采用MAXQ2000 USB “拇指”評估套件進(jìn)行設(shè)計(jì)

摘要：本應(yīng)用筆記介紹使用USB “拇指”評估(EV)套件快速開發(fā)MAXQ2000 RISC微控制器所需要的步驟。文檔解釋了怎樣安裝和配置評估套件的硬件和軟件，怎樣開發(fā)并裝入板上MAXQ2000微控制器能夠執(zhí)行的應(yīng)用程序。本文提供了一個例程，用于讀取和顯示環(huán)境溫度。

引言

MAXQ2000 USB Thumb評估套件是評估MAXQ2000 RISC微控制器方便可靠的平臺。評估(EV)套件電路板采用了具有USB接口的“拇指”外形封裝(圖1)。通過計(jì)算機(jī)上安裝的MAX-IDE匯編語言集成開發(fā)環(huán)境，可以在該評估套件電路板上開發(fā)并調(diào)試應(yīng)用程序。套件中包含的USB閃存驅(qū)動盤提供MAX-IDE程序，也可以從Maxim網(wǎng)站下載該程序。


圖1. MAXQ2000 USB評估電路板

MAXQ2000 USB電路板包括一個DS18B20溫度傳感器；一個4位7段液晶顯示屏(LCD)；一個用于MAXQ2000內(nèi)部實(shí)時時鐘(RTC)的32kHz晶振以及一個原型插頭，通過它訪問處理器的一些通用I/O引腳。

評估套件在發(fā)售時提供電路板和USB閃存驅(qū)動盤，它包括軟件、原理圖、數(shù)據(jù)資料以及其他有用文檔。

軟件設(shè)置

在使用MAXQ2000 USB評估套件之前，您的PC必須先安裝幾個軟件包。下面幾節(jié)解釋了每個軟件包的安裝和設(shè)置。

安裝USB至串口驅(qū)動

PC要和MAXQ2000 USB電路板正確連接，必須為板上USB至串口轉(zhuǎn)換器安裝合適的驅(qū)動。下面的說明詳細(xì)介紹了怎樣安裝Windows? XP驅(qū)動。如果還需要深入了解在Windows 2000或者Windows 98上安裝FTDI驅(qū)動，請參考安裝指南。

安裝虛擬COM端口(VCP) FTDI驅(qū)動

安裝這些驅(qū)動時，請按照以下步驟進(jìn)行：

• 把提供的USB閃存驅(qū)動盤插入到計(jì)算機(jī)的主動USB連接器中。根據(jù)您的操作系統(tǒng)及其設(shè)置，閃存中的自動運(yùn)行功能使程序自動運(yùn)行。如果程序沒有自動啟動，打開瀏覽器，雙擊根目錄下的Setup.exe文件。這將產(chǎn)生MAXQ2000評估套件主菜單，如圖2所示。
• 單擊屏幕右側(cè)的USB Serial Drivers按鈕。這會打開另一個窗口，您將看到安裝進(jìn)程。安裝完成后，將出現(xiàn)確認(rèn)消息。
  
  
  圖2. MAXQ2000評估套件主菜單
  
  
• 現(xiàn)在，連接MAXQ2000 USB電路板和您PC的主動USB端口。雖然不是必須的，建議最好不要使用USB閃存驅(qū)動盤目前連接的端口，而使用其他端口，這樣可以訪問所有USB設(shè)備，而不必來回切換。將出現(xiàn)“Found New Hardware”消息。稍后，您將看到消息“Your hardware is installed and ready to use”。

確定虛擬COM端口

必須配置MAX-IDE程序和開發(fā)工具，使其能夠適應(yīng)MAXQ2000 USB Thumb評估套件提供的虛擬COM端口(VCP)接口。首先，您必須確定操作系統(tǒng)為USB串口分配了哪一COM端口。對此，單擊Start Control Panel，選擇System Hardware Device Manager。查看Ports (COM & LPT)部分，確定分配給VCP的COM端口號(圖3)。


圖3. 設(shè)備管理器中的USB串口COM位置

在這個例子中，USB串口被分配給COM4。當(dāng)?shù)谝淮螁覯AX-IDE (或者其他程序與MAXQ2000評估套件開始通信)時，必須配置IDE使用該COM口。下面詳細(xì)介紹這一配置過程?，F(xiàn)在，記住COM端口分配即可，以便后面進(jìn)行配置。

安裝MAX-IDE

MAX-IDE程序是MAXQ?微控制器全功能應(yīng)用開發(fā)和調(diào)試環(huán)境。它適用于所有MAXQ評估套件，具有以下特性：

• 為MAXQ匯編應(yīng)用程序提供的基于工程的開發(fā)環(huán)境。
• 集成MAXQ宏匯編器，包括適用于所有MAXQ微控制器的標(biāo)準(zhǔn)頭文件。
• 使用JTAG/TAP接口和ROM裝入程序(面向帶有閃存或者EEPROM程序存儲器的MAXQ微控制器)在電路裝入應(yīng)用程序。
• 在電路調(diào)試功能，包括設(shè)置斷點(diǎn)，程序單步執(zhí)行，查看和修改存儲器/寄存器內(nèi)容等。

