Rel..00

65 ITALIAN TECHNOLOGY grifo AMBIENTI DI SVILUPPO La scheda usufruisce di una ricca serie di strutture software che consentono di utilizzarne al meglio le caratteristiche e di sviluppare le applicazioni necessarie in un tempo veramente corto. In generale il Mini Modulo può sfruttare tutte le risorse software per il microprocessore montato, ovvero i numerosi pacchetti ideati per la famiglia I51, sia ad alto che a basso livello. Tutti gli ambienti di sviluppo software forniti dalla grifo sono sempre accompagnati da esempi che illustrano come gestire le sezioni della scheda, da una completa documentazione d'uso e da abbondanti commenti. Tra questi ricordiamo: SYS51CW Cross compilatore per programmi scritti in C, disponibile in ambiente WINDOWS con un comodo IDE che mette a disposizione: editor, compilatore C, assemblatore, ottimizzatore, linker, librerie ed un debugger simbolico remoto. SYS51PW Cross compilatore per programmi scritti in PASCAL, disponibile in ambiente WINDOWS con un comodo IDE che mette a disposizione: editor, compilatore PASCAL, assemblatore, ottimizzatore, linker, librerie ed un debugger simbolico remoto. BASCOM 8051 Cross compilatore a basso costo per files sorgenti scritti in BASIC, disponibile in ambiente WINDOWS con un comodo IDE che mette a disposizione un editor, il compilatore ed un simulatore molto potente per il debugger del sorgente. Comprende molti modelli di memoria, svariati tipi di dati e numerose istruzioni dedicate alle tipiche risorse hardware usate nell automazione industriale. L'IDE é in grado di eseguire anche programmi esterni per la programmazione ISP ed include una completa modalità di emulazione terminale seriale. Viene fornito su CD con la relativa manualistica tecnica e gli esempi d'uso. uc/51 E un comodo pacchetto software, a basso costo, che tramite un completo IDE permette di utilizzare un editor, un compilatore ANSI C, un assemblatore, un linker e un debugger remoto configurabile da utente, a livello sorgente. Sono inclusi i sorgenti delle librerie fondamentali e del debugger remoto, alcuni esempi di utilizzo e vari programmi di utilità. LADDER WORK E un semplice ambiente per creare programmi di automazione con la conosciuta e diffusa logica a contatti. Include un editor grafico che consente di posizionare e collegare i componenti hardware della scheda (input, output, contatori, A/D, ecc) come su uno schema elettrico e di defirne le proprietà, un efficiente compilatore che converte lo schema in codice eseguibile ed utilità per lo scaricamento di tale codice verso la scheda. Il tutto integrato in un comodo IDE per Windows. Viene fornito sotto forma di CD che comprende esempi e manuale d uso e relativa chiave di abilitazione. SDCC E un pacchetto software, gratuito, che coincide con un compilatore ANSI C per numerosi microcontrollori (Small Device C Compiler), tra cui anche quelli della famiglia I51. Il compilatore viene lanciato a riga di comando, ma può essere facilmente integrato in altri editor od IDE. Molto interessante è l'integrazione con l'ide SiLabs con cui si ottiene un ambiente di sviluppo completo e totalmente gratuito. GMM F46 Rel..00 Pagina 57

66 grifo ITALIAN TECHNOLOGY E' scaricabile da internet, completo di documentazione, e viene corredato di esempi e librerie pronti all'uso. IDE SiLabs E' un ambiente di sviluppo per la famiglia di microcontrollori prodotti dalla Silicon Laboratories (e quindi anche per il C8051F46 usato sulla GMM F46) in grado di gestire tutte le tipiche esigenze che si presentano durante l'uso degli stessi micro. In particolare consente di controllare l'esecuzione dei programmi applicativi tramite apposite interfaccie hw esterne. Inoltre consente il debug sorgente sia ad alto livello (C) che assembly del codice eseguibile generato da pacchetti esterni (assemblatori, compilatori, ecc.) e si presenta con una serie di finestre che riportano le principali informazioni necessarie (come i registri, le memorie, le periferiche, le variabili) in modo da fornire all'utente il pieno controllo di ogni elemento. In aggiunta alle potenzialità di verifica e correzione del codice, l'ide SiLabs include numerose altre funzionalità come un editor, un gestore di progetto, l'esecuzione di programmi esterni, una ricca documentazione in linea. Infine l'ide SiLabs si collega e gestisce le interfaccie hw prodotte dalla Silicon Laboratories, dedite sia alla programmazione ISP che al debug tramite JTAG o C2; per ulteriori informazioni si veda l'appendice D di questo manuale. E' scaricabile gratuitamente dal sito Silicon Laboratories, completo di documentazione d'uso. Configuration Wizard E' un interessante e comodo programma per la famiglia di microcontrollori prodotti dalla Silicon Laboratories (e quindi anche per il C8051F46 usato sulla GMM F46) in grado di gestire tutte le periferiche integrate e di generare il codice sorgente che effettua questa gestione. In dettaglio facilita la generazione del codice che inizializza ed usa le varie periferiche hardware (UART, SPI, Port I/O, ADC, Timer Counter, SMBus, Clock, Interrupt, PCA, ecc) partendo da un'interfaccia grafica veloce ed intuitiva. E' scaricabile gratuitamente dal sito Silicon Laboratories, completo di documentazione d'uso. Pagina 58 GMM F46 Rel..00

67 ITALIAN TECHNOLOGY grifo DESCRIZIONE SOFTWARE PERIFERICHE DI BORDO Di seguito viene riportata una descrizione dettagliata della gestione software delle periferiche di bordo. Qualora le informazioni riportate fossero insufficienti fare riferimento direttamente alla documentazione tecnica della casa costruttrice del componente. In questo paragrafo inoltre non vengono descritte le sezioni che fanno parte del microcontrollore (Timer, Counter, Port I/O, ADC, SPI, SMBus, UART seriale, Interrupt, Watchdog, PCA, ecc.); per la gestione di quest ultime si faccia riferimento all APPENDICE A di questo manuale. Nei paragrafi successivi si usano le indicazioni D0 D7 e.0 7 per fare riferimento ai bits della combinazione utilizzata nelle operazioni di I/O. INGRESSO DI CONFIGURAZIONE Lo stato del jumper J1.4 della GMM F46 può essere accquisito via software, prima inizializzando il segnale come ingresso digitale, e poi effettuando una semplice operazione di input dal relativo bit del Port 1: J1.4 -> P1. Quando il jumper è in posizione 1-2 l'acquisizione restituisce lo stato logico 0, mentre quando il jumper è in posizione 2- o non è connesso, fornisce lo stato logico 1. Si ricorda che il jumper J1.4 svolge anche la funzione di selettore della linea seriale usata dall'i51 Bootloader grifo(r) per la comunicazione con il PC di sviluppo: USB in posizione 1-2 ed UART in posizione 2-. LED DI SEGNALAZIONE Il LED DL1 può essere pilotato dal software ed il suo stato é definito mediante semplici operazioni sul relativo bit del Port 1: DL1 (rosso) -> P1.4 Il pilotaggio avviene prima inizializzando il segnale come uscita digitale di tipo Push-Pull e poi comandandolo in logica positiva, ovvero il LED si accende ponendo ad 1 il corrispondente bit del Port 1 mentre si spegne ponendo a 0 lo stesso bit. Tutti i segnali del port P1 vengono impostati come ingressi digitali in fase di reset od accensione, di conseguenza durante ed in seguito ad una di queste fasi, il LED è disattivo. SEGNALI MULTIFUNZIONE Numerosi segnali presenti su CN1 possono essere utilizzati dall'utente con diverse funzionalità selezionabili via software dal programma applicativo sviluppato. Questa specializzazione dei segnali multiplexati avviene tramite appositi settaggi di registri interni, come descritto nella documentazione del microcontrollore. Ad esempio i piedini 10, 20 2, possono operare come ingressi analogici (AINn) oppure come I/O digitali (P2.n) a seconda del settaggio del registro P2MDIN. I piedini 6 e 7 possono operare I/O digitali (P1.0 e P0.6) oppure come segnali di comunicazione I2C BUS (SCL ed SDA), attivando opportunamente l'apposita periferica SMBus; ecc. GMM F46 Rel..00 Pagina 59

