دراسة الميكروكونترولر ( أجهزة وبرمجيات) للمبدعين التقنيين تخصص كهرباء والكترونيات و..

[F.Abdelaziz]

دراسة الميكروكونترولر ( أجهزة وبرمجيات) للمبدعين التقنيين تخصص كهرباء والكترونيات و.....
أولا الأجهزة :
جهاز البرمجة التسلسلية فى الدائرة In-circuit Serial Programming (ICSP)
الغرض :
إعطاء بعض المعلومات الأساسية عن برمجة الميكروكونترولر PIC وهو فى الدائرة (دون نزعه) واقتراحات للحصول على أفضل النتائج عند التنفيذ .
معظم المعلومات التى سوف نذكرها هنا يمكن تطبيقها بغض النظر عن جهاز البرمجة المستخدم .

مقدمة

يقصد بالبرمجة هنا : فقط تخزين ( تحميل ) البرنامج فى الميكروكونترولر وليس توليد أو كتابة البرنامج.

تبدأ العملية بالملف بصيغة السداسى عشر HEX والذى يحدد بالضبط طريقة وضع خانات ذاكرة البرنامج الثابتة (الفلاش) . عملية البرمجة تعنى نسخ هذه المعلومات من الملف HEX للميكروكونترولر PIC .

لا توجد وسيلة لتوصيل الميكروكونترولر PIC بالكومبيوتر الشخصى . نحتاج إلى قطعة منفصلة من العتاد Hardware تسمى "جهاز البرمجة"programmer يتم توصيلها إلى منفذ من منافذ الكومبيوتر من جهة ومن الجهة الأخرى تتصل بالميكروكونترولر PIC .يتوفر العديد من أجهزة البرمجة الخاصة بالميكروكونترولر PIC . معظم هذه الأجهزة يستخدم منفذ التوازى أو منفذ التوالى (COM port) أو منفذ USB .
فى جهة الميكروكونترولر PIC يوجد احتمالين للتوصيل : التوصيل عن طريق التركيب فى سوكيت أو التوصيل باستخدام البرمجة بالدائرة . والنوع الاخير هو هدفنا .

نظرة عامة على البرمجة التسلسلية فى الدائرة ICSP :
يتم برمجة الميكروكونترولر PIC باستخدام 5 إشارات . يتم نقل البيانات باستخدام اثنين بطريقة النقل المتزامن المتتالى مع التحكم دائما عن طريق وحدة البرمجة .
إشارات البرمجة ICSP هى :
GND :
وهى جهد التغذية السالب للميكروكونترولر وجهد الصفر المرجعى لباقى الأشارات .جهود باقى الإشارات تقاس بالنسبة للأرضى .
Vdd :
وهو جهد التغذية الموجب للميكروكونترولر PIC .

Vpp :

هو جهد نظام البرمجة . يجب أن يوصل إلى طرف MCLR أو طرف Vpp للمنفذ الاختيارى فى بعض الميكروكونترولر ذات عدد الأطراف الكثيرة .

لوضع الميكروكونترولر فى نظام البرمجة يجب أن يكون هذا الجهد فى حدود محددة .

فى الميكروكونترولر التى تعمل على الجهد 5V يكون هذا الجهد دائما أعلى من الجهد الموجب Vdd ويمكن أن يصل إلى 13.5V .



PGC:

خط الساعة CLOCK لربط البيانات التسلسلية . هذا الخط يتأرجح بين GND و Vdd ودائما يتم تشغيله بالمبرمج . يتم نقل البيانات عند الحافة الهابطة .

PGD:

خط البيانات DATA المتسلسلة :

خط الربط هذا ثنائى الاتجاه , لذلك فإن هذا الخط يمكن تشغيله أما بواسطة المبرمج أو بواسطة الميكروكونترولر حسب العمل الحالى .فى الحالتين يتأرجح هذا الخط من GND إلى Vdd .يتم نقل البيانات عند الحافة الهابطة للساعة PGC .



جهاز برمجة ICSP :

التنفيذ العملى :

الملفات الكاملة على الرابط :


http://www.4shared.com/file/vaFk-pu3/ICSP.html

[F.Abdelaziz]

الملفات الكاملة لمشروع انشاء مبرمجة الميكروكونترولر PIC على المنفذ التسلسلى SERIAL PORT

على الرابط


http://eeecb.com/up2//view.php?file=cdce89cee1

وعلى الرابط

http://www.4shared.com/file/16928220...ER-PG2C-2.html

[F.Abdelaziz]

مشروع بناء جهاز برمجة للميكروكونترولر PIC : باستنساخ PICKIT2 مع شرح مبدأ العمل

المرجع :

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName =en023805

http://talkingelectronics.com/projects/PIC-2%20USB%20Burner/PIC-2%20USB%20Burner.html

هذا المشروع هو نسخة من جهاز البرمجة PICkit-2 , أشهر وأنجح وأرخص جهاز برمجة للميكروكونترولر PICبالأسواق . لكنه قد يكون غير متاح لك والبديل قد يكون باهظ الثمن وأقل فى الميزات .
جهاز البرمجة PICkit-2 يباع مجمع وقد لا يرضى الذين يريدون بناء جهاز البرمجة الخاص بهم .



