|
TWR-MCF51CN. Руководство пользователя
Редакция 1.1
Содержание
1. Общие сведения
2. Справочная документация
3. Аппаратная часть
3.1. Тактовый сигнал
3.2. Питание системы
3.3. Отладочный интерфейс
3.4. Интерфейс RS232
3.5. Подключение к соединительным платам
3.6. Механический форм-фактор
4. Таблица джамперов
5. Таблица входных/выходных разъёмов и назначения выводов
6. OSBDM
6.1. Режим загрузчика
6.2. Интерфейс автономной отладки
1. Общие сведения
Микроконтроллерный модуль MCF51CN Tower (TWR-MCF51CN) представляет собой недорогую плату, предназначенную для проведения оценочных работ, демонстраций и разработок. Модуль TWR-MCF51CN может использоваться автономно или работать в качестве главного управляющего устройства в системе Tower совместно с периферийными модулями.
Основные характеристики модуля TWR-MCF51CN:
- Микроконтроллерный модуль, совместимый с системой Tower
- Микроконтроллер MCF51CN128 в 80-выводном корпусе LQFP
- Схема отладчика Open Source Debug (OSBDM) на базе MC9S08JM60
- Четыре светодиода, назначение которых определяется пользователем
- Два DIP-переключателя и три кнопки, назначение которых определяется пользователем
- Потенциометр
- Трёхкоординатный акселерометр MMA7260
- Приёмопередатчик RS232 и разъём 2×5 выводов
- Расширение через разъём основной соединительной платы
Блок-схема модуля TWR-MCF51CN
2. Справочная документация
Более подробную информацию о системе Freescale Tower и TWR-MCF51CN можно найти в перечисленных ниже документах. Самые последние редакции всех документов по системе Tower можно найти на Web-странице: http://www.freescale.com/tower.
- Freescale Tower Electromechanical Specification (Спецификация на электромеханические параметры системы Freescale Tower)
- TWR-MCF51CN Module Pinout (Назначение выводов модуля TWR-MCF51CN)
- TWR-MCF51CN Schematics (Принципиальные электрические схемы модуля TWR-MCF51CN)
- TWR-MCF51CN – Quick Start Guide (TWR-MCF51CN: Быстрый старт)
- TWR-MCF51CN-KIT Lab Tutorial (TWR-MCF51CN-KIT: Лабораторный практикум)
- MCF51CN128 Reference Manual (MCF51CN128: Справочное руководство)
- MCF51CN128 Data Sheet (MCF51CN128: Спецификация)
- AN3561, USB Bootloader for the MC9S08JM60 (USB-загрузчик для MC9S08JM60)
3. Аппаратная часть В данном разделе более подробно рассказывается об особенностях и функциональных возможностях модуля TWR-MCF51CN.
3.1. Тактовый сигнал Существует три варианта тактирования микроконтроллера MCF51CN128:
1. С помощью «часового» кварца 32.768 кГц.
2. С помощью резонатора 25 МГц.
3. Подачей внешнего тактового сигнала с основной соединительной платы (вывод CLOCKIN0).
Используемый вариант подачи тактового сигнала определяется установкой джамперов (перемычек) J11 и J12. Выбор по умолчанию: тактирование от резонатора 25 МГц. Подробнее см. Табл. 1.
3.2. Питание системы
Питание на модуль TWR-MCF51CN может быть подано как со схемы OSBDM через разъём mini-B USB и джампер J14, так и с функциональной (основной) соединительной платы через разъём mini-B USB и джампер J5. Для подачи питания от USB-хоста или USB-хаба, имеющего собственный источник питания, можно воспользоваться кабелем (входит в комплект поставки), на одном конце которого имеется стандартный разъём USB A (вилка), а на другом конце — разъём mini-B USB (вилка). Кроме того, в качестве источника питания можно использовать AC/DC-адаптер с разъёмом USB A (розетка) (в комплект поставки не входит).
Если напряжение питания может поступать как с соединительной платы, так и со схемы OSBDM, то будет автоматически организована подача питания через разъём соединительной платы.
С помощью джампера J6 можно изолировать источник 3.3 В от микроконтроллера. Этим соединением можно воспользоваться для измерения энергопотребления микроконтроллера MCF51CN.
3.3. Отладочный интерфейс
На плате имеется схема Open Source BDM (OSBDM) на базе MC9S08JM60, которая обеспечивает интерфейс для отладки MCF51CN. Для отладки через USB-разъём и джампер J14 можно воспользоваться переходным кабелем (входит в комплект поставки), на одном конце которого имеется стандартный разъём USB A (вилка), а на другом конце — разъём mini-B USB (вилка). Сведения о других режимах работы схемы OSBDM приведены в разделе 6.
3.4. Интерфейс RS232
Приёмопередатчик RS232 модуля TWR-MCF51CN подключён к стандартному разъёму 2×5 контактов. С помощью джамперов J9 и J10 можно подвести сигналы последовательного коммуникационного интерфейса SCI1 либо к приёмопередатчику RS232, либо к схеме OSBDM. Подробнее см. Табл. 1.
