Загрузить HEX в микроконтроллер PIC

[shatskikh]

Настоящая инструкция содержит типовой алгоритм действий при загрузке (записи, обновлении) программного обеспечения микроконтроллеров семейств PIC10, PIC12, PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC30/33 и PIC32 от компании Microchip Technology Inc. Дальнейшие аппаратные и программные манипуляции описываются на базе компьютера под управлением операционной системы Windows 7, 64-битная версия.

Для загрузки «прошивки» в микроконтроллер потребуются:

1. интегрированная среда разработки MPLAB® X IDE от Microchip;
2. программатор и отладчик PICkit^TM3;
3. интерфейсный кабель USB 1.0-2.0 с разъемами «тип A» и «тип Mini-B»;
4. 6-и жильный сигнальный кабель DuPont;
5. плата с PIC'ом, поддерживающая внутрисхемное программирование ICSP^TM.

Описанная ниже методика является гарантированно рабочей, но это не делает её уникальной или исключающей другие способы загрузки кода в микроконтроллер: «залить прошивку» можно и через Linix, и с применением командной строки альтернативного «софта», и подключив сторонний программатор (в том числе аналог PICkit^TM3 из Поднебесной) - это вопрос навыков и предпочтений.

[shatskikh]

Программатор и отладчик PICkit^TM3 представляет собой простое и недорогое устройство, которое используется в качестве аппаратной основы при разработке, отладке и эмуляции программного обеспечения микроконтроллеров Microchip, поддерживающих последовательное внутрисхемное программирование ICSP^TM.

Для подключения к компьютеру PICkit^TM3 содержит интерфейсный разъем USB mini-B, а для подключения к отлаживаемой плате - сигнальный разъем PBS-06R (6-и контактная угловая рядная розетка с шагом 2,54 мм). Программатор желательно подключать напрямую к разъему ICSP^TM, но если нет возможности - использовать кабель DuPont минимальной длины: до 300 мм чтение/запись осуществляются без проблем, при большей длине возможны ошибки.

К основным функциям PICkit^TM3 относятся:

• поддержка микроконтроллеров PIC10, PIC12, PIC16, PIC18, PIC24, dsPIC30/33, PIC32;
• подключение по USB, используя стандартные драйвера Windows;
• отладка программного обеспечения в режиме реального времени;
• встроенный монитор перенапряжения и короткого замыкания;
• поддержка микроконтроллеров в широком диапазоне питающих напряжений от 1,8 до 5 вольт;
• диагностическая светодиодная индикация;
• чтение/запись памяти программ и памяти данных микроконтроллера;
• стирание всех типов памяти (EEPROM, FLASH, ID, конфигурация) с подтверждением;
• фиксация состояния периферии в точке останова.

Описание контактов сигнального разъема PICkit^TM3 (первый контакт обозначен белым треугольником на корпусе):

№	PICkitTM3	Сигнал	Назначение
1	MCLR	Vpp	Напряжение программирования
2	Vdd	Target	Контроль напряжения питания микроконтроллера
3	Vss	Ground	Общий (земля)
4	PGD	ICSPDAT	Сигнал данных
5	PGC	ICSPCLK	Тактовый сигнал
6	PGM	LVP	Низковольтное программирование

Документация от Microchip:

1. PICkit^TM3 Programmer/Debugger User’s Guide, DS51795B
2. In-Circuit Serial Programming^TM (ICSP^TM) Guide, DS30277D

[shatskikh]

Для исключения ошибок при коммутации программатора необходимо на разработанной печатной плате обозначить все контакты разъема внутрисхемного программирования ICSP^TM, который должен быть рядной 6-и контактной вилкой с шагом 2,54 миллиметра (тип PLS-06). Такой вариант подключения задействует 4 вывода микроконтроллера, а возможности PICkit^TM3 будут доступны как в режиме низко-, так и высоковольтного программирования.

