Главная » Советы » Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Программатор и системный отладчик, представленный единой конструкцией, именуемый PICkit 3 — относительно простой недорогой инструмент электронщика. Внутрисхемный инструмент, управляемый через ПК, оснащается программным обеспечением MPLAB IDE (версия 8.20 или выше) под платформу «Windows». Программатор отладчик PICkit 3 — востребованный инструментарий разработчика электронных устройств различной сложности, подобный CH341A и другим. Применение обещает помощь в самых разных случаях, от разработки программного обеспечения, до аппаратной интеграции. Рассмотрим этот программатор, чтобы иметь возможность использовать при необходимости.

Программатор PICkit 3 — обзор инструментария электронщика

Программатор отладчик PICkit 3 предназначен для разработки аппаратного и программного обеспечения микроконтроллеров из серии «Microchip PIC» (MCU) и контроллеров цифровых сигналов «dsPIC» (DSC).

Отмеченные микросхемы основаны на последовательном программировании через проводные последовательные двухпроводные интерфейсы «In-Circuit»(ICSP) и «Enhanced In-Circuit Serial Programming». Дополнительно к функциям отладчика, система PICkit 3 также поддерживает функционал программатора.

ИНСТРУМЕНТ

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Представляемое к рассмотрению устройство программирования PICkit 3 находит широкое применение в любительской и профессиональной электронной практике

Электроника программатора отладчика выполняет код подобно реальному устройству, благодаря встроенному схемному решению эмуляции, а не специальной микросхеме самого прибора. Функции доступны в интерактивном режиме. Установка или изменение функций выполняется через интерфейс «MPLAB IDE».

Программатор PICkit 3 разрабатывался под эмуляцию встроенных процессоров средствами отладки. Особенности программатора и отладчика PICkit 3 в едином исполнении:

  • очистка (стирание) памяти с проверкой,
  • поддержка USB стандартными драйверами «Windows»,
  • высокая скорость работы процессоров,
  • контроль перенапряжения / короткого замыкания,
  • малое напряжение питания (диапазон 1,8 – 5 вольт),
  • чтение/запись программ и данных в память MCU,
  • наличие контрольных операционных индикаторов.

Программатор PICkit 3 предназначен исключительно для разработки и отладки любительских программ. Программирование производственного характера этим прибором фактически не поддерживается. Однако, никто не отменял возможное использование инструмента для производственных целей, если таковые соразмерны с функциональными возможностями PICkit 3.

Программатор-отладчик PICkit 3: интерфейсы рабочих цепей

Подключение по интерфейсу рабочих цепей системы отмечается простым и облегчённым подходом. Как правило, для подключения используется USB-порт и входящий в комплект прибора USB-кабель. Область интерфейса рабочего подключения имеет маркер первого контакта, чтобы пользователь не ошибся в процессе организации соединения.

PICKIT 3

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Рабочие элементы и обозначения программатора PICkit 3: 1 – ушко под транспортный ремень; 2 – гнездо USB интерфейса; 3 – метка на корпусе для 1-го контакта интерфейса соединения; 4 – интерфейс соединения; 5 – контрольные светодиоды; 6 – нажимная функциональная кнопка

На верхней корпусной крышке прибора имеются контрольные светодиоды состояния работы в режимах программирования или отладки средствами  PICkit 3. В общей сложности на корпус выведены три светодиодных индикатора:

  1. Зелёного свечения (наличие/отсутствие напряжения питания),
  2. Синего свечения (активный/пассивный USB порт),
  3. Жёлтого свечения (активная/пассивная функция программирования).

Последний индикатор списка – светодиод жёлтого свечения, загорается красным светом, если имеет место аварийный сбой в работе инструмента программирования.

Программный интерфейс (соединения) на шесть контактов

Программный интерфейс (соединения) представлен 6-контактным разъёмом, через который выполняется подключение к целевой микросхеме. Комплект программатора-отладчика, как правило, содержит адаптер перехода от программатора к целевому программируемому микропроцессору.

АДАПТЕР

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Интерфейс программный (соединения с целевой микросхемой) и распиновка: 1 – напряжение программирования (1,8 – 14 вольт); 2 – напряжение питания (1,8 – 5 вольт); 3 – нулевая (общая) шина; 4 – сигнал данных по ICSP связи; 5 – сигнал частоты по ICSP связи; 6 – низковольтная защита

Рекомендуется для работы с программатором отладчиком PICkit 3 использовать внешний источник питания. Конфигурация целевого VDD распознаётся программатором-отладчиком для обеспечения преобразования уровня под целевую операцию при низком напряжении. Если программатор-отладчик не определяет напряжение на линии VDD, схема не будет работать.

Три основных активных линии рабочего режима

Однако только три линии, как правило, активны и относятся к работе ядра инструмента:

  • контакты 1 (VPP / MCLR),
  • 5 (PGC),
  • 4 (PGD).