3.5. Подключение к соединительным платам
В модуле TWR-MCF51CN имеется два краевых разъёма расширения (основной (Primary) и дополнительный (Secondary)), которые подключаются к соединительным платам в системе Tower. Основной разъём (подключается к основной соединительной плате) состоит из частей A и B, и на него выведены все функциональные сигналы модуля TWR-MCF51CN. С помощью дополнительного разъёма (подключается к дополнительной соединительной плате) осуществляется только соединение с землёй (GND). Описание назначения контактов разъёмов модуля TWR-MCF51CN можно найти в документе TWR-MCF51CN Module Pinout (Назначение выводов модуля).
3.6. Механический форм-фактор
Модуль TWR-MCF51CN разработан для системы Freescale Tower и его механические и электрические параметры соответствуют требованиям, описанным в документе Freescale Tower Electromechanical Specification (Спецификация на электромеханические параметры системы Freescale Tower).
4. Таблица джамперов
Для изоляции, конфигурирования и выбора функциональных возможностей в модуле используются джамперы. Подробная информация о назначении джамперов приведена в Табл. 1.
Таблица 1. Джамперы модуля TWR-MCF51CN
|
Джампер |
Опция |
Установка |
Описание |
|
J2 |
PTD7/RGPIO7/SPSCK2/ADP3
Выбор использования |
1-2 |
Подключение к DIP-переключателю, поз. 1 |
|
2-3 |
Подключение к потенциометру |
|
OFF |
Подключён только к основной соединительной плате (SPI1_CLK,B7) |
|
J3 |
Джамперы изоляции аналоговой части:
установка OFF обеспечивает изоляцию сигналов от основной соединительной платы |
1-2 |
Соединяет PTE2/KBI2P2/SS2/ADP0 с SPI1_CS0 (B9) и IRQ_D (B59) |
|
3-4 |
Соединяет PTE1/KBI2P1/MOSI2/ADP1 с SPI1_MOSI (B10) и IRQ_C (B60) |
|
5-6 |
Соединяет PTE0/KBI2P0/MISO2/ADP2 с SPI1_MISO (B11) и IRQ_B (B61) |
|
7-8 |
Соединяет PTD3/RGPIO3/RXD2/ADP4 с RXD1 (A43) |
|
9-10 |
Соединяет PTD2/RGPIO2/TXD2/ADP5 с TXD1 (A44) |
|
11-12 |
Соединяет PTD1/RGPIO1/RXD1/ADP6 с RXD0 (A41) и J10 |
|
13-14 |
Соединяет PTD0/RGPIO0/TXD1/ADP7 с TXD0 (A42) и J9 |
|
J5 |
Джамперы выбора периферии |
1-2 |
Соединяет PTB/FB_D6/TPM2CH0 с LED4 |
|
3-4 |
Соединяет PTE5/KBI2P5/IRQ/TPM1CB с LED3 |
|
5-6 |
Соединяет PTG5/KBI1P5/FB_D3 с LED2 |
|
7-8 |
Соединяет PTE3/KBI2P3/TPM1CH0 с LED1 |
|
9-10 |
Соединяет PTE0/KBI2P0/MISO2/ADP2 с выводом Z акселерометра |
|
11-12 |
Соединяет PTE1/KBI2P1/MOSI2/ADP1 с выводом Y акселерометра |
|
13-14 |
Соединяет PTE2/KBI2P2/SS2/ADP0 с выводом X акселерометра |
|
J6 |
Питание микроконтроллера |
ON |
Подаёт питание 3.3 В на микроконтроллер |
|
OFF |
Изолирует микроконтроллер от питания (режим измерения тока) |
|
J9 |
Выбор подключения UART TXD1 |
1-2 |
Подключает TXD1 к приёмопередатчику RS232 |
|
2-3 |
Подключает TXD1 к OBSDM |
|
J10 |
Выбор подключения UART RXD1 |
1-2 |
Подключает RXD1 к приёмопередатчику RS232 |
|
2-3 |
Подключает RXD1 к OBSDM |
|
J11 |
Выбор EXTAL |
1-2 |
Резонатор 25 МГц |
|
2-3 |
Резонатор 32.768 кГц |
|
5-6 |
Вывод CLOCKIN0 подключается к основной соединительной плате (B24) |
|
J12 |
Выбор XTAL |
1-2 |
Резонатор 25 МГц |
|
2-3 |
Резонатор 32.768 кГц |
|
J13 |
Разрешение защёлки шины MiniBus |
1-2 |
Защёлка отключена |
|
2-3 |
Защёлка подключена |
|
J16 |
Выбор режима работы схемы OSBDM |
ON |
Режим загрузчика |
|
OFF |
Режим отладчика |
5. Таблица входных/выходных разъёмов и назначения выводов
В приведённой ниже таблице (Табл. 2) представлена подробная информация о том, какие выводы микроконтроллера MCF51CN используются для связи с датчиками, светодиодами, переключателями и другими интерфейсными устройствами ввода/вывода модуля TWR-MCF51CN.