الدائرة الكهربية :

[F.Abdelaziz]

أجزاء الدائرة :

[F.Abdelaziz]

لوحة الدائرة المطبوعة :

مبدأ عمل الدائرة :

[F.Abdelaziz]

مبدأ عمل الدائرة :
أساس الدائرة هو قسم "الجهد العالى" بالإضافة إلى مكونات لربط شريحة الميكروكونترولر PIC18F2550 بوصلات البرمجة .
شريحة الميكروكونترولر PIC18F2550 مصممة خصيصا للربط بمنفذ USB وتتعامل مع البيانات من الكومبيوتر إلى شريحتك المطلوب برمجتها وكذلك البيانات من الشريحة إلى الكومبيوتر . وهذا يوفر الحاجة لأى شرائح أخرى فى جهاز البرمجة .
الكريستال يجب أن يكون بتردد 20MHz حتى تتعامل الشريحة مع برنامج الكومبيوتر بالسرعة الصحيحة .
الشرط الوحيد الآخر هو توليد جهد بالقيم 13.5 V لفتح الشريحة , بحيث يمكن قراءتها وبرمجتها . بعض الشرائح تحتاج لجهد أقل قليلا من 13 V والبعض يحتاج لحوالى 14 V .

يتم توليد هذا الجهد عن طريق الترانزستور Q1 , حيث يستقبل إشارة من الشريحة PIC18F2550الطرف 12"VPP_PUM" خلال المقاومة 1K-R5 إلى القاعدة ) لتشغيله لفترة قصيرة ثم يتم إيقاف تشغيله ( أى موجة مربعة) . هذا الإجراء ينتج نبضة تيار خلال ملف الحث 680uH وعندما يتم إيقاف الترانزستور عن التشغيل ينتج ملف الحث "جهد مرتفع" . هذا الجهد يتم تخزينه بالمكثف الإلكتروليتى 47u-C8 ويظهر عبر مقسم الجهد المكون من المقاومات R6-4K7 و R7-2K7 . تكشف الشريحة الجهد عند نقطة اتصال المقاومات (كتغذية عكسية) (الطرف 2 "VPP_FEEDBACK" ) وتحاول الحفاظ على ثبات جهد البرمجة عند القيمة 13.5V بالتحكم فى عرض النبضات المربعة عن طريق نظام تعديل عرض النبضات PWM.
يتم تمرير هذا الجهد للشريحة المراد برمجتها , VPP_ICSP_PIN1 , عن طريق الترانزستورات الثلاثة Q2,Q3,Q4 والتى تعمل كمفتاح فصل وتوصيل تبعا للتحكم من برنامج البرمجة عن طريق الميكروكونترولر PIC18F2550 ( الطرف VPP_ON (23) والطرف MCLR_Target(7) .

شريحة الميكروكونترولر PIC18F2550
قلب الدائرة هو شريحة ميكروكونترولر PIC . هذه الشريحة "مبرمجة مسبقا" لذلك تحتاج لجهاز برمجة لبرمجتها .
ليدات بيان الحالة :
1- الليد الأخضر Power : يضىء لبيان وصول جهد التغذية إلى جهاز البرمجة عن طريق المنفذ USB .
2- الليد الأحمر Busy : يضىء لبيان أن جهاز البرمجة "مشغول" أى أن العمل جارى , على سبيل المثال , أثناء عملية البرمجة .
المفتاح الضاغط :
قد يستخدم المفتاح الضاغط لبدء وظيفة البرمجة Write Device عند اختيار Programmer>Write من خلال برنامج البرمجة . كما أنه أيضا يمكن أن يستخدم فى تحميل ملف الإقلاع Bootloader فى عملية تحديث البرنامج الثابت (نظام التشغيل) الموجود بالميكروكونترولر PIC18F2550 ( سوف نتناول ذلك فيما بعد) .

الوصلة USB socket :

وصلة البرمجة التسلسلية بالدائرة ICSP

[F.Abdelaziz]

ملفات المشروع على الرابط :

http://www.eeecb.com/vb/showthread.php?t=753

[F.Abdelaziz]

شرح برنامج ICProg و طريقة إستعمال مبرمجات PIC :

1- مقدمة:

يفترض إنك حصلت على المبرمجة سواء بشرائها أو بصنهعا بنفسك .
جاء الآن دور وضع أو تحميل أو نقل البرنامج إلى الميكروكونترولر وهو مايعرف باسم عملية حرق الميكروكونترولر burning .

