C51ED2 Auto-ISP Evaluation Kit User Guide

C51ED2 Auto-ISP Evaluation Kit User Guide
C51ED2 Auto-ISP Evaluation Kit User Guide
一、 介紹(Features)
C51ED2-ISP-EK1 是一個體積小、方便攜帶且容易使用的實驗板。主要的線上燒錄功能(In System
Programming, ISP)是透過 RS-232 介面對單晶片 AT89C51ED2 進行燒錄。只要插上電源線,啟
動軟體 FLIP 即可下載至 AT89C51ED2 微電腦晶片中,輕鬆地暢遊微電腦的世界。
名詞解釋
ISP:ISP 為 In-System Programming 之縮寫,亦稱作「線上燒錄功能」。使用者可以直接透過預
設通訊介面(如:RS-232)
,來進行燒錄而不需要插拔 8051 單晶片(直接使用軟體下載即
可)。燒錄完畢後可以由硬體或 FLIP 軟體啟動(RESET)。
FLIP:為 ATMEL 公司提供的線上燒錄軟體。
(ATMEL 是 8051 的創始公司)
PORT:為 8051 單晶片用來與外界溝通之控制端口,標準的 8051 具有 4 組 PORT(P0, P1, P2,
P3)
。每組 PORT 為 8 個位元,也就是 8 個 PIN 腳,每可 PIN 腳都可以當作一個電動
開關。
TTL:為(Trasistor to Transistor Logic)之縮寫,為控制訊號的一種準位標示。分別表示數位的
High 為 5V,Low 為 0V(閥值約為 2.5V)
。
BAUD RATE:為通用資料傳輸速率定義(一般單位 Bits Per Second, BPS)
,也就是每秒可以傳
輸的資料位元數。常見設定值為(1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 28800, 57600,
115200…etc.)
。
EEPROM:全名為(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory),是可以提供動態燒
錄的唯讀記憶體。在嵌入式應用中常用來紀錄一些設定參數,系統斷電/復電後資料仍然可
以保存在內部不會流失,彷彿是 8051 的硬碟一般。
ROM:全名為(Read-Only Memory)用來儲存程式碼,必須一次燒錄且程式執行中不可改變程
式碼內容。系統斷電/復電後程式碼仍然存在,不會流失。
RAM:為(Random Access Memory)的縮寫,可以說是一種暫存器的陣列。通常用來存放變數
或資料,系統斷電/復電後資料會消失。
項目
數量/單位
一顆
一塊
一顆
一份
AT89C51ED2
ED2 實驗板
7~9V 變壓器
使用手冊
表一、基本配備
二、 規格(Specification)
CPU 規格
AT89C51ED2 Features:
• 8051 Family Compatible
– 8051 Instruction Compatible
– Six 8-bit I/O Ports (64 Pins or 68 Pins Versions)
– Four 8-bit I/O Ports (44 Pins Version)
– Three 16-bit Timer/Counters
– 256 Bytes Scratch Pad RAM
– 9 Interrupt Sources with 4 Priority Levels
• Integrated Power Monitor (POR/PFD) to Supervise Internal Power Supply
• ISP (In-System Programming) Using Standard VCC Power Supply
• 2048 Bytes Boot ROM Contains Low Level Flash Programming Routines and a Default
Serial Loader
• High-speed Architectur
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– In Standard Mode:
40 MHz (Vcc 2.7V to 5.5V, both Internal and external code execution)
60 MHz (Vcc 4.5V to 5.5V and Internal Code execution only)
– In X2 mode (6 Clocks/machine cycle)
20 MHz (Vcc 2.7V to 5.5V, both Internal and external code execution)
30 MHz (Vcc 4.5V to 5.5V and Internal Code execution only)
• 64K Bytes On-chip Flash Program/Data Memory
– Byte and Page (128 Bytes) Erase and Write
– 100k Write Cycles
• On-chip 1792 bytes Expanded RAM (XRAM)
– Software Selectable Size (0, 256, 512, 768, 1024, 1792 Bytes)
– 768 Bytes Selected at Reset for T89C51RD2 Compatibility