68 grifo ITALIAN TECHNOLOGY ACCESSO ALLE MEMORIE Sul Mini Modulo GMM F46 sono disponibili diversi tipi di memorie che possono essere gestite dall'utente, come indicato di seguito: Memoria Allocazione Accesso Gestibile con 64K bytes FLASH Area codice interna R Interfaccia C2 (ISP). (*1) R Istruzioni lettura area programma. W Interfaccia C2 (ISP). W I51 Bootloader grifo(r) (ISP). W Appositi registri e procedure (IAP). 128 registri Area registri interna R/W Interfaccia C2. R/W 256 bytes IRAM Area dati interna R/W Interfaccia C2. R/W Istruzioni per registri interni, ad accesso diretto (SFR). Istruzioni per RAM interna, sia ad accesso diretto che indiretto. 4K bytes XRAM Area dati esterna R/W Interfaccia C2. R/W Istruzioni per accesso a RAM esterna. 1K Bytes RAM FIFO per USB R/W Appositi registri (SFR) del controllore USB. 8K bytes FRAM Esterna R/W Comunicazione in I2C BUS (*1) Dei 64K Bytes di FLASH, alcune porzioni sono predestinate ai seguenti usi: 6K Bytes (0000H 17FFH) -> Usati dal codice dell'i51 Bootloader grifo(r) e protetti. 56K Bytes (1800H F7FFH) -> A disposizione per il codice dell'applicativo utente (vedere APPENDICE D). 0,5K Bytes (F800H F9FFH) -> A disposizione per dati e parametri dell'applicativo utente (*2) (vedere APPENDICE D). 0,5K Bytes (FA00H FBFFH) -> Riservati per la protezione della FLASH. 1 KBytes (FC00H FFFFH) -> Riservati dal costruttore. (*2) E' importante ricordare che gli ultimi 8 byte della FLASH a disposizione utente (indirizzi F9F8H F9FFH dell'area per dati e parametri utente) sono riservati per dati di calibrazione e non devono essere modificati. Sia il programma applicativo utente, che la gestione della FLASH in ISP, devono salvaguardare questi bytes pena il malfunzionamento del Mini Modulo. Le modalità di indirizzamento e le istruzioni di accesso alle memorie vengono spiegate nei manuali dei componenti, pertanto si prega di consultare questi ultimi o l'appendice A di questo manuale. Questa conoscenza diventa necessaria quando il programma dell'utente é sviluppato in assembly, mentre utilizzando un ambiente di sviluppo ad alto livello il tutto avviene automaticamente e comodamente, ad esempio aggiungendo degli identificatori nella dichiarazione delle variabili, a seconda di dove devono essere allocate. La memoria FRAM è in grado di mantenere i dati scritti anche in totale assenza di alimentazione (senza +5Vdc e senza batteria di back up). Tale memoria è preferibile alla FLASH in tutti i casi in cui si devono salvare e mantenere dati che variano frequentemente, infatti la FRAM non ha un numero limitato di scritture come invece ha la FLASH, ed é molto più veloce. Pagina 60 GMM F46 Rel..00

69 ITALIAN TECHNOLOGY grifo FIGURA 44: ESEMPI DI CONNESSIONE GMM F46 Rel..00 Pagina 61

70 grifo ITALIAN TECHNOLOGY RTC+FRAM Il Mini Modulo GMM F46 dispone di un completo Real Time Clock in grado di gestire ore, minuti, secondi, giorno del mese, mese, anno, anno bisestile e giorno della settimana in modo completamente autonomo. L'orologio può essere alimentato dalla circuiteria di back up in modo da garantire la validità dei dati in ogni condizione operativa ed é completamente gestito via software. La sezione di RTC può inoltre gestire una linea d'interrupt che si attiva in corrispondenza di intervalli di tempo programmabili sempre via software, od al raggiungimento di un tempo prefissato. Tale linea prende il nome di /INTRTC, è collegata al piedino 5 di CN1 ed alla linea P0.1 del microcontrollore; quest'ultima può essere impostata come linea d'interrupt in grado di distogliere periodicamente il microcontrollore dalle normali operazioni oppure risvegliarlo dagli stati di basso consumo, fargli eseguire un processo in determinati momenti della giornata, ecc. Oltre al RTC il componente FM10, include anche 8K Bytes di FRAM (memoria RAM ferromagnetica) con le caratteristiche descritte nel precedente paragrafo. Per quanto riguarda la gestione del modulo di RTC+FRAM seriale, si faccia riferimento alla documentazione del componente. In questo manuale tecnico non viene riportata alcuna informazione software in quanto la modalità di gestione è articolata e prevede una conoscenza approfondita del componente. Comunque l utente può usare le apposite procedure ad alto livello fornite nel pacchetto di programmazione. In dettaglio si deve realizzare una comunicazione sincrona con il protocollo standard I2C BUS, tramite le apposite linee della periferica SMBus interna al microcontrollore: P1.0, SCL (input/output) -> linea CLOCK (SCL) P0.6, SDA (input/output) -> linea DATI (SDA) Si ricorda che il modulo RTC+FRAM occupa in maniera permanente gli slave address A0H e D0H, pertanto le applicazioni utente non possono collegare dispositivi con questi indirizzi I2C BUS. Per completezza si riporta anche una informazione elettrica sull'rtc+fram della GMM F46: le linee di comunicazione I2C BUS (SDA, SCL), ed il segnale d'interrupt (/INTRTC) sono collegate ad apposite resistenze da 4,7 KΩ di pull up verso la tensione di alimentazione a, Vdc. Pagina 62 GMM F46 Rel..00