Таблица 2. Входные/выходные разъёмы и назначение выводов
|
TWR-MCF51CN |
MCF51CN128 |
|
Компонент ввода/вывода |
Обозначение |
Функция по умолчанию |
Альтернативная функция 1 |
Альтернативная функция 2 |
Альтернативная функция 3 |
|
DIP-переключатель |
SW1-1 |
PTD7/RGPIO7 |
Резерв |
SPSCK2 |
ADP3 |
|
SW1-2 |
PTB |
Резерв |
FB_D7 |
TMRCLK1 |
|
Кнопка |
SW2 |
PTG6 |
KBI1P6 |
FB_D2 |
Резерв |
|
SW3 |
PTG7 |
KBI1P7 |
FB_D1 |
Резерв |
|
SW4 (RST) |
RESETB |
PTC3 |
Резерв |
Резерв |
|
Светодиод |
LED1 |
PTE3 |
KBI2P3 |
Резерв |
TPM1CH0 |
|
LED2 |
PTG5 |
KBI1P5 |
FB_D3 |
Резерв |
|
LED3 |
PTE5 |
KBI2P5 |
IRQ |
TPM1CB |
|
LED4 |
FTB |
Резерв |
FB_D6 |
TPM2CH0 |
|
Акселерометр MMA7260QT |
X_OUT |
PTE2 |
KBI2P2 |
SS2B |
ADP0 |
|
Y_OUT |
PTE1 |
KBI2P1 |
MOSI2 |
ADP1 |
|
Z_OUT |
PTE0 |
KBI2P0 |
MISO2 |
ADP2 |
|
Потенциометр |
POT |
PTD7/RGPIO7 |
Резерв |
SPSCK2 |
ADP3 |
|
RS232
ICL3232 |
T1IN |
PTD0/RGPIO0 |
Резерв |
TXD1 |
ADP7 |
|
R1OUT |
PTD1/RGPIO1 |
Резерв |
RXD1 |
ADP6 |
|
OSBDM
USB — последовательный порт |
TXD1 |
PTD1/RGPIO1 |
Резерв |
RXD1 |
ADP6 |
|
RXD1 |
PTD0/RGPIO0 |
Резерв |
TXD1 |
ADP7 |
Примечание. Конфигурирование выводов на выполнение альтернативных функций описано в разделе 2.3 «Pin Mux Controls» (Управление мультиплексируемыми выводами) документа MCF51CN128 Reference Manual (MCF51CN128: Справочное руководство). После сброса выводы конфигурируются на выполнение функций, заданных по умолчанию.
6. OSBDM
6.1. Режим загрузчика
В схеме OSBDM используется микросхема MC9S08JM60, в память которой «зашиты» коды OSBDM-отладчика и USB-загрузчика. Положение джампера J16 определяет, какое приложение будет запущено сразу после подачи на схему напряжения питания. Если выбран режим загрузчика (джампер J16 в позиции ON), то будет выполняться код загрузчика, обеспечивающий возможность внутрисхемного перепрограммирования флэш-памяти JM60 через USB. Это позволяет пользователю обновлять встроенное ПО OSBDM при появлении таких обновлений. Подробную информацию по USB-загрузчику можно найти в документе Application Note AN3561, который имеется на Web-сайте компании Freescale (http://www.freescale.com).
USB-загрузчик работает совместно с обеспечивающим графический интерфейс пользователя (GUI) приложением, которое выполняется на персональном компьютере-хосте. Приложение GUI можно найти на Web-сайте компании Freescale; ключевая комбинация слов для поиска: «JM60 GUI». Подробная информация по установке приложения и работе с ним содержится в разделах 2.5 и 3.3 документа AN3561.
Примечание. Инсталлятор JM60 GUI следует запустить до подключения OSBDM в режиме загрузчика к USB-порту хоста. В противном случае чип JM60 USB не будет опознан, и требуемые драйверы не будут загружены.
6.2. Интерфейс автономной отладки
Схема OSBDM разработана таким образом, что с её помощью можно программировать установленный на плате микроконтроллер MCF51CN, либо её можно изолировать от схем платы и использовать в качестве программатора для других микроконтроллеров семейства ColdFire V1. Ниже перечислена последовательность действий, необходимых для перевода OSBDM в этот режим:
1. Удалите резистор 0 Ом (SB).
2. Подключите кабель между разъёмом J8 (2×3 вывода) модуля TWR-MCF51CN и отладочным разъёмом на плате с целевым микроконтроллером.
Freescale™ и логотип Freescale являются товарными знаками компании Freescale Semiconductor, Inc. Названия всех остальных товаров и услуг являются собственностью их владельцев.
© Freescale Semiconductor, Inc. 2009. Все права защищены.
|
