Windows serial downloader for aduc8xx series

Микроконверторы ADuC84x: удачное сочетание аналоговой периферии с ядром 8052. Часть 2

Analog Devices ADUC845

Даются рекомендации по схемотехническому сопровождению ADuC845, приводятся программы и утилиты для написания кода и программирования ADuC845, рассматривается пример работы микроконвертора в составе простого устройства измерения веса с демонстрацией настройки АЦП и ЦАП

Как уже было отмечено в предыдущей части, микроконвертор ADuC845, являющийся наиболее функциональным представителем серии ADuC84x, представляет собой выгодное с экономической точки зрения объединение в одном корпусе микроконтроллера и многоразрядных АЦП и ЦАП, поскольку набор отдельных компонентов с похожими характеристиками стоил бы дороже и занимал бы больше места на плате. Кроме того, устройства ADuC845 выпускаются в 52-выводных корпусах MQFP с межвыводным шагом 0.65 мм, которые можно достаточно легко запаять на макетную плату, не используя специального дорогостоящего оборудования для пайки, что позволяет использовать эти микроконверторы в радиолюбительских проектах и мелкосерийных устройствах. Пример запаянного на макетной плате ADuC845 с необходимой «обвязкой» можно видеть на Рисунке 6.

Рисунок 6.	Фотография ADuC845 на макетной плате с сопутствующими компонентами.

Для обеспечения работы микроконвертора требуется небольшое количество недорогих компонентов. На Рисунке 7 представлена принципиальная схема простого устройства измерения веса на основе ADuC845 с «обвязкой». Помимо наличия стандартных блокирующих конденсаторов емкостью 0.1 мкФ, здесь следует отметить некоторые схемотехнические нюансы.

Рисунок 7.	Принципиальная схема простого устройства измерения веса на основе ADuC845.

Для тактирования ядра микроконвертора к выводам XTAL1 и XTAL2 подключается недорогой внешний резонатор 32.768 кГц, который возбуждает внутренний тактовый генератор с ФАПЧ. Но при этом не требуется подключения внешних конденсаторов, поскольку внутри микросхемы на этих линиях уже имеются конденсаторы емкостью 12 пФ. Также при использовании микроконвертора в высокоточных устройствах сбора данных производитель рекомендует разделять питание аналоговых и цифровых цепей, чтобы минимизировать влияние помех этих цепей друг на друга. В противном случае линию питания аналоговой цепи AV_DD следует подключать к источнику питания цифровой части через резистор 1.6 Ом, окруженный двумя электролитическими конденсаторами 10 мкФ, как показано на данной схеме. Помимо этого, последовательно с резистором также желательно подключать ферритовую бусинку для лучшего помехоподавления. Само устройство имеет достаточно широкий диапазон питающих напряжений от 2.7 В до 5.25 В. При этом разделение аналоговой и цифровой цепей позволяет микроконвертору оперировать различными уровнями напряжения. Например, цифровая часть может быть запитана напряжением 3.3 В, а аналоговая цепь может работать с сигналами до 5 В.

Устройства серии ADuC8xx также хороши тем, что записывать в них программы можно без использования специального программатора, поскольку в них уже встроен внутрисхемный загрузчик, поддерживающий последовательный интерфейс. Поэтому для программирования микроконтроллера достаточно подключить к линиям UART (в случае с ADuC845 линии 16 и 17 для варианта в корпусе MQFP, и линии 18 и 19 для варианта в корпусе LFCSP) преобразователь интерфейсов UART-USB, например, FT232RL компании FTDI. Для того чтобы загрузить с компьютера hex-файл с машинным кодом написанной программы, необходимо скачать предназначенную для этого программу Windows serial downloader [1], интерфейс которой показан на Рисунке 8.

Рисунок 8.	Интерфейс загрузчика Windows serial downloader.

При работе с этой программой необходимо убедиться, что микроконтроллер переведен в режим внутрисхемного программирования. Для этого вывод PSEN/ должен быть подключить к земле через резистор 1 кОм. Для загрузки кода достаточно нажать кнопку Download, выбрать требуемый hex-файл и дождаться, когда запись завершится. По завершении загрузки для запуска программы следует нажать на кнопку Run. Воспользовавшись вкладкой Configuration, можно выбрать опцию, которая позволяет запускать программу автоматически после ее загрузки в ядро. Помимо этого, в данной конфигурационной вкладке можно выбрать COM-порт, изменить частоту тактового генератора (при этом изменится скорость передачи данных по COM-порту), задать режимы загрузки и верификации.

Микроконверторы серии ADuC84x можно программировать как на ассемблере, так и на языке C. Для тех, кто пишет программы на ассемблере, предлагается простая утилита Metalink 8051 Cross Assembler. Она позволяет скомпилировать листинг программы, сохраненный с расширением asm, и получить два файла – файл с расширением lst, отображающий результаты ассемблерных операций, включая ошибки, допущенные в исходном коде, и файл с расширением hex, который представляет собой машинный код, загружаемый непосредственно в ядро микроконвертора через Windows serial downloader. Hex-файл будет создан, если исходный код программы не будет содержать ошибок. В противном случае будет сформирован только один lst-файл, в котором можно посмотреть сообщения об ошибках.