Контакты 2 (VDD) и 3 (VSS) показаны на рисунке выше для полноты возможностей схемы. Конструкция PICkit 3 предоставляет две конфигурации для питания целевого устройства:

  • внутренним отладчиком,
  • внешним целевым источником напряжения.

Уровень мощности внутреннего отладчика, между тем, ограничен параметром — 30 мА. Этого тока достаточно для слабых применений, где напряжение VDD отделено от остальной части прикладной схемы для независимого программирования. Но для общего использования этой мощности явно недостаточно, поскольку предъявляются более высокие требования к системе питания USB, получаемой от ПК.

Особенности применения программатора PICkit 3 на практике

Не все программируемые микросхемы имеют линии AVDD и AVSS. Однако если таковые присутствуют на целевом устройстве, все подключаются при соответствующих уровнях напряжений и токов для обеспечения корректной работы программатора отладчика.

Нельзя допускать наличие «плавающих» уровней. В общем и целом: рекомендуется все линии (VDD / AVDD) и (VSS / AVSS) подключать к соответствующим уровням токов и напряжений. Кроме того, микросхемы с линией VCAP (например, PIC18FXXJ) следует подключать к соответствующему конденсатору или уровню тока/напряжения.

PICKIT 4

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Классическая схема подключения программируемого (отлаживаемого) устройства непосредственно к программатору PICkit 3: 1 – обслуживаемая целевая микросхема; 2 – интерфейс подключения на шесть контактов; 3 – программатор и отладчик

Как видно из представленной выше схемы, взаимосвязь целевой платы и отладочного инструмента очень проста. Сопутствующие программированию (отладке) проблемы, как показывает практика, зачастую вызваны другими соединениями или дополнительными компонентами на линиях. Всё это мешают работе программатора отладчика PICkit 3, а потому требует внимательного подхода.

Программатор отладчик PICkit 3 — рекомендации для использования

Официально представленной документацией не рекомендуется использовать:

  • подтяжку на PGC / PGD, учитывая наличие на этих линиях понижающих резисторов (4,7 кОм) непосредственно в схеме программатора отладчика;
  • конденсаторы на PGC / PGD для стабильности программирования и отладки;
  • конденсаторы на MCLR. Обычно достаточно простого подтягивающего резистора.
  • диоды на PGC / PGD, препятствующие двунаправленной связи программатора и целевого устройства.

Существует два этапа использования прибора PICkit 3 в качестве отладчика.

  1. Первый этап требует программирования целевой схемы (обычно тем же PICkit 3).
  2. Второй этап использует внутреннюю аппаратную отладочную схему целевого устройства Flash для запуска и тестирования прикладной программы.

Эти два шага напрямую связаны с операциями MPLAB IDE:

  • запись (программирование) кода в целевой микросхеме и активирование специальных функций отладки;
  • использование программатора отладчика для установки точек останова / запуска. Если целевое устройство запрограммировано неправильно, программатором PICkit 3 выполнить функции отладки не получится.

Особенности процесса программирования и отладки

Картинкой ниже представлена упрощённая схема внутреннего интерфейса программатора отладчика PICkit 3. Здесь для программирования не требуются кварцевый резонатор на целевом устройстве, но требуется подача питания. В момент программирования прибор устанавливает необходимые уровни программирования на контактах VPP / MCLR.

КОМПЛЕКТ K150

Программатор отладчик PICkit 3: инструмент современного инженера электронщика

Основные взаимные связи, необходимые для программирования целевого устройства: 1 – внутрисхемные цепи; 2 – напряжение программирования; 3 – программируемое целевое устройство

Также схемой PICkit 3 отправляются тактовые импульсы на контакт PGC и последовательные данные через PGD. Чтобы убедиться, что микросхема запрограммирована правильно, тактовые импульсы отправляются на PGC, а данные считываются обратно из PGD. Такой подход соответствует протоколу ICSP разрабатываемого устройства.

Полноценная установка системы программирования PICkit 3

Для рабочего функционирования программатора и отладчика PICkit 3 необходима установка программного обеспечения MPLAB IDE. Последняя версия исполняемого файла установки MPLAB IDE доступна на странице разработчика Microchip (здесь – версия 3.10).

Купленный программатор обычно дополняется компакт-диском MPLAB IDE. Для установки ПО достаточно запустить исполняемый файл и следовать инструкциям. После завершения инсталляции ПО, программатор подключается через USB интерфейс системным кабелем на персональный компьютер.

Программа автоматически обнаруживает устройство. Также к программатору PICkit 3 подключают целевую микросхему через интерфейс соединения. Возможно, придётся настроить программу MPLAB IDE для работы с конкретным проектом. Подробно настройки описывает «Инструкция по эксплуатации PICkit 3».

Видеоматериал по теме как практика программирования

Ролик видео, представленный ниже, наглядно демонстрирует возможности применения устройства в обычной практике. Видео позволяет ближе познакомиться с прибором и особенностями программирования:

При помощи информации: Microchip

Источник