Az MSP430 Launchpad fejlesztői kártya

A Texas Instruments MSP430 Launchpad (MSP-EXP430G2) fejlesztői kártyája rendkívül kedvező árával (jelenleg kb. 800 Ft-ba kerül, ingyenes házhozszállítással)  ideális eszköz a mikrovezérlővel ismerkedni kívánó diákok vagy hobbisták számára, hiszen a féltenyérnyi panel mindent tartalmaz, ami a kezdéshez szükséges. Ezt a fejlesztői kártyát az MSP430G2xx sorozatú, 16-bites, 14 illetve 20 lábú belépő szintű mikrovezérlőihez szánta a gyártó. A vele szerzett ismeretek jól hasznosíthatók az MSP430 mikrovezérlő család nagyobb teljesítményű tagjainál is, hiszen az egész MSP430 gyártmánycsalád felépítése hasonló, utasításkészlete és fejlesztői környezete pedig megegyezik.

Megjegyzés: A Texas Instruments ennek a cikknek a megjelenése óta átdolgozta az MSP-EXP430G2 gyakorló kártyát, s azóta már csak a Rev 1.5 kiadást lehet kapni, ami néhány apróságban eltér a korábbi kiadásoktól. A cikksorozat III. részében ismertetem a hardver eltéréseket, s mondom el, hogy a cikksorozat első két részének mintaprogramjain mit kell változtatni, hogy az új kártyán is fussanak.

Mit tartalmaz a csomag?

Az MSP430 Launchpad kezdőkészlet tartalma az 1_1. ábrán látható. Az alábbi dolgokat tartalmazza:

• Launchpad fejlesztői kártya (14 vagy 20 lábú DIP fokozású MSP430 mikrovezérlőkhöz)
• mini USB kábel amellyel a kártya a számítógépünk USB csatlakozójára köthető  (ez egyúttal a kártya tápellátást is biztosítja)
• MSP430G2231 típusú, 14 lábú  mikrovezérlő, a hőmérő demóval előre programozva (a kártya foglalatába dugva kapjuk meg)
• MSP430G2211 típusú, 14 lábú  mikrovezérlő (külön zacskóban)
• 32 kHz-es kvarckristály, ami a kártyán előre kialakított helyre beforrasztható
• 10 pólusú beforrasztható panelcsatlakozó (2 db tüskesor és 2 db hüvelysor)
• Rövid felhasználói útmutató (Quick Start Guide)
• 2 db Launchpad feliratú  öntapadós címke

1_1. ábra: A fejlesztői készlet tartalma

A csomag a szoftveres fejlesztői környezetet (IDE, fordítók, szimulátor) nem tartalmazza, azt külön kell beszerezni. A Launchpad kezdőkészletben található mikrovezérlőkhöz tökéletesen megfelel a Code Composer Studio (CCS) vagy az IAR  Embedded Workbench fejlesztői környezetek memóriakorlátos, ingyenes változata, amelyek a fenti linkekről letölhetők.

Megjegyzések:

1. Az ebben a cikkben bemutatott mintapéldák az IAR Embedded Workbench KickStart kiadásával készültek, ezért ennek letöltését és telepítését javaslom mindazoknak, akik nem rendelkeznek megfelelő jártassággal és tapasztalattal ahhoz, hogy a projekteket a CCS fejlesztői környezethez önállóan adaptálják!

2. Ne csatlakoztassuk a Launchpad kártyát addig a számítógéphez, amíg a fejlesztői környezetet nem telepítettük! Az USB eszközkezelő ugyanis a fejlesztői környezettel együtt települ fel, s a kártya USB eszközként csak ezután ismertethető fel!

Az MSP430 Launchpad kártya felépítése

A Launchpad kártya felépítése az alábbi képen látható, ismerkedjünk meg vele! A kép felső részén, az első szaggatott vonalig terjedő részen található a mikrovezérlőnk felprogramozásra és a programunk hardveres nyomkövetésre alkalmas emulátor eszköz, amit a Texas Instruments szakzsargonja FET, azaz "flash emulation tool" néven emleget. Ugyanitt, a kártya felső részén helyezkedik el az USB csatlakozó, a tápellátást jelző POWER LED és az USB-ről vett 5 V-ból kb. 3,5 V-os feszültséget előállító feszültségstabilizátor.