Впрочем, микроконверторы ADuC84x имеют достаточное быстродействие и приемлемый объем памяти, чтобы писать для них программы на языке высокого уровня C, что может значительно ускорить процесс разработки. На данный момент микроконверторы ADuC84x официально поддерживаются двумя средами разработки – IAR EW51 [2] и Keil µVision C51 [3]. Обе среды имеют бесплатные версии, которые ограничены размером компилируемого кода, что, однако, не так критично при написании несложных программ без элементов обработки сигналов. Бесплатная версия Keil µVision C51 имеет ограничение по коду 2 КБ, в то время как бесплатная версия IAR EW51 ограничена 4 КБ, поэтому для написания более объемных программ без необходимости уплаты немалой суммы денег желательно использовать именно IAR EW51. Впрочем, можно обойтись без покупки дорогой лицензии и писать код без ограничения по объему, если использовать бесплатную среду разработки MCU 8051 IDE [4], распространяемую по принципу open-source, благодаря чему можно скачать не только установщик, но и исходный код данной программы. Для того чтобы писать программы на языке C, для этой среды необходимо установить бесплатно распространяемый компилятор Small Device C Compiler suite [5]. MCU 8051 IDE изначально не рассчитан на работу с микроконверторами ADuC84x, но поддерживает программирование под ядро 8052, поэтому разработчик в данном случае должен позаботиться о наличии заголовочных файлов с описанием регистров микроконвертора, чтобы использовать эту среду для написания программ под ADuC84x.

Микроконверторы ADuC84x, благодаря многоразрядному сигма-дельта АЦП, отлично подходят для применения в системах сбора данных, в которых важно отслеживание малых изменений аналогового сигнала. К таким системам можно отнести, например, приборы, измеряющие вес, давление, механическое напряжение. В качестве датчиков в подобных приборах могут применяться тензорезисторы. Принцип действия таких датчиков основан на изменении их сопротивления в зависимости от деформации. Тензорезисторы широко используются при создании весового оборудования, поскольку груз, положенный на весы или подвешенный на них, вызывает растяжение или сжатие тензорезистора, что приводит к изменению его сопротивления и, следовательно, измеряемого напряжения.

На практике тензорезисторы применяются в составе моста Уитстона, выходное напряжение на измерительной диагонали которого равно нулю при четырех одинаковых сопротивлениях в каждом плече, или при равном соотношении сопротивлений плеч двух делителей напряжения. В этом случае мост называется сбалансированным. Если в плечо моста включить переменное сопротивление, на которое могут влиять внешние силы, то при разбалансировке моста по величине изменения его выходного напряжения можно определить величину внешнего воздействия. В данном примере показано использование ADuC845 в сочетании с мостом Уитстона, который на Рисунке 7 состоит из резисторов R1, R2, R3 и RG. Здесь используется четвертьмостовая схема с одним тензорезистором (RG) типа BF350-3АА (Рисунок 9), как наиболее простой и дешевый вариант. Впрочем, в современных измерительных приборах чаще встречается полномостовая схема, где тензорезисторы задействованы в каждом плече. При этом обеспечивается увеличенная в четыре раза по сравнению с четвертьмостовой схемой чувствительность и лучшая линейность. В качестве компромиссного варианта также может использоваться полумостовая схема, в которой применяются два тензорезистора.

Рисунок 9.	Тензорезистор BF350-3АА.

Поскольку для выполнения измерений с помощью моста Уитстона этот мост должен быть сбалансирован, в случае с тензорезистором BF350-3АА постоянные резисторы выбираются с номиналом, равным сопротивлению BF350-3АА в состоянии покоя, то есть 360 Ом. Для обеспечения более точных измерений желательно использовать прецизионные резисторы. Выходное напряжение моста с одним тензорезистором можно найти по Формуле (6).

(6)

Изменение сопротивления тензорезистора выражается Формулой (7).

(7)

R_G – сопротивление тензорезистора в состоянии покоя;
K_f – коэффициент чувствительности, для металлических тензорезисторов равный 2;
ε –относительная деформация, испытываемая тензорезистором.

Если мост сбалансирован, то есть сопротивления его плеч равны, то на основе Формулы (6) можно получить следующее выражение:

(8)

Обычно величина относительной деформации представляет собой очень малое значение, выражаемое тысячными долями, поэтому если не преследуется задача получения сверхточных результатов измерения, представленная в скобках часть Формулы (8) попросту убирается. В результате, получив с помощью аналого-цифрового преобразования значение выходного напряжения моста, можно в соответствии с Формулой (9) узнать величину относительной деформации.

(9)

Теперь, зная величину относительной деформации, можно по Формуле (10) определить силу, приложенную к датчику.

(10)

S – площадь поперечного сечения, в данном случае равная 9.92 мм 2 ;
K –модуль упругости, для меди он равен 100000.

На основе информации о приложенной к датчику силе для устройств измерения веса вроде электронных безменов можно легко вычислить массу тела в соответствии с классической формулой (11).

(11)

При приложении внешней силы к тензорезистору его размеры изменяются, как правило, не более чем на 2-3%, и, следовательно, изменение относительного сопротивления составляет доли процентов, обычно не выше 0.7%. В связи с этим выходное напряжение моста Уитстона также изменяется на очень малую величину. Но, благодаря высокой разрешающей способности сигма-дельта АЦП микроконвертора и программируемым усилителям в его составе, нет необходимости в применении внешнего каскада усиления сигнала.