與USB驅(qū)動相似，使用MAXQ2000評估套件USB閃存驅(qū)動盤，安裝MAX-IDE程序。

• 和前面一樣，確定USB閃存驅(qū)動盤插入到主動USB端口，雙擊根目錄中的Setup.exe文件。從主菜單中，單擊Programming Tools按鈕，從該菜單中，單擊MAX-IDE按鈕。這將啟動MAX-IDE Setup Wizard，開始安裝程序。在安裝中，向?qū)У哪J(rèn)安裝路徑是C:Program FilesMAX-IDE，但是，您可以通過單擊Browse按鈕，選擇其他安裝目錄。在這一選項(xiàng)以及其他選項(xiàng)中，建議選擇默認(rèn)。安裝完成后，可以從Start菜單：Start All Programs MAX-IDE MAX-IDE，啟動MAX-IDE。

使用上面分配的串口配置MAX-IDE時，啟動程序，選擇Device Options。從下拉選項(xiàng)中選擇您的COM口，如圖4所示。如果沒有列出該COM口，只要輸入數(shù)值即可，例如，COM4。在此，也恰好檢查Device Configuration File和Desired JTAG Clock Frequency (kHz)；如果還沒有配置，按圖中所示對其進(jìn)行設(shè)置。


圖4. 配置MAX-IDE選項(xiàng)

例程

USB閃存驅(qū)動盤的文件夾“examples”中提供了幾個MAXQ2000應(yīng)用程序。程序之一以MAXQ匯編語言編寫，位于子目錄MAXQ2000 USB KITMAX-IDETemperature中。該應(yīng)用程序使用DS18B20數(shù)字溫度計(jì)測量環(huán)境溫度。測得的溫度在電路板LCD上以華氏溫度和攝氏溫度交替顯示。這一溫度應(yīng)用程序用于展示套件的功能。

裝入并執(zhí)行這一實(shí)例時，應(yīng)將文件復(fù)制到PC的工作目錄中。從MAXQ2000評估套件硬盤主菜單中，單擊Programming Tools按鈕，然后單擊Example Code按鈕，完成這一操作。這將啟動安裝向?qū)?可能會需要一段時間)，您將被詢問把這些文件復(fù)制到PC的哪一目錄。在這個例子中，文件被復(fù)制到目錄C:MAXQ2000USBKITExample Code中，但也可以是您選擇的任意位置。

硬件設(shè)置

MAXQ2000 USB評估套件硬件非常簡捷；它沒有跳接器或者其他硬件配置設(shè)置。所包含的USB閃存驅(qū)動盤中提供了評估套件電路板原理圖(Documentation按鈕)。查看該原理圖，您會了解到電路板上只有很少的元件。

電路板包括三個指示LED：D1、D2和D3。LED D1發(fā)綠色光，是電源指示器。從USB端口為電路板供電時，該指示器點(diǎn)亮。LED D3發(fā)紅色光，USB端口上有通信時，它被點(diǎn)亮。LED D2發(fā)綠色光，通過一個限流電阻，連接端口引腳P3.7和電路板的3.3V電源。軟件設(shè)置該端口引腳為邏輯零，點(diǎn)亮LED D2。

通過USB連接器為電路板提供所有的電源。USB至串口芯片(FT232R)將5V輸入電源穩(wěn)壓至3.3V，以便電路板上的其他電路使用。單獨(dú)的低泄漏穩(wěn)壓器U3為MAXQ2000微控制器U1和U5提供專用2.5V電源。微控制器U1是專用控制器，完成串口至JTAG轉(zhuǎn)換。微控制器U5是通用器件；用戶應(yīng)用程序代碼裝入該器件，并執(zhí)行。所有微控制器都采用FT232R器件提供的12MHz時鐘來工作。要使用該時鐘，套件上的USB連接器必須連接至已上電(未被掛起)的USB主機(jī)。

裝載可執(zhí)行文件

有幾種方法可以完成MAXQ2000評估套件電路板可執(zhí)行程序文件裝入和運(yùn)行。例如，可以使用USB閃存驅(qū)動盤提供的微控制器工具套件(MTK)裝入.HEX格式文件，也可以從Maxim網(wǎng)站下載。對于本應(yīng)用筆記，我們將使用MAX-IDE把程序裝入到套件電路板上。裝入溫度實(shí)例時，請按照以下步驟進(jìn)行：

• 如果還沒有連接，將評估套件插入到PC打開的USB插槽中。電源LED D1將被點(diǎn)亮。LED D3會閃爍幾次，然后，停止，指示USB總線上出現(xiàn)突發(fā)。
• 如果MAX-IDE程序還沒有運(yùn)行，選擇Start All Programs MAX-IDE MAX-IDE啟動它。也可以找到MAX-IDE圖標(biāo)，單擊它。
• 如果還沒有完成這些工作，按照上面安裝MAX-IDE的介紹來設(shè)置Device Options。
• 現(xiàn)在，選擇Project Open Project，找到匯編語言溫度實(shí)例所在的目錄(例如，C:MAXQ2000USBKITMAX-IDETemperature)。選擇2000test.prj文件，單擊OPEN。