71 ITALIAN TECHNOLOGY grifo BIBLIOGRAFIA E riportato di seguito, un elenco di manuali e note tecniche, a cui l utente può fare riferimento per avere maggiori chiarimenti, sui vari componenti montati a bordo del Mini Modulo GMM F46. Documentazione SILICON LABORATORIES:Data sheet C8051F4x Documentazione tecnica MAXIM: Manuale NATIONAL: MANUALE PHILIPS: Manuale PHILIPS: Manuale PHILIPS: Documentazione tecnica RAMTRON: True RS 22 Transceivers Low-Dropout Linear Regulator 80C51 - Based 8-Bit Microcontrollers Application notes and development tools for 80C51 microcontrollers I2C-bus compatible ICs FM10 Integrated RTC/Alarm and 64Kb F-RAM Per reperire questi manuali fare riferimento alle case produttrici ed ai relativi distributori locali. In alternativa si possono ricercare le medesime informazioni o gli eventuali aggiornamenti nei siti internet delle case elencate. Molti manuali in formato elettronico sono reperibili anche presso il nostro archivio di documentazione tecnica, come indicato in APPENDICE A. GMM F46 Rel..00 Pagina 6

72 grifo ITALIAN TECHNOLOGY Pagina 64 GMM F46 Rel..00

73 ITALIAN TECHNOLOGY grifo APPENDICE A: DESCRIZIONE COMPONENTI DI BORDO La grifo fornisce un servizio di documentazione tecnica totalmente gratuito attraverso il proprio sito internet da cui possono essere scaricate le documentazioni tecniche complete dei componenti usati a bordo scheda. Si rimanda quindi l'utente a tali manuali, scaricabili dalla pagina "Servizio documentazione Tecnica", di cui in questo capitolo vengono riportate solo le prime pagine. C8051F46 C8051F40/1/2//4/5/6/7 Full Speed USB Flash MCU Family Analog Peripherals - 10-Bit ADC Up to 200 ksps Built-in analog multiplexer with single-ended and differential mode VREF from external pin, internal reference, or V DD Built-in temperature sensor External conversion start input option - Two comparators - Internal voltage reference - Brown-out detector and POR Circuitry USB Function Controller - USB specification 2.0 compliant - Full speed (12 Mbps) or low speed (1.5 Mbps) operation - Integrated clock recovery; no external crystal required for full speed or low speed - Supports eight flexible endpoints - 1 kb USB buffer memory - Integrated transceiver; no external resistors required On-Chip Debug - On-chip debug circuitry facilitates full speed, non-intrusive in-system debug (No emulator required) - Provides breakpoints, single stepping, inspect/modify memory and registers - Superior performance to emulation systems using ICE-chips, target pods, and sockets Voltage Supply Input: 2.7 to 5.25 V - Voltages from.6 to 5.25 V supported using On-Chip Voltage Regulator HIgh Speed 8051 µc Core - Pipelined instruction architecture; executes 70% of Instructions in 1 or 2 system clocks - 48 MIPS and 25 MIPS versions available. - Expanded interrupt handler Memory or 204 Bytes RAM - 64 or 2 kb Flash; In-system programmable in 512-byte sectors Digital Peripherals - 40/25 Port I/O; All 5 V tolerant with high sink current - Hardware enhanced SPI, SMBus, and one or two enhanced UART serial ports - Four general purpose 16-bit counter/timers - 16-bit programmable counter array (PCA) with five capture/compare modules - External Memory Interface (EMIF) Clock Sources - Internal Oscillator: 0.25% accuracy with clock recovery enabled. Supports all USB and UART modes - External Oscillator: Crystal, RC, C, or clock (1 or 2 Pin modes) - Low Frequency (80 khz) Internal Oscillator - Can switch between clock sources on-the-fly Packages - 48-pin TQFP (C8051F40/1/4/5) - 2-pin LQFP (C8051F42//6/7) Temperature Range: 40 to +85 C A M U X ANALOG PERIPHERALS TEMP SENSOR 10-bit 200 ksps ADC PRECISION INTERNAL OSCILLATORS DIGITAL I/O UART0 Port 0 UART1 + + SPI Port 1 - SMBus - PCA Port 2 4 Timers Port VREF VREG 48 Pin Only Port 4 CROSSBAR Ext. Memory I/F USB Controller / Transceiver HIGH-SPEED CONTROLLER CORE 64/2 kb 8051 CPU 4/2 kb RAM ISP FLASH (48/25 MIPS) FLEXIBLE DEBUG POR WDT INTERRUPTS CIRCUITRY Rev /06 Copyright 2006 by Silicon Laboratories C8051F4x This information applies to a product under development. Its characteristics and specifications are subject to change without notice. GMM F46 Rel..00 Pagina A-1