Как показано на Рисунке 7, линии выходного сигнала моста подключаются к выводам AIN1 и AIN2, образующим дифференциальный вход 24-разрядного сигма-дельта АЦП в составе ADuC845. В данном случае в качестве опорного напряжения было выбрано напряжение питания. Но следует заметить, что для высокоточных измерений желательно использовать внешний прецизионный источник опорного напряжения или обеспечить высокую стабильность напряжения питания. Поскольку деформация тензорезистора приводит к очень малому изменению напряжения на выходе измерительного моста, то с целью получения наиболее актуальных данных программируемый усилитель в составе АЦП нужно настроить на диапазон ±20 мВ. Для этого биты RN0, RN1 и RN2 (соответственно 0-й, 1-й и 2-й биты) регистра ADC0CON1 должны быть установлены в «0». Также в «0» в этом регистре следует оставить бит UNI (5-й бит), чтобы настроить биполярный вход, и биты BUF0 и BUF1 (соответственно, 6-й и 7-й), чтобы к входам подключить внутренний буфер. С целью минимизации ошибок смещения и шумов следует выбрать режим с автоматическим чередованием входов. Этот режим активен при установленном в «0» бите CHOP/ (3-й бит) регистра ADCMODE. В ADCMODE для настройки непрерывного преобразования биты MD0 и MD1 (соответственно, 0-й и 1-й) следует установить в «1».

В режиме с автоматическим чередованием входов для задания коэффициента децимации цифрового фильтра используется 8-разрядный регистр SF. Выбор значения для записи в регистр SF в данном случае должен происходить в соответствии с формулой (1) из предыдущей части статьи, и с таблицами 10 и 11 на странице 29 документации. Таблицы наглядно показывают, что наименьшего шума (0.31 мкВ) и наибольшей разрешающей способности (14.5 бит) можно достичь при записи в регистр SF значения 255. Однако при этом частота преобразования будет минимальной и составит лишь 5.35 Гц, что, впрочем, не так критично для приложений прецизионного измерения физических величин.

Для назначения каналов основного АЦП и линий источника опорного напряжения предназначен регистр ADC0CON2. Его биты CH0, CH1, CH2 и CH3 (соответственно, 0-й, 1-й, 2-й и 3-й) для выбора входных линий AIN1 и AIN2 должны быть установлены в «0», «1», «0» и «1», а чтобы выбрать в качестве опорного напряжения напряжение на линиях REFIN±, следует биты XREF0 и XREF1 (6-й и 7-й) установить в «1» и «0», соответственно. После проведения всех необходимых настроек для активации АЦП нужно в регистре ADCMODE установить в «1» бит ADC0EN (5-й бит).

Для того чтобы своевременно считывать данные с АЦП необходимо настроить источник прерывания, который будет активировать обработчик прерываний при заполнении регистров данных АЦП (ADC0L, ADC0M и ADC0H). Это осуществляется очень просто путем установки в «1» бита EADC (6-й бит) регистра IE.

Как было отмечено в предыдущей части статьи, микроконверторы серии ADuC84x содержат в себе не только многоразрядные АЦП, но и 12-разрядный ЦАП, который полезно использовать, например, для вывода полученной информации на стрелочный индикаторный прибор или для ее ввода на аналоговый вход другой вычислительной системы. Для демонстрации простоты работы с ЦАП настроим его на вывод преобразованного аналогового сигнала, полученного с АЦП. ЦАП имеет два 8-битных регистра выходных данных: старший DACH и младший DACL. В 8-битном режиме данные полностью помещаются в регистр DACL, а в 12-битном режиме восемь младших бит данных записываются в DACL, а четыре старших – в младшие разряды DACH. При этом обновление выхода ЦАП будет произведено после записи данных в регистр DACL, а перед этим нужно выполнить запись в регистр DACH. Для настройки работы ЦАП служит единственный регистр DACCON. Выбор режима работы осуществляется в бите DAC8 (3-й бит): «1» настраивает ЦАП на 8-разрядный режим, а «0» – на 12-разрядный. Для того чтобы установить выходной диапазон напряжений от 0 В до AVDD, следует записать «1» в бит DACRN (2-й бит). Запись «0» в этот бит установит границы выходного напряжения от 0 В до 2.5 В. Выходная линия ЦАП определяется битом DACPIN (4-й бит): запись «1» назначит в качестве этой линии вывод 14 (DAC), а запись «0» назначит вывод 13 (AINCOM). Также следует отметить бит DACCLR (1-й бит). Для нормальной работы ЦАП его нужно держать в состоянии «1». Сброс этого бита приведет к обнулению регистров DACL и DACH. После завершения настройки ЦАП его активация осуществляется путем записи «1» в бит DACEN (0-й бит).

Упрощенный алгоритм работы микроконвертора ADuC845, используемого в качестве простого измерителя веса, представлен в виде блок-схемы на Рисунке 10. Листинг программы можно найти в репозитории Sourceforge [6].

Рисунок 10.	Блок-схема алгоритма работы простого измерителя веса на основе микроконвертора ADuC845 и тензорезистора BF350-3АА.

Таким образом, на примере измерителя веса было показано, что микроконверторы серии ADuC84x являются весьма эффективными и простыми в использовании средствами для создания устройств, способных довольно точно обрабатывать аналоговые сигналы. Благодаря высокой степени интеграции, разработчик получает недорогое решение, содержащее в одном корпусе многоразрядные АЦП, ЦАП и ядро 8052, а буферы и программируемые усилители в каналах АЦП позволяют обойтись без внешних схем согласования.

Источник

ADI provides several levels of hardware and software to support developers in designing their products. These support products are detailed below.

In addition, to make available high level software development tools, ADI has worked with specialist tools providers, searchable from the Third Party Developers page.

Cortex M3 Based ADuCxxx Development Kits

ADI provides low cost development platform for the Cortex M3 based ADuCxxx microncrontrollers.

The hardware is designed for simplicity, flexibility and ease of use with the availability of a minikit and an interface kit.

The minikit facilitates performance evaluation of the device with the minimum external components. The interface board interfaces a PC USB board to the miniboard, providing supply, UART communication and debug capability.

The Cortex M3 based ADuCxxx software development tools include compilers and emulators, similar to the ARM7-based software development tools with additions of function libraries.

ADuC7xxx Development Kits

Development Tools	MiniKit	QuickStart System	QuickStart Plus System
Mini board
Evaluation Board
Power Supply
Serial Cable
Windows Serial Downloader
PLATool
Elves
Code Example
Documentation
Keil uVision3
IAR Embedded Workbench and ROM Monitor
miDAS-Link JTAG Emulator
Price	$30	$75	$249

ADuC702x Series Kits

Features true non-intrusive JTAG emulation and an assembly & C-source debugging environment.

This kit is intended for any new users who want to have a comprehensive hardware development environment.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC702x-series QuickStart PLUS kits directly from Analog Devices.

Features debug via UART and an assembly & C-source debugging environment.

Features debug via UART and an assembly & C-source debugging environment.

Hardware Contents

This kit does not include an emulator. See QuickStart Plus

This kit is intended for any users who want to evaluate the ADuC702x parts or who already have an emulator or a QuickStart PLUS kit.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC702x-series QuickStart kits directly from Analog Devices.

Features debug via UART and an assembly & C-source debugging environment.

Hardware Contents

This kit is ideal for system prototyping, student projects or university labs.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC702x-series MiniKits directly from Analog Devices.

ADuC706x Series Kits

Features true non-intrusive JTAG emulation and an assembly & C-source debugging environment.

This kit is intended for any new users who want to have a comprehensive hardware development environment.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC706x-series QuickStart PLUS kits directly from Analog Devices.

Hardware Contents

This kit is ideal for system prototyping, student projects or university labs.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC7061 MiniKits directly from Analog Devices.

ADuC703x Series Kits

Features true non-intrusive JTAG emulation and an assembly & C-source debugging environment.

This kit is intended for any new users who want to have a comprehensive hardware development environment.

Go to ADuC7xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

ADuC7xxx Series Support Items

Serial Downloader USB-I2C/LIN-CONV-Z For I2C And LIN

(For downloading via UART use EVAL-ADUC-CABLE1.)

Click here or on the above Software Contents links for the latest revisions.

Purchase USB-I2C/LIN-CONV-Z directly from Analog Devices.

Serial Downloader Eval-ADuC Cable1 for UART

(For download and general purpose communication via the UART.)
This cable is used and included in all ADuC7xxx family evaluation kits with UART download capability.
(This cable is also used and included in all ADuC8xx family evaluation kits.)
(For downloading via I2C or LIN use USB-I2C/LIN-CONV-Z.)

Note: This adapter is for use on UART targets powered at 3V to 5.5V.

Purchase EVAL-ADUC-CABLE1 directly from Analog Devices.

Software Tool Updates for ADuC7xxx Series (ARM7TDMI-Core)

Downloader using UART Cable

Downloader using USB-I2C/LIN-CONV-Z

Downloaders using Vector CANoe ® system

Other Tools Information

Example code and function libraries:

ADuC8xx Development Kits

Development Tools	Emulator	QuickStart System	QuickStart Plus System
Evaluation Board
Power Supply
Serial Cable
Windows Serial Downloader
Elves
Code Example
Documentation
Keil uVision Evaluation Version
IAR EW51 Evaluation Version
USB-EA-CONVZ Dongle
USB Cable
Price	$75	$75	$99

ADuC8xx Series (8052 Core) Kits

QuickStart Kits for ADuC800-Series (8052-Core) Precision Analog Microcontrollers

Features serial-port download/debug and an assembly-source debugging environment.

Go to ADuC8xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC800-series QuickStart kits directly from Analog Devices.

QuickStart-PLUS Kits for ADuC800-Series (8052-Core) Products

Features true non-intrusive emulation and an assembly & C-source debugging environment.

ADI now provides a non-intrusive emulation POD called the USB-EA-CONVZ pod. This is available with the Quick Start Plus kits or, it can be ordered separately.

Go to ADuC8xxx Series Support Items or Software Contents links (above) for the latest revisions.

Purchase ADuC800-series QuickStart Plus kits directly from Analog Devices.

ADuC8xx Series Support Items

Software Tools Updates for ADuC800-Series (8052-Core)

Development and Evaluation Assistance:

Downloader using UART:

Other Tools Information:

Example Code and Function Libraries Go to individual product page Software & Systems Requirements section.

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, в то время как другие являются дополнительными и нужны лишь для функциональных действий. Мы собираем данные для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную функциональность, которую может предоставить наш сайт. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть подробные сведения о файлах cookie. Узнайте больше о политике конфиденциальности.

Используемые нами файлы cookie можно классифицировать следующим образом:

Источник

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2017

Часть 1

Михаил Русских

Даются рекомендации по схемотехническому сопровождению ADuC845, приводятся программы и утилиты для написания кода и программирования ADuC845, рассматривается пример работы микроконвертора в составе простого устройства измерения веса с демонстрацией настройки АЦП и ЦАП

Как уже было отмечено в предыдущей части, микроконвертор ADuC845, являющийся наиболее функциональным представителем серии ADuC84x, представляет собой выгодное с экономической точки зрения объединение в одном корпусе микроконтроллера и многоразрядных АЦП и ЦАП, поскольку набор отдельных компонентов с похожими характеристиками стоил бы дороже и занимал бы больше места на плате. Кроме того, устройства ADuC845 выпускаются в 52-выводных корпусах MQFP с межвыводным шагом 0.65 мм, которые можно достаточно легко запаять на макетную плату, не используя специального дорогостоящего оборудования для пайки, что позволяет использовать эти микроконверторы в радиолюбительских проектах и мелкосерийных устройствах. Пример запаянного на макетной плате ADuC845 с необходимой «обвязкой» можно видеть на Рисунке 6.

Рисунок 6.	Фотография ADuC845 на макетной плате с сопутствующими компонентами.

Для обеспечения работы микроконвертора требуется небольшое количество недорогих компонентов. На Рисунке 7 представлена принципиальная схема простого устройства измерения веса на основе ADuC845 с «обвязкой». Помимо наличия стандартных блокирующих конденсаторов емкостью 0.1 мкФ, здесь следует отметить некоторые схемотехнические нюансы.

Рисунок 7.	Принципиальная схема простого устройства измерения веса на основе ADuC845.

Для тактирования ядра микроконвертора к выводам XTAL1 и XTAL2 подключается недорогой внешний резонатор 32.768 кГц, который возбуждает внутренний тактовый генератор с ФАПЧ. Но при этом не требуется подключения внешних конденсаторов, поскольку внутри микросхемы на этих линиях уже имеются конденсаторы емкостью 12 пФ. Также при использовании микроконвертора в высокоточных устройствах сбора данных производитель рекомендует разделять питание аналоговых и цифровых цепей, чтобы минимизировать влияние помех этих цепей друг на друга. В противном случае линию питания аналоговой цепи AV_DD следует подключать к источнику питания цифровой части через резистор 1.6 Ом, окруженный двумя электролитическими конденсаторами 10 мкФ, как показано на данной схеме. Помимо этого, последовательно с резистором также желательно подключать ферритовую бусинку для лучшего помехоподавления. Само устройство имеет достаточно широкий диапазон питающих напряжений от 2.7 В до 5.25 В. При этом разделение аналоговой и цифровой цепей позволяет микроконвертору оперировать различными уровнями напряжения. Например, цифровая часть может быть запитана напряжением 3.3 В, а аналоговая цепь может работать с сигналами до 5 В.

Устройства серии ADuC8xx также хороши тем, что записывать в них программы можно без использования специального программатора, поскольку в них уже встроен внутрисхемный загрузчик, поддерживающий последовательный интерфейс. Поэтому для программирования микроконтроллера достаточно подключить к линиям UART (в случае с ADuC845 линии 16 и 17 для варианта в корпусе MQFP, и линии 18 и 19 для варианта в корпусе LFCSP) преобразователь интерфейсов UART-USB, например, FT232RL компании FTDI. Для того чтобы загрузить с компьютера hex-файл с машинным кодом написанной программы, необходимо скачать предназначенную для этого программу Windows serial downloader [1], интерфейс которой показан на Рисунке 8.

Рисунок 8.	Интерфейс загрузчика Windows serial downloader.

При работе с этой программой необходимо убедиться, что микроконтроллер переведен в режим внутрисхемного программирования. Для этого вывод PSEN/ должен быть подключить к земле через резистор 1 кОм. Для загрузки кода достаточно нажать кнопку Download, выбрать требуемый hex-файл и дождаться, когда запись завершится. По завершении загрузки для запуска программы следует нажать на кнопку Run. Воспользовавшись вкладкой Configuration, можно выбрать опцию, которая позволяет запускать программу автоматически после ее загрузки в ядро. Помимо этого, в данной конфигурационной вкладке можно выбрать COM-порт, изменить частоту тактового генератора (при этом изменится скорость передачи данных по COM-порту), задать режимы загрузки и верификации.

Микроконверторы серии ADuC84x можно программировать как на ассемблере, так и на языке C. Для тех, кто пишет программы на ассемблере, предлагается простая утилита Metalink 8051 Cross Assembler. Она позволяет скомпилировать листинг программы, сохраненный с расширением asm, и получить два файла – файл с расширением lst, отображающий результаты ассемблерных операций, включая ошибки, допущенные в исходном коде, и файл с расширением hex, который представляет собой машинный код, загружаемый непосредственно в ядро микроконвертора через Windows serial downloader. Hex-файл будет создан, если исходный код программы не будет содержать ошибок. В противном случае будет сформирован только один lst-файл, в котором можно посмотреть сообщения об ошибках.