Однако, реальность полнится нюансами, вынуждая оптимизировать способ подключения программатора и видоизменять разъем внутрисхемного программирования, при этом сохраняя взаимное расположение контактов ICSP^TM на печатной плате. Несколько примеров из практики:

• ограничено место на печатной плате или требуется освободить вывод микроконтроллера: использовать режим только высоковольтного программирования - задействованы 3 (вместо 4) вывода микросхемы и можно сократить ICSP^TM до 5 контактов;
• высота стандартной вилки PLS-06 превышает максимально допустимый габарит: использовать такую же рядную вилку, но в угловом исполнении PLS-06R - высота разъема над уровнем печатной платы уменьшается с 8,5 до 2,54 мм;
• разъем ICSP^TM устанавливать нельзя (нарушается балансировка, мешает прокладке проводов и др.) или нет маркировки: в сигнальном слое печатной платы первый контакт посадочного места под разъем ICSP^TM выделить - его сделать квадратным, а остальные контакты круглыми.
• необходимо адаптировать плату под другой (отличный от PLS-06) разъем внутрисхемного программирования - такое бывает при использовании аналогов PICkit^TM3.

[shatskikh]

Далее все действия и фотографии экрана будут демонстрироваться на базе MPLAB® X IDE v5.45, потому что она является одной из последних, которая работает как на 32-х, так и на 64-битных версиях Windows, в том числе на Windows XP.

[shatskikh]

Сначала необходимо импортировать (загрузить) файл «прошивки» в программу MPLAB® X IDE - структура имени моих файлов унифицирована и формируется по шаблону. Для импорта в меню главного окна выбрать «File > Import > Hex/ELF...(Prebuilt) File»:

[shatskikh]

В появившемся окне настроить аппаратную основу проекта:

1. Prebuilt Filename - выбрать файл «прошивки», которую необходимо загрузить;
2. Family - выбрать семейство микроконтроллеров;
3. Device - выбрать идентификатор микроконтроллера;
4. Hardware Tool - выбрать программатор PICkit3^TM (имя обычно содержит серийный номер);
5. Нажать на кнопку Next.

[shatskikh]

В появившемся окне настроить файловую структуру проекта:

1. Project Name - имя проекта, которое будет использоваться для идентификации;
2. Project Location - путь на диске компьютера, где будет создана папка с файлами проекта;
3. Project Folder - название папки с файлами проекта (формируется на основании имени проекта);
4. Set as main project - установить этот проект как главный (чтобы впоследствии меньше настраивать MPLAB® X IDE);
5. Нажать на кнопку Finish.

[shatskikh]

В результате должно появиться окно-вкладка «Output - [название проекта (Project Name)]» с сообщением «Loading completed» - загрузка «прошивки» в программу MPLAB® X IDE успешно завершена. Расположение окна-вкладки может отличаться из-за индивидуальных настроек программы.

[shatskikh]

В большинстве моих разработок схемотехника реализована таким образом, чтобы PICkit^TM3 в процессе записи «прошивки» получал питание от целевой платы, но бывают и обратные ситуации - программатор сам формирует напряжение питания для микроконтроллера (или платы в целом). Перед записью «прошивки» необходимо настроить MPLAB® X IDE под текущий проект на основании руководства по проведению приёмо-сдаточных испытаний (оно входит в пакет обязательной сопроводительной документации). В меню главного окна выбрать «File > Project Properties (название проекта)»:




В появившемся окне существуют два варианта настроек в отношении «птички» по позиции 3 [Power target circuit from PICkit3] и выпадающего списка по позиции 4 [Voltage level]:

• питание от целевой платы = «птичку» снять + выбор уровня напряжения игнорировать;
• питание от PICkit^TM3 = «птичку» установить + выбрать уровень напряжения в соответствии с руководством.

[shatskikh]

Для записи «прошивки» в микроконтроллер необходимо нажать на стрелку около кнопки загрузки в инструментальной панели и в выпадающем списке выбрать пункт «Make and Program Device (название проекта)» - Подготовить и запрограммировать устройство:



Если в настройках MPLAB® X IDE не были заблокированы информационные сообщения («Do not show this message again» - Больше не показывать это сообщение), то должно появиться окно следующего содержания: Ещё раз проверьте, что микроконтроллер выбран правильно и устройство, в составе которого он находится, поддерживает выбранный уровень напряжения (для случаев питания схемы от PICkit^TM3) - иначе программирование приведёт к повреждению устройства. Если уверены в настройках - нажмите ОК: