Програмування електронних модулів INDESIT, ARISTON на мікроконтролерах EVO-II
У цій статті описується методика прошивки внутрішньої пам'яті мікроконтролерів (MK), які застосовуються в силових електронних модулях (ЕМ) та платах панелей управління (ПУ) пральних машин (СМ) INDESIT/ARISTON, виконаних на апаратній платформі EVO-II. Розглянута методика справедлива для програмування MCU HD64F3694HV / 3664H, які можна використовувати в ПУ і модулях, призначених для роботи як з 3-фазними, так і з колекторними приводними моторами.
Електронні модулі пральної машини виконані на апаратній платформі EVO-II. Застосовуються мікроконтролери сімейства H8/300H фірми Renesas. МК мають масочне (одноразово записуване) ПЗП, в якому зберігаються початковий завантажувач, основне програмне забезпечення (ПЗ) та інша інформація. Цю пам'ять не слід плутати з окремоюмікросхемою ЕСППЗУ (24C64), в якій записані дані конфігурації РМ, статистична інформація, зафіксовані коди помилок та ін. 38400 бод (біт/с). Маючи файл прошивки внутрішнього драйвера фізичного рівня, стало можливим забезпечити тиражування на мікроконтролерах для застосування в ЕМ, до того ж придбати ці мікросхеми (HD64F3694HV/3664H) з «чистою» Flash-пам'яттю нескладно.
Установка нових мікропроцесорів замість тих, що вийшли з ладу, показала свою економічну доцільність - раніше при відмови процесора доводилося міняти модуль цілком або використовувати ЧИПи з плат-«донорів». Подібні електронні компоненти у зв'язці-процесор+пам'ять можна програмувати за допомогоюстандартних програматорів із тактуванням. Але такий спосіб є досить накладним, якщо врахувати вартість цих програматорів. Існує також метод заливання програми за допомогою ISP-програматорів (англ. In-System Programming) безпосередньо на платі електронного модуля. У статті розглядається технологія прошивки Flash-пам'яті процесора з допомогою найпростішого ISP-программатора.
Для програмування Micro Controller Unit знадобляться: перетворювач рівнів сигналів (мікросхема МАХ232 – див. рис. 1), стабілізоване джерело напруги 5 В, тонкі ізольовані провідники та звичайна електрична кнопка (на замикання). Також для зазначених цілей необхідна спеціалізована програма прошивки ФЛЕШ-пам'яті мікроконтролера, яка називається Flash Development Toolkit (FDT). Цю програму можна завантажити з офіційного сайту RENESAS www.renesas.com
Першим кроком необхідно виконати всі необхідні підключення. На малюнку 2 показана ділянка одного з різновидів ЕМ EVO-II (цей модуль призначений для підключення колекторного приводного мотора) з зазначеними контрольними точками та з'єднувачем-джампером J6. Вказаний з'єднувач може бути відсутнім, але місце під його встановлення на друкованій платі зарезервовано. Ймовірно, це пов'язано з тим, що виробник в даний час встановлює на плату вже заздалегідь прошити мікроконтролери і тому відпадає необхідність їх програмування на ЕМ через зазначений з'єднувач.
Через джампер J6 забезпечується зв'язокпри обміні даними між програмованим контролером та ПК через перетворювач рівнів (див. рис 1). Цим каналом і програмується flash-пам'ять у складі контролера. J6 з'єднаний із мікроконтролером лінією RXT/TXD послідовного порту UART. Призначення контактів з'єднувача наступне:1висновок - загальний дуплекс;2висновок - TXD лінія передачі даних;3висновок - RXD лінія прийому даних;4висновок - Харчування + 5 Вольт.
Для забезпечення організації пропускної здатності задіяні два висновки мікроконтролера з джерелом точного часу: 7 (RESET, початковий оброс) і 35 (NMI, переривання, що не маскується). Внаслідок певних складнощів при підключенні безпосередньо до самих висновків МК, на рис. 2 вказані точки на платі ЕМ, до яких можна підключитися без ризику пошкодження його висновків: - NMI, нижній (див. рисунок) виведення резистора R10; - RESET, лівий висновок керамічного SMD-конденсатора, розташованого нижче за кварцовий резонатор.