1_2.ábra: Az MSP430 Launchpad kártya főbb egységei

A kártya középső részén egy 20 pólusú IC csatlakozó található, amelybe 14 vagy 20 kivezetéses mikrovezérlőt dughatunk. Az IC foglalat minden lába ki van vezetve a panel két oldalán, így külső kiegészítő áramkörökhöz könnyen csatlakozhatunk. Ízlés dolga, hogy a kártyába a tüskesort vagy a hüvelysort forrasztjuk be. Beforrasztás előtt érdemes végiggondolni, hogy milyen vezetékkel és hová szeretnénk majd csatlakozni.

A kártya alsó szélén található a tápcsatlakozó, az S1 jelzésű RESET gomb, amivel újraindíthatjuk a mikrovezérlőt, két LED (LED1 vörös, LED2 zöld, mindkettő leválasztható egy-egy átkötéssel) és az S2 nyomógomb, amivel interaktívvá tehetjük programunkat (ha a program figyeli a nyomógomb állapotát, akkor befolyásolhatjuk a program futását). 

Kapcsolási rajz

Az MSP430 Launchpad kártya kapcsolási rajzát a felhasználói kézikönyv (slau318) tartalmazza. Az alábbi ábrán ebből csak a kísérleti áramkör rajzát mutatjuk be (az emulátor rész kapcsolása kevésbé érdekes számunkra). Picit módosítottam az eredeti rajzon, mert volt benne néhány apróbb hiba (összekeverték a két LED bekötését) s a P2 port kivezetései sem voltak jelölve. Az ábrára kattintva nagyobb felbontásban láthatjuk a rajzot.

1_3. ábra: Az MSP430 Launchpad kártya kísérleti áramkörének kapcsolási rajza (kattintson az ábrára a nagyobb felbontáshoz!)

Az átkötések szerepe

Az emulátor 5 db átkötésen (jumper) keresztül csatlakozik a mikrovezérlő áramköréhez. A VCC jelzésű átkötésen keresztül kapjuk a 3,5 V-os tápfeszültséget. Ezt csak akkor húzzuk le, ha elemről, vagy saját tápegységről akarjuk járatnia mikrovezérlőt (a tápfeszültséget ekkor a kép jobb alsó sarkában látható VCC tüskén vezethetjük be).

A tápellátást megszakító átkötés arra is jó, hogy a mikrovezérlő által felvett tápáramot megmérjük. Mivel az MSP430G2 mikrovezérlő sorozatot kifejezetten kisfogyasztású alkalmazásokhoz fejlesztették ki, az áramfelvétel ellenőrizhetősége fontos szempont. Ilyen esetben a VCC átkötés helyére könnyen csatlakoztathatjuk az árammérőnket.

A TEST és RST átkötések megléte a programozáshoz és a nyomkövetéshez egyaránt kellenek, ugyanis ezen a két vonalon keresztül tartja a kapcsolatot az emulátor a mikrovezérlővel. Az RST rövídítés a RESET (újraindítás) elnevezést takarja. Ugyanerre a vonalra csatlakozik az S1 jelzésű RESET nyomógomb is.

Az RxD és TxD átkötéseken keresztül a mikrovezérlő úgy kommunikálhat a számítógép USB portján keresztül, mintha soros portra csatlakoznánk (virtuális soros port). A kártyához kapott mikrovezérlők azonban nem tartalmaznak soros porti soros porti perifériát (USCI), ezért a soros porti kommunikációt szoftveresen vagy félig hardveresen  kell kezelnünk. Mindenesetre jó dolog, hogy a számítógéppel történő kommunikáció lehetősége már biztosítva van, mert így könnyen készíthetünk olyan alkalmazást, amit a számítógépről vezérlünk, vagy olyat, ami a számítógépen jeleníti meg (vagy tárolja el) a mikrovezérlő által gyűjtött adatokat. Ha a soros kapcsolatot nem használjuk, s különösen akkor, ha a P1.2 kivezetést kimenetként használjuk, akkor vegyük le a TxD, RxD átkötéseket, nehogy kimeneteket kapcsoljunk szembe egymással!

Hogyan fogjunk hozzá?

1. Szerezzük be az MSP Launchpad fejlesztői kártyát! A Texas Instruments TIeStore webáruháza a leggyorsabb és legegyszerűbb beszerzési lehetőség.
2. Töltsük le és telepítsük az IAR Embedded Workbench ingyenes (Kickstart Edition) változatát! (az előbbi linkre történő kattintás után betöltődő oldalon a Get Software gombra kell kattintani)
3. A szoftver telepítése után csatlakoztassuk a Launchpad kártyát a számítógéphez, és engedjük, hogy automatikusan felismerje a kártyát!
4. Kövessük a következő oldalakon található útmutatót!