74 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FM10 FM10 Integrated RTC/Alarm and 64Kb F-RAM Features High Integration Device Replaces Multiple Parts 64Kb Ferroelectric Nonvolatile RAM Fast Two-wire Serial Interface Description Real-time Clock/Calendar µ Easy to Use Configurations Pin Configuration Pin Name Function Ordering Information Ramtron International Corporation Pagina A-2 GMM F46 Rel..00

75 ITALIAN TECHNOLOGY grifo APPENDICE B: SCHEMA EL. GMM TST, CAN GMT A B C D +5V Z1 LCD 20x2 Matrix RR1 TST1 Keyboard 2 D4 4x D5 21 D D7 D C B A 1 # R/S 25 E R/W 1 R2 * R C11 R1 R14 2 C12 2 C V 20 1 SN CN2 RR2 IC J J10 1 PIC 2 R6-CLK PIC R7-DATA 9 12 L2 T1 R6 +5V 5 CN A B C * 0 # D L R7 D9F 9 Vie T2 4 4 CN 15 Z V 1 DC POWER JACK CN PD1 2 R C4 C IC C L Title: GMM TST D.S.: Date: 1/10/2007 Page 1: of Note: grifo PZ PZ V A B C D GMM F46 Rel..00 Pagina B-1

76 grifo ITALIAN TECHNOLOGY A B C D 8 Z2 Z1 8 CN9 J PIC J1 6 R15 1 CN 2 RJ12 6 Vie PIC L CN PZ4 R7-DATA Vie PZ +5V R6-CLK C5 C6 C8 C Vie CN D9F 9 Vie CN8 5 2 PZ6 PZ V 17 C Vie Title: GMM TST Date: 1/10/2007 Note: D.S.: Page : 2 of grifo A B C D Pagina B-2 GMM F46 Rel..00

77 ITALIAN TECHNOLOGY grifo A B C D +5V R CN6 D1 R8 1 2 R9 R R DZ1 DZ2 D9F 9 Vie 2 2 CN7 +5V 2 C1 6 MISO SCK MOSI /RESET J7 1 J6 1 J5 1 J MISO (-) SCK (-) MOSI (-) 4 /RESET (-) 5 6 Vie 9 Z1 J8 AM J2 2 BZ1 +5V AM J J 1 CN TX /RESET P1 4 DTR RX V GND 7 RTS 9 R5 D9F 9 Vie 7 A LPC 9x J1 2 1 B R4 C7 Title: GMM TST Date: 1/10/2007 Note: C D.S.: Page : of grifo D GMM F46 Rel..00 Pagina B-

78 grifo ITALIAN TECHNOLOGY A B R grifo CAN GMT d.s. 25/10/01 1/1 C D 1 1 CN1 A B PD1 - + C1 + C2 IC2 1 C +5V R7 +5Vdc ALIMENTAZIONE GND V T6 T5 T4 T T2 T I2C BUS IC CN2 T7 2 5 CN +5V +Vcc GND RS 22 J1 1 J2 1 J 1 J4 1 J5 1 J6 1 2 CN5 CAN R V J8 J7 +Vref LD1 LD2 LD LD4 LD5 LD6 J9 1 BZ1 R1 R2 R R4 R5 R6 +5V BUZZER +5V A B C D Pagina B-4 GMM F46 Rel..00

