PIC单片机常用模块与综合系统设计实例精讲
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4.2 PIC系列单片机的编程器及开发套件

PIC编程器就是我们平常所说的PIC烧写器。编程器可完成编程(对芯片进行烧写)、读取芯片内容、对芯片进行空白检查、擦除FLASH芯片(芯片名称中带F的芯片,如PIC16F877)的程序区和EEPROM区(如果有)、校验烧写的结果以及脱机烧写等工作。用户利用一个PIC编程器再加上汇编与模拟调试软件,就可以构成一个廉价的PIC开发系统,适用于低成本的开发。

1.PIC编程器的种类

多数编程器在使用时需要与一台PC机相连才能完成烧写工作。按照编程器与PC主机的连接方式的不同,编程器可分为以下两种:

(1)卡式编程器:通过一个插在PC机扩展槽中的编程卡与PC机相连,再通过编程卡上的插座用电缆把一个编程插座引出到PC主机外部,用于对PIC芯片进行编程。它具有以下主要特性:

● 采用积木式结构。通过选配不同的适配器,可烧写不同的PIC系列芯片。

● 升级容易、快速,只需通过更新软件版本和选配新的适配器,即可对新推出的PIC芯片进行编程。

● 需占用一个电脑的扩展槽,不适用于笔记本电脑。

卡式编程器的结构示意图如图4-1所示。

(2)接口式编程器:通过一个串行接口或并行接口与PC机相连。将芯片对准编程器上的编程插座插入,以便进行编程。这种编程器使用起来较为方便,既可用于台式机,也可用于笔记本电脑。它具有以下主要特性:

● 通过串行口或并行口与电脑相连,不占用电脑的扩展槽。使用方便,性价比高,可用于笔记本电脑。

图4-1 卡式编程器结构示意图

● 采用整体式结构,一台编程器中所配的编程插座只能对与之相配的PIC芯片进行编程。

● 升级比较麻烦,一般需要更换编程器中的CPU芯片及其相应的编程插座。

接口式编程器示意图如图4-2所示。

图4-2 接口式编程器结构示意图

2.常见的PIC编程器

美国微芯公司和国内的一些公司近年来推出了多种类型的PIC编程器,其中既有价格较为低廉的PIC系列编程器(只能对某些PIC系列单片机进行编程),又有功能较强的PIC全系列编程器,还有通用型编程器(可对多种厂家的MCU、FLASH和EEPROM进行编程)。

(1)PICSTART PLUS——开发型编程器

PICSTART PLUS是由Microchip公司授权贝能科技有限公司生产,工作在MPLAB-IDE集成开发环境下的PIC全系列单片机烧写工具。该编程器采用RS232接口同计算机相连,性能可靠,尤其适合PIC单片机开发阶段或中、小批量生产的芯片烧写。

① 功能特点:

● 编程计数。

● 全自动烧写校验。

● 可任意设置读写项目。

● 可以方便地读出芯片程序区的内容。

● 全面的信息提示,让用户清楚了解工作状态。

● 用串行接口(RS232)与PC相连,便于携带安装。

● 备有40Pin的DIP烧写座,能直接烧写8~40PinDIP封装的芯片。

● 选配相应的适配座可烧写SMT封装以及超过40Pin封装的芯片。

② PICSTART FLASH升级模块:

PICSTART FLASH升级模块是一个包含有PIC18F6720的PCB板(AP006)。这个升级模块是用来替换原版PICSTART内部的PIC17C44的,PIC17C44所包含的固件版本最高支持3.11版。因为PIC18F6720采用了FLASH工艺,如果需要支持新的器件,可直接在MPLAB-IDE环境下在线升级该模块。

③ 支持型号:

包括PIC10F20X、PIC12CXXX、PIC12FXXX、PIC16C5X、PIC16CXXX、PIC16FXXX、PIC18CXXX和PIC18FXXX。

(2)SUPERPRO/3000U通用型编程器

除专用PIC编程器外,还有一些公司开发的通用型编程器也可以对PIC系列芯片进行编程。例如,南京西尔特电子有限公司生产的SUPERPO系列通用型编程器,可支持多个厂家的多种FLASH、EPROM、EEPROM、MCU、PLD等器件。此处介绍的SUPERPRO/3000U通用型编程器,可对PIC全系列芯片进行编程。

① 功能特点:

● 编程速度无与伦比,逼近芯片理论极限。编程并校验一片32MB FLASH存储器(INTEL 28F320W18)仅需13.5s。

● 基本配置48脚万能驱动电路,一颗通用适配器(插在DIP48锁紧座上)支持相同封装的所有类型器件,48脚及以下DIP器件无须适配器直接支持。在主机上以PEP3000驱动扩展器替换标准DIP48驱动模块后,万能驱动电路路数达到100,所以引脚数少于100的器件均可使用通用适配器(有些器件也可选用专用适配器,直接插在DIP48插座上,则无须换装PEP3000)。通用适配器保证了新器件的快速支持。I/O电平由DAC控制,直接支持低达1.5V的低压器件。