Впрочем, микроконверторы ADuC84x имеют достаточное быстродействие и приемлемый объем памяти, чтобы писать для них программы на языке высокого уровня C, что может значительно ускорить процесс разработки. На данный момент микроконверторы ADuC84x официально поддерживаются двумя средами разработки – IAR EW51 [2] и Keil µVision C51 [3]. Обе среды имеют бесплатные версии, которые ограничены размером компилируемого кода, что, однако, не так критично при написании несложных программ без элементов обработки сигналов. Бесплатная версия Keil µVision C51 имеет ограничение по коду 2 КБ, в то время как бесплатная версия IAR EW51 ограничена 4 КБ, поэтому для написания более объемных программ без необходимости уплаты немалой суммы денег желательно использовать именно IAR EW51. Впрочем, можно обойтись без покупки дорогой лицензии и писать код без ограничения по объему, если использовать бесплатную среду разработки MCU 8051 IDE [4], распространяемую по принципу open-source, благодаря чему можно скачать не только установщик, но и исходный код данной программы. Для того чтобы писать программы на языке C, для этой среды необходимо установить бесплатно распространяемый компилятор Small Device C Compiler suite [5]. MCU 8051 IDE изначально не рассчитан на работу с микроконверторами ADuC84x, но поддерживает программирование под ядро 8052, поэтому разработчик в данном случае должен позаботиться о наличии заголовочных файлов с описанием регистров микроконвертора, чтобы использовать эту среду для написания программ под ADuC84x.

Микроконверторы ADuC84x, благодаря многоразрядному сигма-дельта АЦП, отлично подходят для применения в системах сбора данных, в которых важно отслеживание малых изменений аналогового сигнала. К таким системам можно отнести, например, приборы, измеряющие вес, давление, механическое напряжение. В качестве датчиков в подобных приборах могут применяться тензорезисторы. Принцип действия таких датчиков основан на изменении их сопротивления в зависимости от деформации. Тензорезисторы широко используются при создании весового оборудования, поскольку груз, положенный на весы или подвешенный на них, вызывает растяжение или сжатие тензорезистора, что приводит к изменению его сопротивления и, следовательно, измеряемого напряжения.

На практике тензорезисторы применяются в составе моста Уитстона, выходное напряжение на измерительной диагонали которого равно нулю при четырех одинаковых сопротивлениях в каждом плече, или при равном соотношении сопротивлений плеч двух делителей напряжения. В этом случае мост называется сбалансированным. Если в плечо моста включить переменное сопротивление, на которое могут влиять внешние силы, то при разбалансировке моста по величине изменения его выходного напряжения можно определить величину внешнего воздействия. В данном примере показано использование ADuC845 в сочетании с мостом Уитстона, который на Рисунке 7 состоит из резисторов R1, R2, R3 и RG. Здесь используется четвертьмостовая схема с одним тензорезистором (RG) типа BF350-3АА (Рисунок 9), как наиболее простой и дешевый вариант. Впрочем, в современных измерительных приборах чаще встречается полномостовая схема, где тензорезисторы задействованы в каждом плече. При этом обеспечивается увеличенная в четыре раза по сравнению с четвертьмостовой схемой чувствительность и лучшая линейность. В качестве компромиссного варианта также может использоваться полумостовая схема, в которой применяются два тензорезистора.

Рисунок 9.	Тензорезистор BF350-3АА.

Поскольку для выполнения измерений с помощью моста Уитстона этот мост должен быть сбалансирован, в случае с тензорезистором BF350-3АА постоянные резисторы выбираются с номиналом, равным сопротивлению BF350-3АА в состоянии покоя, то есть 360 Ом. Для обеспечения более точных измерений желательно использовать прецизионные резисторы. Выходное напряжение моста с одним тензорезистором можно найти по Формуле (6).

(6)

Изменение сопротивления тензорезистора выражается Формулой (7).

(7)

Здесь

R_G – сопротивление тензорезистора в состоянии покоя;
K_f – коэффициент чувствительности, для металлических тензорезисторов равный 2;
ε –относительная деформация, испытываемая тензорезистором.

Если мост сбалансирован, то есть сопротивления его плеч равны, то на основе Формулы (6) можно получить следующее выражение:

(8)

Обычно величина относительной деформации представляет собой очень малое значение, выражаемое тысячными долями, поэтому если не преследуется задача получения сверхточных результатов измерения, представленная в скобках часть Формулы (8) попросту убирается. В результате, получив с помощью аналого-цифрового преобразования значение выходного напряжения моста, можно в соответствии с Формулой (9) узнать величину относительной деформации.

(9)

Теперь, зная величину относительной деформации, можно по Формуле (10) определить силу, приложенную к датчику.

(10)

Здесь

S – площадь поперечного сечения, в данном случае равная 9.92 мм²;
K –модуль упругости, для меди он равен 100000.

На основе информации о приложенной к датчику силе для устройств измерения веса вроде электронных безменов можно легко вычислить массу тела в соответствии с классической формулой (11).

(11)

При приложении внешней силы к тензорезистору его размеры изменяются, как правило, не более чем на 2-3%, и, следовательно, изменение относительного сопротивления составляет доли процентов, обычно не выше 0.7%. В связи с этим выходное напряжение моста Уитстона также изменяется на очень малую величину. Но, благодаря высокой разрешающей способности сигма-дельта АЦП микроконвертора и программируемым усилителям в его составе, нет необходимости в применении внешнего каскада усиления сигнала.