• On-chip 2048 Bytes EEPROM Block for Data Storage
– 100K Write Cycles
• Dual Data Pointer
• Variable Length MOVX for Slow RAM/Peripherals
• Improved X2 Mode with Independent Selection for CPU and Each Peripheral
• Keyboard Interrupt Interface on Port 1
• SPI Interface (Master/Slave Mode)
• 8-bit Clock Prescaler
• 16-bit Programmable Counter Array
– High Speed Output
– Compare/Capture
– Pulse Width Modulator
– Watchdog Timer Capabilities
• Asynchronous Port Reset
• Full-duplex Enhanced UART with Dedicated Internal Baud Rate Generator
• Low EMI (Inhibit ALE)
• Hardware Watchdog Timer (One-time Enabled with Reset-Out), Power-off Flag
• Power Control Modes: Idle Mode, Power-down Mode
• Single Range Power Supply: 2.7V to 5.5V
• Industrial Temperature Range (-40 to +85°C)
• Packages: PLCC44, VQFP44, PLCC68, VQFP64, PDIL40
三、 功能說明
外觀簡介
圖一、外觀說明。
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硬體連接設定
1. 個人電腦(PC)與 C51ED2-ISP-EK1 實驗板連接:
一般個人電腦本身具有兩個 COM PORT,通常預設為 COM0, COM1。
(通常為 DB-9 連接頭)
。
DB-9 總共有 9 支 PIN 腳,但只用了其中第 2, 3, 5 PIN 分別為 Rx, Tx, GND,如下圖所示:
圖 A、DB-9 連接頭 PIN-OUT。
2. 使用筆記型電腦(NB)與 C51ED2-ISP-EK1 實驗板連接:
由於大部分的 NB 都不具備傳統的 RS-232 COM PORT 連接頭,因此需另外購置 USB-to-RS232
轉接線。透過 USB-to-RS232 轉接線,仍然不影響 Auto-ISP 之功能,其餘連接方式與 PC 相同。
圖一、C51ED2-ISP-EK1 實驗板與個人電腦連接示意圖。
作業系統設定
啟動 FLIP 軟體前,請先依以下步驟確認 COM PORT 設定是否正確?
1. 在桌面上「我的電腦」按右鍵選擇「內容..」
。
2. 上方選單選擇硬體 \ 裝置管理員。
3. 在連接埠(COM & LPT)中選擇欲使用之 COM PORT。(如:COM2)
4. 在選取之 COM PORT 上按右鍵選取「內容」。
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圖二、裝置管理員中 COM PORT 設定位置。
圖三、COM PORT 的 Baud Rate 設定值。
(Auto-ISP 不需設定 Baud Rate)
圖四、USB-to-RS232 轉接線 COM PORT 變更設定。
軟體操作說明
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表二、接腳描述(Pin Description)
手動 ISP 操作模式(Manual ISP Mode)
C51ED2-ISP-EK1 實驗板如在自動 ISP 模式發生問題因而無法進行燒錄時,可以手動進入 ISP
模式。操作方法如下:
1. 連接電源,此時 PWR LED 呈現發光狀態。
2. 按住實驗板左上方之 RESET 按鍵(不要放開)
。
3. 按住實驗板左上方之 PSEN 按鍵(不要放開)
。
4. 此時將 RESET 按鍵放開。
5. 再將 PSEN 按鍵方開,則會進入 ISP 模式。
6. 啟動 FLIP 軟體,按下 Connection 進行連線、燒錄即可。
自動 ISP 操作模式(Auto ISP Mode)
為了讓使用者操作燒錄功能更簡單,C51ED2-ISP-EK1 實驗板上規劃了自動線上燒錄功能
(Auto-ISP Mode)。自動線上燒錄功能使用上需注意,COM PORT 位置一定要設定對,實驗板
上方藍色的 ISP SW 按鈕要按下。由於 AUTO-ISP 具有自動 Baud Rate 功能,故使用者可以自
行設定 Baud Rate。但如果發生連線狀況不穩定時,請將 Baud Rate 設定值調低再重新連線。
使用方法如下:
1. 啟動 FLIP 軟體、啟動電源並使用 RS-232 與實驗板連接。
2. 透過 Device \ Select 選擇 AT89C51ED2 晶片。
3. 將實驗板上方藍色之有段開關(ISP SW)按下。
4. 將 FLIP 軟體設定 Setting \ Preferences 啟動「ISP hardware conditions controlled by Flip」
,並
按下 OK 鍵。
5. 從上方選單 Setting \ Communication \ RS-232 進行連線。
6.