MAX-IDE將打開工程，把匯編語言源文件(2000test.asm)裝入到顯示窗口中(圖5)。打開工程，MAX-IDE會與評估套件建立通信，屏幕底部的消息對此進(jìn)行了確認(rèn)。然而，在程序執(zhí)行前，MAX-IDE并沒有被實(shí)際裝入到套件中。確定在打開工程之前，電路板已經(jīng)插入到主動USB端口中。否則，在程序確定無法與套件進(jìn)行通信之前，您不得不等待相對較長的超時時間。


圖5. 裝入工程，準(zhǔn)備運(yùn)行

在裝入并運(yùn)行應(yīng)用程序時，單擊屏幕上面的run按鈕(圖6中高亮顯示)，或者按下F5。程序?qū)⒈谎b入，正如屏幕下面的消息所示，從地址零開始執(zhí)行。觀察評估套件電路板，可以確定程序在運(yùn)行。LCD顯示溫度，LCD每次變化時，LED D2都閃爍一下。


圖6. Run按鈕

如果您還不熟悉MAX-IDE的功能，那么這是熟悉它的一次好機(jī)會。您可以單擊run按鈕右側(cè)的pause按鈕，暫停程序(圖6)。激活pause按鈕會發(fā)生幾件事情。MAX_IDE將暫停程序，在要被執(zhí)行的下一行代碼上放置一個高亮顯示條(圖7)。屏幕右側(cè)表中顯示的寄存器內(nèi)容被更新，以反映其當(dāng)前值。單擊寄存器值，輸入新值，改變寄存器數(shù)值。對于代碼調(diào)試，這是功能非常強(qiáng)大的工具。單擊run按鈕，使程序繼續(xù)執(zhí)行。


圖7. 程序暫停執(zhí)行

單擊代碼窗口左側(cè)的行號，設(shè)置斷點(diǎn)，也可以使用Step Into按鈕，單步進(jìn)入代碼行，如圖8最左側(cè)所示。Step Into按鈕右側(cè)的兩個按鈕分別是Step Over和Step Out按鈕。正如其名稱所示，用戶可以利用它們來進(jìn)入或者退出子例程。最右側(cè)的按鈕是Run To Cursor按鈕。把圖標(biāo)放在程序的任一行，單擊該按鈕，程序開始運(yùn)行，直到要執(zhí)行該行為止。


圖8. Step按鈕

MAXQ開發(fā)工具指南提供了MAX-IDE功能的詳細(xì)信息，可以從Maxim網(wǎng)站下載該指南(PDF，864KB)。

C代碼實(shí)例

USB閃存驅(qū)動盤中提供了另外兩個實(shí)例程序：閃存驅(qū)動盤的ExamplesIAR子目錄中含有Countdown和Temperature兩個程序。Countdown程序使用內(nèi)部定時器來產(chǎn)生1s間隔，從初始值開始遞減計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)顯示在LCD上，當(dāng)達(dá)到00:00時，程序停止執(zhí)行。Temperature程序是匯編程序的C語言版本，其名稱和上面的一樣。所有這些實(shí)例都采用了IAR編譯器進(jìn)行編寫，該編譯器也包含在USB閃存驅(qū)動盤中。

裝入IAR編譯器，執(zhí)行這兩個實(shí)例MAXQ2000應(yīng)用程序的詳細(xì)說明已經(jīng)超出了本文檔范圍。雖然如此，還是需要注意以下問題。

• 單擊MAXQ2000評估套件主菜單的Programming Tools按鈕，安裝評估版的IAR工具包(KickStart版)。在隨后顯示的窗口中，單擊IAR Embedded Workbench?按鈕，啟動IAR安裝工具。按照說明來安裝工具包。您可以完成在線注冊，從IAR獲得許可。
• 安裝IAR KickStart版之后，從MAXQ2000評估套件主菜單中選擇Programming Tools按鈕，然后選擇IAR Patch按鈕，安裝工具包的幾個更新。這將啟動補(bǔ)丁的安裝程序。
• 安裝IAR工具包和補(bǔ)丁之后，您可以單擊File Open Workspace...，選擇Countdown_Workspace.eww，打開Countdown實(shí)例應(yīng)用程序。在Project Options和Debug-JTAG下面，您可以將通信端口設(shè)置為COM4。
• 選擇Project Rebuild All，編譯并鏈接應(yīng)用程序。
• 單擊Debug按鈕或者選擇Project Debug，啟動調(diào)試器。Step Into、Run To Cursor或者Go按鈕都可以啟動程序。在這里可以進(jìn)一步了解IAR工具包的功能。

結(jié)論

MAXQ2000 USB “拇指”評估套件是評估MAXQ2000 RISC微控制器方便可靠的平臺。電路板采用了具有USB接口的“拇指”外形封裝。評估套件的USB閃存驅(qū)動盤含有MAX-IDE。采用MAX-IDE和套件電路板，用戶可以開發(fā)并調(diào)試MAXQ2000 RISC微控制器應(yīng)用程序。USB閃存驅(qū)動盤提供了幾個實(shí)例程序和評估版的編譯器以及工具包。