Как показано на Рисунке 7, линии выходного сигнала моста подключаются к выводам AIN1 и AIN2, образующим дифференциальный вход 24-разрядного сигма-дельта АЦП в составе ADuC845. В данном случае в качестве опорного напряжения было выбрано напряжение питания. Но следует заметить, что для высокоточных измерений желательно использовать внешний прецизионный источник опорного напряжения или обеспечить высокую стабильность напряжения питания. Поскольку деформация тензорезистора приводит к очень малому изменению напряжения на выходе измерительного моста, то с целью получения наиболее актуальных данных программируемый усилитель в составе АЦП нужно настроить на диапазон ±20 мВ. Для этого биты RN0, RN1 и RN2 (соответственно 0-й, 1-й и 2-й биты) регистра ADC0CON1 должны быть установлены в «0». Также в «0» в этом регистре следует оставить бит UNI (5-й бит), чтобы настроить биполярный вход, и биты BUF0 и BUF1 (соответственно, 6-й и 7-й), чтобы к входам подключить внутренний буфер. С целью минимизации ошибок смещения и шумов следует выбрать режим с автоматическим чередованием входов. Этот режим активен при установленном в «0» бите CHOP/ (3-й бит) регистра ADCMODE. В ADCMODE для настройки непрерывного преобразования биты MD0 и MD1 (соответственно, 0-й и 1-й) следует установить в «1».

В режиме с автоматическим чередованием входов для задания коэффициента децимации цифрового фильтра используется 8-разрядный регистр SF. Выбор значения для записи в регистр SF в данном случае должен происходить в соответствии с формулой (1) из предыдущей части статьи, и с таблицами 10 и 11 на странице 29 документации. Таблицы наглядно показывают, что наименьшего шума (0.31 мкВ) и наибольшей разрешающей способности (14.5 бит) можно достичь при записи в регистр SF значения 255. Однако при этом частота преобразования будет минимальной и составит лишь 5.35 Гц, что, впрочем, не так критично для приложений прецизионного измерения физических величин.

Для назначения каналов основного АЦП и линий источника опорного напряжения предназначен регистр ADC0CON2. Его биты CH0, CH1, CH2 и CH3 (соответственно, 0-й, 1-й, 2-й и 3-й) для выбора входных линий AIN1 и AIN2 должны быть установлены в «0», «1», «0» и «1», а чтобы выбрать в качестве опорного напряжения напряжение на линиях REFIN±, следует биты XREF0 и XREF1 (6-й и 7-й) установить в «1» и «0», соответственно. После проведения всех необходимых настроек для активации АЦП нужно в регистре ADCMODE установить в «1» бит ADC0EN (5-й бит).

Для того чтобы своевременно считывать данные с АЦП необходимо настроить источник прерывания, который будет активировать обработчик прерываний при заполнении регистров данных АЦП (ADC0L, ADC0M и ADC0H). Это осуществляется очень просто путем установки в «1» бита EADC (6-й бит) регистра IE.

Как было отмечено в предыдущей части статьи, микроконверторы серии ADuC84x содержат в себе не только многоразрядные АЦП, но и 12-разрядный ЦАП, который полезно использовать, например, для вывода полученной информации на стрелочный индикаторный прибор или для ее ввода на аналоговый вход другой вычислительной системы. Для демонстрации простоты работы с ЦАП настроим его на вывод преобразованного аналогового сигнала, полученного с АЦП. ЦАП имеет два 8-битных регистра выходных данных: старший DACH и младший DACL. В 8-битном режиме данные полностью помещаются в регистр DACL, а в 12-битном режиме восемь младших бит данных записываются в DACL, а четыре старших – в младшие разряды DACH. При этом обновление выхода ЦАП будет произведено после записи данных в регистр DACL, а перед этим нужно выполнить запись в регистр DACH. Для настройки работы ЦАП служит единственный регистр DACCON. Выбор режима работы осуществляется в бите DAC8 (3-й бит): «1» настраивает ЦАП на 8-разрядный режим, а «0» – на 12-разрядный. Для того чтобы установить выходной диапазон напряжений от 0 В до AVDD, следует записать «1» в бит DACRN (2-й бит). Запись «0» в этот бит установит границы выходного напряжения от 0 В до 2.5 В. Выходная линия ЦАП определяется битом DACPIN (4-й бит): запись «1» назначит в качестве этой линии вывод 14 (DAC), а запись «0» назначит вывод 13 (AINCOM). Также следует отметить бит DACCLR (1-й бит). Для нормальной работы ЦАП его нужно держать в состоянии «1». Сброс этого бита приведет к обнулению регистров DACL и DACH. После завершения настройки ЦАП его активация осуществляется путем записи «1» в бит DACEN (0-й бит).

Упрощенный алгоритм работы микроконвертора ADuC845, используемого в качестве простого измерителя веса, представлен в виде блок-схемы на Рисунке 10. Листинг программы можно найти в репозитории Sourceforge [6].

Рисунок 10.	Блок-схема алгоритма работы простого измерителя веса на основе микроконвертора ADuC845 и тензорезистора BF350-3АА.

Таким образом, на примере измерителя веса было показано, что микроконверторы серии ADuC84x являются весьма эффективными и простыми в использовании средствами для создания устройств, способных довольно точно обрабатывать аналоговые сигналы. Благодаря высокой степени интеграции, разработчик получает недорогое решение, содержащее в одном корпусе многоразрядные АЦП, ЦАП и ядро 8052, а буферы и программируемые усилители в каналах АЦП позволяют обойтись без внешних схем согласования.