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LED 顯示燈號(LEDs)
RS-232 通訊介面(RS-232 Interface)
RS-232 為 EIA 規範之標準通訊介面,為現有串列(Serial Port)傳輸介面之基礎。其通訊方式
如下所示:
電源操作說明(Power Connection)
四、 常見問題(FAQ)
Q1:FLIP 軟體無法正確與 ED2 實驗板連線?
A:
1. 請檢查作業系統 COM PORT 設定是否正確(我的電腦 – 內容 – 硬體 – 裝置管理員 – 連
接埠)?不正確的 COM 號碼將導致 PC 無法與實驗板進行連線。
2. 請檢查 USB-to-RS232 的傳輸線至否正常?通常測試方法為 Pin2 與 Pin3 短路,此時使用
超級終端機可以收到自己傳送的 ASCII 字元。使用連接線應為一般平行線,不可使用交換線
(跳線)。
3. 請檢查超級終端機是否佔用連接實驗板的 COM PORT?如果是,請將超級終端機關閉後,
重新連線。
4. 不良的連線品質亦將導致連線不穩定狀況,可以考慮將連線的 Baud rate 降低並重新連線。
5. 請確認 AUTO-ISP 按鍵處於 ON 下壓狀態,如果否,請將 AUTO-ISP 按鍵按下後,重新連
線。
6. 請檢查有沒有提供實驗板正確的電源?單晶片的電源正常應該處於 5V 準位。
Q2:LED 燈號不會發亮?
A:
1. 請將 LED 跳線插上,查看 LED 有無發光?(LED 為 ACTIVE LOW 顯示)
2. 請使用電錶測量欲控制的 PIN 腳位,有無電壓變化?如果否,請將測試程式燒錄進去,重
新啟動(RESET)晶片,檢查看看 LED 顯示是否正常?
Q3:使用 PORT 進行 I/O 控制時,邏輯低電位無法到達 0V?
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A:
由於本實驗板簡化 LED 設計方式,因此在 LED 燈亮時,實際 Low 電位約為 0.7V(Active
LOW)
。因此在少數特定應用上,如鍵盤掃描上面,需要先將 LED 跳線拔起來(DISABLE),
才能正常工作。LED 建議只有在需要偵錯(DEBUG)的時候才啟動,否則也會增加實驗板的耗
電量。
Q4:程式可以 Download 進去,但是 RS-232 無法正常動作?
A:
請將 AUTO-ISP 按鍵設定為 OFF 狀態,AUTO-ISP 功能會影響電腦與實驗板通訊的功能,只
要解除 AUTO-ISP 功能,就可以正常與電腦進行通訊。
Q5:實驗板上面靠近電源的整流 IC 會發熱?
A:
本實驗板為保護 AT89C51ED2 單晶片,因此於 DC 輸入端設計了 LM317 之整流 IC。由於 32
顆 LED 同時開啟時,電流消耗約為 0.484 安培。因此會稍微有點溫度,如果溫度太高則可以將
LED 除能(DISABLE)降低電流消耗。
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