Наступним кроком замінюють несправний МК на ЕМ новим із "чистою" прошивкою FLASH-пам'яті. Демонтаж/монтаж мікросхеми виконують будь-яким із відомих способів (за допомогою паяльної станції або термофену). Після заміни МК до з'єднувача J6 підключають відповідні лінії перетворювача рівня (див. рис. 1 перетворювач також з'єднаний кабелем з СОМ-портом ПК). Потім підключають лінії живлення 5 з окремого мережевого джерела до модуля (J6) і перетворювача рівнів з контролем (бітом) парності і управління потоком Break.
Примітка. При програмуванні мікропроцесора модуль повинен бути повністю відключений від усіх штатних зовнішніх з'єднувачів, за винятком роз'єму J6.
Далі з'єднують контрольну точку сигналу NMI із загальним дротом (контакт 1 з'єднувача J6 або середній контакт сервісного з'єднувача J7). Також підключають до контрольної точки RESET кнопку (другий її контакт з'єднують із «землею»). Наступним кроком завантажують із сайту www.renesas.com та встановлюють програму FDT 4.08 (Flash Development Toolkit).
Запускають програму у варіанті "Basic" (вікно програми показано на рис. 3). Далі вибирають у рядку тип з'єднання RS-232 або потік MAX232 МК (залежно від типу ЕМ - 3664 або 3694) і натискають кнопку "Далі" - з'явиться нове вікно (рис. 4), в якому необхідно вказати номер СОМ-порту на ПК , до якого підключено кабель зв'язку з процесором.
В черговий раз натискають кнопку «Далі» і у вікні, що відкрилося, вводять частоту тактового генератора мікроконтролера (робоча частота зовнішнього кварцового резонатора, підключеного до МК) — 4.910 (рис. 5). Після натискання "Далі" з'явиться вікно вибору режиму та швидкості. Знімають галочку «Use Default» та вибирають максимальну швидкість порту (рис. 6). Потім двічі натискають "Далі" - з'явиться нове вікно (мал. 7а), в якому вказують шлях до файлу прошивки. Для цього ставлять галочку User/Data Area, натискають праворуч від рядка стрілку і потім Browse (огляд), потім вибирають файл прошивки (рис. 7б).
Можливо, що з першого разу не вдасться встановити зв'язок за допомогою Universal Asynchronous Receiver-Transmitter: настільний ЕОМ та мікропроцесор. Щоб вирішити цю проблему, необхідно поекспериментувати з тривалістю натискання кнопки «Reset». Якщо всі перераховані вище операції були виконані без помилок, після закінчення процесу записушині Serial Peripheral Interface (SPI) відобразиться вікно, показане на рис. 9.
У цьому процес програмування Flash-пам'яті МК завершено. Видаляють перемичку з точки NMI та кнопку RESET, відпаюють дроти від з'єднувача J6 на ЕМ. Після встановлення електронного модуля в пральну машину будь-яким із відомих способів (за допомогою програматора або через сервісний ключ) прошивають мікросхему ЕСППЗУ в його складі з даними конфігурації та ін.
Описана вище методика прошивки з універсальним асинхронним приймачем (УАПП) також справедлива і для модулів дисплеїв (панелей управління, ПУ), які застосовуються в РМ, виконаних на платформі EVO-II.
У ПУ використовуються МК HD64x3661 - вони з тієї ж серії, що і МК, що встановлюються в силових електронних модулях, мають менший обсяг внутрішньої пам'яті. МК ПУ замінюються на HD64X3664 без будь-яких доопрацювань. Процес прошивки МК ПУ нічим не відрізняється від описаного вище — він навіть простіший, оскільки всі основні сигнали на платах ПУ виведені на спеціальні сервісні роз'єми. Як приклад на рис. 10 наведено фрагменти друкованих плат деяких різновидів ПУ, розташування на них контрольних точок та призначення контактів сервісних з'єднувачів.
На закінчення наведемо типи МК, які можна використовувати в модулях пральних машинок: - HD64F3694HV: його можна встановлювати в ЕМ, що мають у своєму складі сигнальний процесор TMS320LC(LF)2401A (у 32-вивідному корпусі) для роботи з 3-фазними приводними двигунами; - HD64F3664H: його можна встановлювати у всі різновиди плат ПУ, на модулі, що працюють з колекторними приводними моторами (рис. 2), а також на ЕМ, що мають у своєму складі сигнальнийпроцесор TMS320LC(LF)2402A (у 64-вивідному корпусі) для роботи з 3-фазними приводними моторами.
Мал. 10. Розташування на платах ПУ контрольних точок та призначення контактів сервісних з'єднувачів.