Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2015
Mike Szczys
hackaday.com
Компания Microchip представила новую отладочную плату под названием Curiosity Development Board. Увидев ее в первый раз на ярмарке Bay Area Maker еще в мае, я тогда не рассказывал о ней, поскольку меня просили воздержаться от публикации, так как официально плата еще не была выпущена. Вчера я достал одно из первых «пилотных» устройств и некоторое время поработал с ним.
Я попросил образец платы из любопытства. Как вы, возможно, знаете, Microchip является одним из спонсоров 2015 Hackaday Prize, но останавливаться на нашем партнерстве мы здесь не будем. Тем не менее, наши отношения позволили попросить их отдать несколько дополнительных плат, и мы их получили. Подробнее о них будет сказано в конце рассказа.
Обзор
У меня нет опыта работы с микроконтроллерами PIC. Я начинал с чипов Atmel, поскольку их можно программировать через параллельный порт. Это было время, предшествующее эпохе Arduino, и я не хотел вкладывать деньги в программатор до тех пор, пока не осознаю, что действительно полюбил это семейство микросхем. Сделать то же самое с микроконтроллерами Microchip в то время было невозможно, во всяком случае, с программатором дело обстояло сложнее, так как для него требовался источник 12 В. Этот сигнал «высокого напряжения» выдавал PICkit или подобный программатор. Я думаю, что Curiosity дает отличную возможность обойти эту проблему, поскольку как для программирования, так и для отладки здесь используется PKOB (PICkit on board – PICkit на плате).
Посередине платы имеется разъем DIP с выводами по обе стороны. В Curiosity встроен программатор/отладчик, означающий, что ее можно просто соединить с компьютером через кабель USB и начать работу. Устройство напоминает плату MSP430 Launchpad компании Texas Instruments, и оно мне действительно понравилось.
В центральный разъем можно вставлять 8-, 14- или 20-выводные 8-разрядне микроконтроллеры семейств PIC12, PIC16 и PIC18. Ранняя версия, которую я получил, продавалась с PIC16F1708, но, как мне сказали, серийные версии будут комплектоваться PIC16F1619. Если вам нужен другой микроконтроллер, то для этого у них есть кнопка заказа образца для каждого микроконтроллера, имеющегося во вкладке «поддерживаемые устройства» («supported devices») на странице Curiosity. Возможность перепробовать кучу разных 8-битных чипов и менять их на этой плате является идеальным способом постижения чего-то нового.
Углубляясь в детали
Снизу моей платы приклеены четыре резиновые ножки, позволяющие удобно размещать ее на столе, не касаясь нижней стороной случайных проводов и другого токопроводящего мусора. Для ввода пользовательской информации есть одна механическая кнопка, емкостная сенсорная кнопка и потенциометр. Расположение пользовательской кнопки относительно ножки довольно неудачное, поскольку при нажатии на эту кнопку, установленную на внешней стороне ножки, вся плата наклоняется, если не придерживать ее противоположный угол. Как выяснилось, и Microchip сталкивалась с такой же проблемой. Окончательные версии плат будут поставляться со стойками, установленными по четырем углам (на первых 500 платах они будут металлическими, а в дальнейшем, вероятно, пластмассовыми). Приятно видеть, как они отрабатывают все нюансы, прежде чем выпустить продукт на рынок.
 |
| Программатор/отладчик PKOB на нижней стороне платы. |
|
| Области для установки модулей mikroBUS и BTLE (Bluetooth low energy) на верхней стороне платы. |
Углы платы закруглены, а более гладких краев отладочных плат я никогда не встречал. Элементы слева от микроконтроллера и разъемы используются схемой программатора/отладчика, расположенной на нижней стороне платы, а на верхней стороне имеется место для дополнительного разъема питания 9 В (для стабилизации которого на плате предусмотрена микросхема регулятора). На плате есть также пара контактов позволяющая присоединить лабораторный источник питания, отключающий внутренний стабилизатор.
Справа на верхней стороне платы имеются две области для подключения дополнительного оборудования. Одна из них предназначена специально для модуля RN4020 BTLE. Конфигурация контактных площадок другой соответствует расположению выводов стандарта mikroBUS. Я уже слышал раньше название этого стандарта, но увидел его впервые. Те же из нашей команды, кто видел этот стандарт в действии, отметили, что он больше популярен у инженеров Европы. Как минимум, это набор однорядных контактов, разнесенных на 2.54 мм, с помощью которых вы можете подключать модули к беспаечной макетной плата (в отличие от стандарта шилдов Arduino). Но особенно хорошо то, что Microchip не пыталась изобрести собственный стандарт, а приняла тот, который существует уже не один год. Он хорошо документирован, так что вы легко можете как создать свои собственные модули, так и использовать те, которые многие компании уже вывели на рынок.
Возможно, лучшими в этой конструкции являются соотношение и размеры сторон, сделавшие доступными все выводы платы. В каждом месте, где выводы идут к функционально обособленным областям, таким как mikroBus, пользовательская кнопка, светодиоды, емкостная площадка, обеспечен легкий доступ к сигналам.
На следующем изображении крупным планом показана часть нижней стороны платы. Здесь вы можете видеть двойные ряды контактов, попарно соединенных резисторами номиналом 0 Ом. Отрежьте или отпаяйте эти резисторы-перемычки, и вы отключите компонент. Это лучше, чем резать дорожки на плате, поскольку в эти площадки вы можете впаять штыревые разъемы и вернуть плате изначальную функциональность, используя перемычки. Здорово, не правда ли?
Опыт программирования
Я скачал и установил MPLABX IDE. Честь и хвала Microchip, создавшей версию для Linux! (Эх, если бы Cypress сделала то же самое для PSOC4)! Открыв образец кода со страницы Curiosity, я выбрал встроенный компилятор, затем выбрал тип программатора и не смог скомпилировать пример. Читая руководство по Curiosity, я обнаружил, что необходимо скачать и установить бесплатную версию компилятора XC8. После этого проблем с компиляцией и загрузкой примеров у меня уже не было. Впервые я увидел среду разработки, которая даже сделала автоматическое обновление прошивки для PKOB-программатора. Безусловно, это одна из самых простых процедур установки программ, которые мне доводилось видеть.
Вообще-то я предпочитаю не пользоваться инструментами разработки, являющимися чьей-либо собственностью. К тому же, я могу позволить себе не зарабатывать на жизнь созданием электроники, поэтому немного хлопот большого значения для меня не имеет. Я провел быстрый поиск и заключил, что именно для этого микроконтроллера (PIC16F1708) вы вряд ли сможете использовать SDCC Open Source Compiler, однако есть и другие контроллеры, поддерживаемые этим компилятором, и я не вижу причин, почему компилятор не будет работать также с открытыми инструментами программирования. У меня просто не было времени на проверку перед публикацией этой статьи.
Заключение
Это хорошо продуманная и хорошо спроектированная отладочная плата. Возможность менять микроконтроллеры и дополнительные контакты, обеспечивающие доступ к портам ввода/вывода, делают ее одним из самых удобных устройств среди плат любой архитектуры. Мне нравятся минималистичные «навороты», поэтому наличие одной кнопки и четырех светодиодов согревают мое сердце. Рекомендованная производителем розничная цена $20 представляет собой благо для тех, кто не хочет тратить $50 на отдельный программатор PICkit 3. Благодаря объединению возможностей программирования и отладки эта плата представляет собой инструмент, с которым трудно будет конкурировать аналогичным устройствам.