Ресурсы

Литература

Материалы по теме

Да не пугайся ты так! Вот всполошился

…

Ладно хорошо я спокоен…

Я так понимаю ты мне предлагаешь

1) поменять кварц. Возражений не имею. 12.5829 просто под рукой были.

2) изучить документацию. Возражаю! Я её с зимы почитываю (когда контроллер выбирал), а последнюю неделю только этим и занимаюсь. И почти всё что ты выслал у меня есть. Извени.

3) Перейти на 841. Не пойдёт. Начальство сказало: извращайся на тех что попроще и подешевле, а когда доизвращаешься до такого состояния, что всё будет работать как часы, тогда, может быть, другие попробуем. А сначальством спорить не хорошо…

Вообще извени за мой тон, но моя вечная отмазка теперь — нервы.

Слушай ещё что. Что за зверь WSD? Что это такая прога я знаю. Как она по коректности работы?

1. да, предлагаю поменять кварц,использую тока 12 либо 110592.

2. маладец! слов нет, но некоторые туда вообще редко заглядывают.

3. 841 вроде стоит дешевле? Это такая политика всё что устарело продавать по бОльшим ценам. 841 тоже древний, но новее чем 812.

но раз начальство то хрен сним, без разницы в принципе. Там и там свои глюки есть.

4. Windows serial downloader — wsd это у аналог девайсес собственный загрузчик такой. Он у них из командной строки так-то, но они написали еще и GUI. Он глючный но не принципиально. Работаю с ним, нравится. лежит у них на сайте.

Вобсчем. Если надо (а я думаю есть надобность), могу тебе завтра, как на работу приду, кинуть в тебя схемой программатора, схемой гальванической развязки ком порта, ассемблером, загрузчиком.

Контора где я работаю, прочно увязла в этих адуках, и если потребуется могу подсказывать как и чё.

Ассемблер и загрузчик пользуем своего изготовления. Есть у нас один умный чувак, который написал свой интерфейс под стандартный компилятор 51/52 ядра. С ним намного удобнее, так как он позволяет писать в тексте имена регистров специальных функции как есть в даташите, а он потом сам переводит. Ну и много других вкусностей там есть.

Загрузчик тоже он сам написал, позволяет грузить 2,4,8,16,32 кило ПЗУ. Это его единственный минус. Мне вот надо шить примерно 18 кило, а ждать вплоть до 32 это долго. Фирменный загрузчик шьет ровно стока скока нужно, зато всё остальное простарнство оставляет как есть. Когда надо работать с контрольной суммой ПЗУ то лучше использовать наш загрузчик.

Изменено 14 мая, 2006 пользователем Speccy

3.0 T

AD

HE

U

The Windows Serial Downloader (WSD) is a windows software program that allows a user to

serially download standard Intel Hex files as created by the ASM51 assembler to the

MicroConverter via the serial port. The standard Intel hex file is downloaded into the on-chip

FLASH/EE program memory via a selected PC serial port (COM1 to COM32). The WSD also

incorporates the protocols for downloading to FLASH/EE data memory, setting of security bits and

various RUN options.

3.1

Opening the Windows Serial Downloader

1.

Power up the evaluation board using the 9V power supply. Connect the evaluation board

header J4 to your PC’s COM1 serial port using the RS-232 dongle cable provided. The PC

serial COM port may be changed from COM1 via the WSD ‘configuration’ option…see

section 3.4 below.

2.

The user should put the MicroConverter into serial download mode.

To enter serial download mode on the ADuC814 the user should:

Connect S3 into the DLOAD/DEBUG position and press the RESET button.

To enter serial download mode on any of the other ADuC8xx products the user should:

While holding down the «SERIAL DOWNLOAD» button press and release the

RESET button.

3.

From the START menu choose Programs

Serial Downloader application. The WSD executable is located at

The WSD automatically sends the reset command to the MicroConverter. If the

MicroConverter is in serial download mode and the comms between the PC and the

evaluation board are setup correctly then the WSD should display the following text above

the top right corner of the Status Box.

i.e. the screen shot for an ADuC841 below shows the result….

REV 1.3

C W

INDOWS

C:ADuCDownloadWSD.exe.

ADuC8XX GetStarted Guide

S

D

ERIAL

OWNLOADER

ADuC

‘ADuC8XX version 2.Y

— 6 —

(3.0) The Windows Serial Downloader

(WSD):

WSD. This launches the Windows

www.analog.com/microconverter

Process Detail

What is WSD.EXE ?

WSD.EXE is known as Windows Serial Downloader for ADuC8xx MicroConverters and it is developed by unknown . We have seen about 1 different instances of WSD.EXE in different location. So far we haven’t seen any alert about this product. If you think there is a virus or malware with this product, please submit your feedback at the bottom.

Something wrong with WSD.EXE ?

Is WSD.EXE using too much CPU or memory ? It’s probably your file has been infected with a virus. Let try the program named DriverIdentifier to see if it helps.

How to remove WSD.EXE

If you encounter difficulties with WSD.EXE , you can uninstall the associated program (Start > Control Panel > Add/Remove programs

What can you do to fix WSD.EXE ?

Let try to run a system scan with Speed Up My PC to see any error, then you can do some other troubleshooting steps.

If you think this is a driver issue, please try DriverDouble.com

Where do we see WSD.EXE ?

Here is the list of instances that we see for the process: WSD.EXE

   Comments about this process:

Sharing your feedback about this process or ask for help