● 先进的波形驱动电路,极大地抑制了工作噪声,配合IC厂家认证的算法,无论是低电压器件、二手器件还是低品质器件均能保证极高的编程良品率。编程结果可选择高低双电压校验,保证结果持久稳固。

● 支持127个厂家18000种FLASH、EPROM、EEPROM、MCU、PLD等器件。支持新器件仅需升级软件(免费)。可测试SRAM、标准ITL/COMS电路,并能自动判断型号。

● 联机、脱机和终端3种运行模式适应研发、量产、嵌入等各种应用。在联机模式下,PC通过USB口控制编程器,调试方便、适合研发;在脱机模式下,编程器依赖自身的CPU、LCD显示器以及可移动存储器(标准CF卡)脱离PC机独立运行,操作便捷,易于扩展,最适合工厂现场大批量生产;在终端模式下,编程器使用CF卡上的算法和数据文件运行,但可接受用户通过USB口发送的命令,执行并返回结果。开放式命令系统使用户可以将编程器作为一个终端嵌入到自己的应用系统中。

● 自动检测芯片错插和引脚接触不良,避免损坏器件。

● 完善的过流保护功能,避免损坏编程器。

● 逻辑测试功能:可测试和自动识别标准TTL/CMOS逻辑电路和用户自定义测试向量的非标准逻辑电路。

● 软件支持Windows 98/Me/NT/2000/XP操作系统(中英文)。

● 丰富的软件功能简化操作,提高了效率,避免出错。工程(Project)将用户关于对象器件的各种操作、设置(包括器件型号设定、烧写文件的调入、配置位的设定、批处理命令等)保存在工程文件中,每次运行时一步进入写片操作。器件型号选择和文件载入均有历史记录,方便再次选择。批处理(Auto)命令允许用户将擦除、查空、编程、校验、加密等常用命令序列随心所欲地组织成一步完成的单一命令。量产模式下一旦芯片正确插入CPU即自动启动批处理命令,无须人工按键。自动序列号功能按用户要求自动生成并写入序列号。借助于开放的API,用户可以在线动态修改数据缓冲器,使每片芯片内容均不同。若器件型号选错,软件会按照实际读出的ID提示相近的候选型号。同时,也可自动识别文件格式,自动提示文件地址溢出。

● 集群量产解决方案。所谓集群方案就是利用脱机功能,一人操作多台编程器并行工作,其效果如同传统的一拖八量产编程器,但更具优势。

● 无须专用的量产适配器和软件,支持更多器件且升级更有保证。

● 组合灵活,按需配置,节省费用。

● 单体故障不会瘫痪整个系统,保证生产链安全。

● 各模组完全独立工作,不必像传统量产编程器一样等待全部芯片换装完毕才能启动工作,提高了生产效率。高速度、高良品率、高器件支持率、高易用性,辅以集群方案上述优势,SUPERPRO/3000U成为量产最佳解决方案。

3.PICkit 1闪存启动工具包

PICkit 1闪存启动工具包是Microchip公司授权贝能科技有限公司生产的一款低成本开发工具。该启动工具包设计用于帮助用户快速入门运用PIC微控制器,同时。提供了为微芯功能强大的8引脚/14引脚闪存系列微控制器编程、评估和开发所需的一切功能。对用户的指导包含在共7个实验范例中,内容包括I/O端口实验、中断实验、A/D转换器实验、比较器实验、数据表和定时器实验等。此外,该工具包内还附有范例中提到的所有源代码文件,供用户参考。

① 该开发套件主要包括:

● 带8脚PIC12F675的PICkit l电路板。

● MPLAB集成开发环境光盘。

● 8引脚闪存PIC微控制器软件和硬件“技巧和窍门”手册。

● USB接口电缆。

② 功能特点:

● 全自动烧写校验。

● 可以方便地读出芯片程序区和EEPROM的内容。

● 能直接烧写8/14-Pin的FLASH芯片。

● 可以重新产生8/14-Pin的FLASH芯片的OSCCAL。

● 可以完全擦除芯片,包括OSCCAL和BG。

● 可以自由设置BG的校准值。

● 可以自由选择芯片的上电状态。

● 可以选择2.5kHz方波信号输入到OSC。

● 通过14-Pin的单排针同rfPIC的接收或发送模块连接,并且把演示板上的12F675芯片换成16F676芯片,可以对rfPIC的接收或发送模块进行烧写。

● 与PC机通过USB口连接。