سوف نغطى الآن كيفية ضبط برنامح الحرق كذلك أماكن وضع الشرائح المختلفة للميكروكونترولر فى السوكيت باستخدام المبرمجةالشهيرة PG2C .

فى البداية قد يستغرق معك العمل وقتا .

وهذا الموضوع بغرض المساعدة فى تسريع عملية الحرق حتى تنظر الى الموضوع بوجه مشرق .

بمجرد ضبط الاعدادات بطريقة صحيحة لن تحتاج الى ذلك مرة اخرى .

تحذير :

• يمنع منعا باتا وضع أو إزالة الميكروكونترولر من المبرمجة وهى فى وضع نظام البرمجة .

• لاتقوم بتشغيل أى برامج على منفذ التوالى المتصل بالمبرمجة وإلا تسبب فى تلفالميكروكونترولر والمبرمجة ايضا .

2- الادوات المطلوبة :
علاوة علىالمبرمجة :

ا- الكابل
ستحتاج الى كابل توالى 9طرف Male to Female

ب- التغذية تتم من الكومبيوتر نفسه خلال منفذ التوالى .

ج- البرنامج Software

هوالبرنامج الشهير المجانى ICProg( http://www.ic-prog.com/) . حمل الملف بالصيغة ZIP وافتحه سوف تجد ملف واحد هو البرنامج كله وهو icprog.exe احفظه فى مكان فىمتناول يدك مثل سطح المكتب .

ملحوظة هامة :
تنصيب البرنامج لمستخدمى Windows NT and XP :

هذه الأنظمة تفعل اشياء غريبة مع منافذ التوالى والتوازى لا تفعلها الاصدارات السابقة لها . لهذا السبب يوجد driver خاص يسمح لكبالتعامل بنجاح مع منافذ التوالى والتوازى على أى إصدار .
• اولا يجب عليك تنزيل NT/2000 Driver من موقع البرنامج
(http://www.ic-prog.com/icprog_driver.zip).
ضع ال driver فى نفس المجلد الموجود به ملف البرنامج ICProg.exe .
• شغلالبرنامج وانقر على قائمة الضبط Settings بالنافذة الرئيسية وافتح نافذة 'Options'
• اختار مفتاح 'Misc' وانقر على الاختيار 'Enable NT/2000/XP Driver'
• يطلب من البرنامج restart للكومبيوتر .
• عند بدأ البرنامج من جديد سوف يكون كل شىء على مايرام .



3- طريقة حرق الميكروكونترولر burning

ملف تفاصيل الشرح على الرابط

http://eeecb.com/up2//view.php?file=1dc3fcc486


التفاصيل :



3- طريقة حرق الميكروكونترولر burning


أ‌- شغل البرنامج يظهر لك الشكل التالى





ب‌- من قائمة 'Settings' اختار 'Hardware' كما فى الشكل حيث يتم اختيار : نوع المبرمجة JDM و اختيار منفذ التوالى . تأكد من عدم اختيار اى خاصية عكس invert
إضغط OK لغلق النافذة




ج‌- تحميل الملف بصيغة HEX
حمل ملف HEX الخاص بالمشروع .




يجب أن يحتوى ملف HEX على مصهرات الشفرة fuses encoded فسوف يتعرف عليها برنامج ICProg ويقوم باختيار المصهرات وضبط المذبذب بالنيابة عنك .
د- يجب أن تختار نوع الشريحة يدويا .
ضع شريحة الميكروكونترولر فى المكان المناسبلها فى المبرمجة .


مثال لتحديد مكان وضع الشريحة فى المبرمجة :



اماكن جميع الشرائح مدونة على الطبقة العلوية (طبقة المكونات) على شكل silkscreen
والشكل يوضح طريقة وضع ال PIC16F628 وهى ذات 18طرف . لاحظ الطرف رقم 1 على المبرمجة ورقم 1 على الشريحة ( الطرف بجوار النقرة او الحفرة)


اذهب إلى البرنامج واضغط على أيقونة الأمر بالبرمجة وشاهد تذبذب الليد الخاص بالبرمجة ( إن وجد) أثناء البرمجة دلالة على سريان البيانات .
يقوم البرنامج بالتحقق من سلامة عملية البرمجة وإعطاء تقرير يفيد بذلك successfully verified




ماذا نفعل إذا ظهرت الرسالة اللعينة :
'Programming failed at Code address 0000h'





تأكد من الاتى:
• الكابل متصل جيدا وبالطريقة الصحيحة بمنفذ التوالى المطابق تماما لما تم اختياره فى عملية ضبط البرنامج
• الميكروكونترولر فى موضعه الصحيح فى سوكيت المبرمجة .
• اذا كنت تستخدم نظام البرمجة فى الدائرة ICSP تأكد من توصيل الكابل الخاص بذلك بطريقة صحيحة وبإحكام .
• تأكد من اختيار الميكروكونترولر المناسب فى البرنامج .