79 ITALIAN TECHNOLOGY grifo APPENDICE C: CONFIG. BASE, OPZIONI, ACCESSORI In corrispondenza di un primo acquisto o di una eventuale riparazione, la GMM F46 viene fornita nella sua configurazione base. Alcune caratteristiche di tale configurazione sono state descritte più volte in questo manuale (usando anche il nome configurazione di default) ed in questa appendice vengono riassunte, opportunamente raggruppate nella seguente tabella. DISPOSITIVO CONFIG. FUNZIONE J1.1 J1.2 J1. 2- Configurano la linea seriale asincrona su CN1, per lo standard elettrico RS 22 J JS1 Primi 6 KBytes di FLASH Memoria Programma per utente Memoria Dati per utente FRAM RTC Non connesso Firmware I51 Bootloader grifo(r) Programma demo Dati calibrazione Nessun dato Nessun dato Collega segnale P1. del microcontrollore a massa e pone l'ingresso di configurazione a livello 0. Con l'i51 Bootloader grifo(r) seleziona la comunicazione tramite linea seriale USB. Non collega la batteria al Litio di bordo alla circuiteria di back up del Real Time Clock. Alla partenza consente di comunicare con un PC che esegue l'apposito software I51 Bootloader grifo(r) per gestire la programmazione ISP delle memorie programma e dati sulla FLASH di bordo. Effettua il lampeggio del LED di attività ed interagisce con una console sulla linea USB gestita come una seriale virtuale (COMx) impostata a Baud, 8 bit x chr, Nessuna parità, 1 Stop bit, Nessun handshake. Gli ultimi 8 byte di questa memoria sono riservati per dati di calibrazione e non devono essere modificati. Sia il programma applicativo utente che la gestione ISP devono salvaguardare questi bytes, pena il malfunzionamento del Mini Modulo. Nessuna locazione della memoria FRAM é usata per funzioni particolari e rimane di conseguenza tutta a disposizione utente. La data, l'ora e la calibrazione del Real Time Clock non sono impostate. FIGURA C1: TABELLA CONFIGURAZIONE BASE La precedente tabella può essere ulteriormente ridotta indicando che il prodotto viene fornito calibrato, con tutte le linee di I/O sullo zoccolo libere con la linea seriale asincrona in RS 22 e pronto per la comunicazione USB, con un protocollo fisico 19200, 8, No, 1, No. GMM F46 Rel..00 Pagina C-1

80 grifo ITALIAN TECHNOLOGY La GMM F46 non ha opzioni che possono essere aggiunte in fase di ordine del modulo. Come descritto nel capitolo SCHEDE DI SUPPORTO ci sono altre schede che sono in grado di alloggiare il Mini Modulo e di rendere immediatamente utilizzabili tutte le sue risorse. Pagina C-2 GMM F46 Rel..00

81 ITALIAN TECHNOLOGY grifo APPENDICE D: PROGRAMMAZIONE ISP In questa appendice vengono date le istruzioni specifiche per poter programmare il Mini Modulo GMM F46 in modalità ISP. Tali metodi di programmazione coincidono o sono alternativi a quello presentato nelle sezioni C del capitolo COME INIZIARE del manuale, e costituiscono un modo per programmare le memorie interne del microcontrollore. Infatti ISP è l'acronimo di In System Programming, ovvero programmazione su sistema, ed indica la possibilità di programmare un componente quando è già montato a bordo scheda, senza doverlo fisicamente togliere e rimettere sul sistema che lo usa. In commercio esistono diversi programmatori ISP per microcontrollori Silicon Laboratories e tutti hanno la caratteristica comune di collegare le apposite interfaccie del componente ad un PC con cui eseguire il processo di programmazione. Anche se fondamentalmente tutti questi programmatori sono molto simili, hanno inevitabili caratteristiche storico-commerciali che li differenziano; nei seguenti paragrafi sono riportate le informazioni essenziali per usare alcuni di questi in abbinamento alla GMM F46. Qualora l'utente richieda maggiori informazioni sul programmatore scelto, le può cercare nella documentazione fornita con lo stesso prodotto. I51 BOOTLOADER GRIFO(R) L'I51 Bootloader grifo(r) coincide con una modalità ISP sviluppata dalla grifo in grado di programmare la FLASH della GMM F46, tramite un collegamento seriale RS 22 od USB tra Mini Modulo e PC. In questa appendice non viene descritto l'uso di questa modalità, in quanto è già stata proposta nel capitolo COME INIZIARE: viceversa vengono riportate alcune informazioni aggiuntive, utili al suo uso. a) Tale modalità è composta da un firmware eseguito sul Mini Modulo ed un software eseguito su PC, che comunicano tramite la linea seriale scelta, sfruttando un apposito protocollo. b) Il firmware dell'i51 Bootloader grifo(r) usa 6K Bytes dell'area codice del microcontrollore, ovvero riserva un blocco all'inizio della memoria FLASH pari a 6144 Bytes (1800H), che quindi non è più disponibile per il programma utente. c) Il firmware dell'i51 Bootloader grifo(r) usa solo la RAM interna per svolgere le sue funzioni ed al termine la rilascia in modo che rimanga a disposizione utente. Fa eccezione l'ultimo byte di RAM interna (quello all'indirizzo FFH) che indica quale codice è eseguito dal Mini Modulo, con la seguente corrispondenza: (FFH) = A5H -> I51 Bootloader grifo(r) in esecuzione; (FFH) <> A5H -> programma applicativo utente in esecuzione. Il programma applicativo utente non deve usare questo byte o preferibilmente lo deve settare con un valore diverso da A5H. d) L' unica altra risorsa usata è la linea seriale collegata al PC (vedi punto seguente) che rimane a disposizione dell'utente, quando l'i51 Bootloader grifo(r) non è in esecuzione. e) La comunicazione con il PC avviene con la linea USB se il jumper J1.4 è in posizione 1-2 oppure con la linea seriale asincrona (UART) bufferata in RS 22, se il jumper J1.4 è in 2-. f) Quando il jumper J1.4 è in posizione 1-2, la linea USB della GMM F46 deve essere sempre collegata al PC, anche quando non si usa l'i51 Bootloader grifo(r). Infatti, la mancanza del collegamento USB impedisce al programma applicativo utente di partire. g) Gli unici files gestiti dall'i51 Bootloader grifo(r), e quindi utilizzabili per la programmazione della FLASH, sono quelli in formato HEX Intel. GMM F46 Rel..00 Pagina D-1

82 grifo ITALIAN TECHNOLOGY h) L'I51 Bootloader grifo(r) è in grado di gestire due aree di memoria distinte: - area PROGRAM dedicata al codice eseguibile del programma applicativo utente, allocata agli indirizzi 1800H F7FFH per un totale di 56K Bytes; - area DATA dedicata ad eventuali dati, parametri, configurazioni usati dal programma applicativo utente, allocata agli indirizzi F800H F9FFH per un totale di 0,5K Bytes. i) Affinchè il programma applicativo utente sia compatibile con l'i51 Bootloader grifo(r) deve essere allocato all'indirizzo di partenza dell'area PROGRAM, ovvero a 1800H. Prima di generare il programma applicativo, si deve definire l'indirizzo di origne del codice con le modalità dell'ambiente di sviluppo scelto. La definizione dell'indirizzo di origine del codice deve ovviamente provvedere anche a riallocare i vedttori d'interrupt del microcontrollore, sempre con un offset di 1800H. j) L'I51 Bootloader grifo(r) viene eseguito solo a seguito di un'accensione od un reset del Mini Modulo, se sul PC collegato è eseguito il software e se questo stà eseguendo la sincronizzazione. In altre parole nelle normali condizioni d'uso tale modalità non parte e viene altresì eseguito il programma applicativo utente. k) Al seguito di un reset od accensione la GMM F46 tenta la sincronizzazione con PC per un tempo che dipende dalla linea di comunicazione scelta. Con la linea UART (J1.4 in 2-) dura solo 100 millisecondi mentre con la linea USB (J1.4 in 1-2) dura circa secondi. Questo tempo inevitabilmente si traduce nel tempo di partenza del programma applicativo dell'utente. l) Il programma su PC é in grado di usare una linea seriale da COM1 a COM16, come illustrato nella lista Com Port: del riquadro Serial line. La linea seriale hardware del PC (usata per la comunicazione seriale asincrona con GMM F46) é selezionabile allo stesso modo di quella virtuale (usata per la comunicazione USB con GMM F46). Qualora il numero della COM da usare sia superiore a 16, provvedre a rinumerarla usando le apposite modalità del sistema operativo del PC. m) Nella lista delle linee seriali Com Port: l'i51 Bootloader grifo(r) alla partenza rappresenta le linee seriali disponibili su PC senza alcun aggiunta (es. COM1) mentre rinchiude tra < > quelle non disponibili (es. <COM4>). n) L'I51 Bootloader grifo(r) può essere eseguito a linea di comando, in modo da consentire la sua integrazione negli IDE degli ambienti di sviluppo. La sintassi da utilizzare, completa delle possibili opzioni, è la seguente: I51BootloaderGrifo.exe /comx /p<file per area PROGRAM> /d<file per area DATA> dove: /comx Porta seriale del PC usata per la comunicazione (COM1 COM16). /p<file per area PROGRAM> Opzione che specifica il nome, completo di percorso, del file HEX da scrivere nell'area PROGRAM sulla FLASH del microcontrollore (codice del programma applicativo). /d<file per area DATA> Opzione che specifica il nome, completo di percorso, del file HEX da scrivere nell'area DATA sulla FLASH del microcontrollore (dati, parametri dell'applicativo). Ad esempio la linea: I51BootloaderGrifo.exe /com2 /pc:\progetti\controllomotori\main.hex apre una connessione sulla porta seriale COM2 e programma il file Main.hex che si trova nella cartella C:\Progetti\ControlloMotori\. Grazie al lancio da linea di comando l'i51bootloadergrifo(r) può essere facilmente integrato e lanciato da un IDE, in cui l'utente sviluppa il suo programma applicativo. In questo modo tutte le fasi dello sviluppo saranno gestite da un unico programma su PC che coincide con lo stesso IDE, con una notevole semplificazione e risparmio di tempo. Pagina D-2 GMM F46 Rel..00

83 ITALIAN TECHNOLOGY grifo Ad esempio l'integrazione nell'ide del BASCOM 8051, avviene aprendo la finestra associata al menù Options Programmer ed impostandola come illustrato nella seguente figura: FIGURA D1: INTEGRAZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R) IN BASCOM 8051 L'indicazione {file} ed Use HEX file della finestra istruiscono il BASCOM 8051 ad usare automaticamente il file HEX con nome corrispondente al sorgente che l'utente stà sviluppando. Una volta confermate le impostazioni con il tasto Ok e compilato il programma utente in modo da generare il file HEX con il codice eseguibile (si veda capitolo COME INIZIARE), per programmare tale codice nel Mini Modulo è sufficiente selezionare l'opzione Program Send to chip o premere il tasto rapido F4. Subito dopo l'i51 Bootloader grifo(r) parte ed esegue il suo lavoro, rappresentando una finestra ridotta che riassume le operazioni eseguite, come illustrato nella seguente figura. FIGURA D2: ESECUZIONE I51 BOOTLOADER GRIFO(R) A LINEA DI COMANDO GMM F46 Rel..00 Pagina D-

84 grifo ITALIAN TECHNOLOGY INTERFACCIA C2 Il microcontrollore C8051F46 usato sulla GMM F46 include un'interfaccia denominata C2, sviluppata dalla Silicon Laboratories, in grado di programmare la FLASH e di debuggare il codice salvato, direttamente nell'applicazione finale del cliente. L'interfaccia C2 usa i seguenti segnali: Pin Mini Segnale Modulo Funzione /RES 2 Segnale di reset per attivare la comunicazione con l'interfaccia; C2CK 2 Segnale di clock e sincronizzazione; C2D 10 Segnale dati bidirezionale per trasferire le informazioni; GND 14 Massa di riferimento. che equivalgono a soli 2 segnali più la massa di riferimento, riportati sui pin indicati dello zoccolo CN1. In commercio esistono appositi adattatori che da un lato si collegano ai segnali dell'interfaccia C2 e dall'altro ad un PC sfruttando, di norma, una linea USB. Tra questi dispositivi adattatori meritano una citazione quelli prodotti dalla casa madre Silicon Laboratories di cui, nelle seguenti figure, riportiamo la foto ed il relativo nome. FIGURA D: USB DEBUG ADAPTER FIGURA D4: MCU TOOLSTICK BASE ADAPTER + DEBUG ADAPTER Pagina D-4 GMM F46 Rel..00

85 ITALIAN TECHNOLOGY grifo Gli adattatori per interfaccia C2 descritti sono gestiti tramite un PC che esegue l'ide SiLabs. Quest'ultimo li riconosce sulla linea USB ed offre numerose potenzialità soprattutto nella fase di sviluppo e messa a punto del programma applicativo, infatti: - programma la FLASH del microcontrollore in ISP; - cancella la FLASH; - verifica il contenuto della FLASH; - esamina il contenuto delle aree di memoria del microcontrollore: codice, RAM interna, RAM esterna, registri di gestione (SFR), ecc. - permette di esaminare lo stato del microcontrollore e delle sue periferiche; - disassembla il codice salvato in FLASH; - offre un pieno controllo sull'esecuzione del codice che difatti può essere un'istruzione alla volta, con o senza entrata nelle procedure, fino al cursore, fino a punto d'arresto = breakpoint, ecc.; - è facilmente utilizzabile grazie alla sua interfaccia multifinestra a colori, che lo rendono intuitivo, comodo e veloce; - quando il codice è generato da un compilatore ad alto livello in grado di generare i file simbolici, il programma può essere debuggato a livello sorgente: tutte le precedenti possibilità si applicano direttamente sul programma scritto ad esempio in C. In altre parole l'interfaccia C2 assieme ad un adattatore offre le stesse prestazioni di un In Circuit Emulator (ICE) hardware, con indiscutibili semplificazioni d'uso e con le stesse riduzioni del tempo complessivo di sviluppo dell'applicativo finale. FIGURA D5: STATO MICROCONTROLLORE CON INTERFACCIA C2 GMM F46 Rel..00 Pagina D-5

86 grifo ITALIAN TECHNOLOGY FIGURA D6: DEBUG A LIVELLO SORGENTE CON INTERFACCIA C2 Note: Prima di collegare i segnali dell'interfaccia C2 per ISP e DEBUG, si prega di contattare la grifo. Per ulteriori informazioni sull'interfaccia C2 e tutto quanto correlato, fare riferimento all'apposita documentazione della Silicon Laboratories. Pagina D-6 GMM F46 Rel..00