ECIO käyttöohje Matrix Multimedia Limited JJJ-Automaatio Oy Keijo Salonen Jyväskylän ammattiopisto
ECIO28 Kä yttö öhje Ohje on sellaisenaan sovellettavissa myös ECIO40 mikro-ohjaimelle. Keijo Salonen p. 040 341 5711 [23.1.2012 Versio 1.0] Sisältö ECIO esittely... 2 ECIO kytkentä (jalkajärjestys)... 4 ECIOn jumpperin merkitys... 5 ECIOn vihreän LED-indikaattorin merkitys (USB LED)... 5 ECIOn asettaminen ohjelmointitilaan RESET painike... 5 ECIOn ajurin asennus (x86/64)... 6 ECIOn ohjelmointiohjelman käyttö... 9 ECIOn toimivuuden testaaminen... 11 Flowcode PIC v4.3 Free asennus... 14 Flowcode ohjelmointi... 15 Demo sovellus Flowcode-ohjelmistolla... 18 Tunnettuja ongelmia ja niihin ratkaisuja... 23 WWW-linkit lisämateriaaleihin... 25 [23.1.2012 ver. 1.0.] 1
ECIO esittely Matrix Multimedian ECIO28P on USB ohjelmoitava yhden palan tietokone, jonka ytimenä toimii Microchip PIC 18F2455 mikro-ohjain. ECIO on täysin ohjelmointivalmis (sisään ladattuna bootloader) sulautettu alusta, jota voi ohjelmoida millä tahansa ohjelmointikielellä, joka tuottaa PIC18F2455 yhteensopivaa binaarikoodia. Matrix Multimedia tarjoaa tarvittavan laiteajurin (ECIO_driver.zip) ja ohjelmointiohjelmiston (ECIOprog.zip) ilmaiseksi. Ohjelmistot voi ladata yrityksen kotisivuilta ( http://www.matrixmultimedia.com/ecio.php ). Matrix Multimedian Flowcode-ohjelmointiympäristössä on täysi tuki ECIO suorittimen ohjelmoimiseksi Flowcode-ohjelmointikielellä. Flowcode-ohjelmistosta on saatavilla ilmainen versio (Flowcode PIC v4.3 Free), joka tukee ECIO piirin ohjelmointia yhtä laajasti kuin kaupallinen versio Flowcodesta. Ilmainen versio Flowcodesta on ladattavissa osoitteesta http://www.matrixmultimedia.com/lc_index.php?p=25. Matrix Multimedian tuotteita edustaa suomessa JJJ-Automaatio Oy. [23.1.2012 ver. 1.0.] 2
ECIO28P ominaisuudet [23.1.2012 ver. 1.0.] 3
ECIO kytkentä (jalkajärjestys) Komponenttipuoli: [23.1.2012 ver. 1.0.] 4
ECIOn jumpperin merkitys ECIOssa on oikosulkupala (nk. jumpperi), jolla asetetaan käyttöjännitteen lähde. USB-asennossa käyttöjännite otetaan USB-väylästä, kun taas EXT-asennossa käyttöjännitte otetaan ECIOn ulkopuolelta VDD IN tulosta, joka on ECIOn pinni numero 28. ECIOon voidaan syöttää käyttöjännite ulkopuolisesta jännitelähteestä (jumpperi EXT-asennossa) ja samalla ohjata sitä USB väylän kautta (USB kaapeli kytkettynä ECIOn ja tietokoneen välille), kunhan USB väylän maajohdin (GND) on kytkettynä ulkopuolisen jännitelähteen maahan (yleensä lähteen negatiivinen napa)! ECIOn vihreän LED-indikaattorin merkitys (USB LED) ECIOssa on vihreä LED ilmaisemassa ECIOn tilaa. Kun vihreä LED palaa jatkuvasti, on ECIO yhteydessä USB väylän kautta tietokoneeseen. Kun vihreä LED vilkkuu, on ECIO ohjelmointitilassa ja valmis vastaanottamaan käskyjä ECIOn ohjelmointiohjelmasta. Vihreä LED ei pala, jos USB johdinta ei ole kytketty, vaikka ECIOon olisi jännitesyöttö ulkopuolisesta jännitelähteestä. ECIOn asettaminen ohjelmointitilaan RESET painike ECIOssa on RESET-painike, jolla ECIO voidaan resetoida takaisin alkutilaan (MCLR reset). RESET-painike toimii myös ECIOn asettamiseksi ohjelmointitilaan. Kun RESET-painiketta painetaan lyhyesti, alkaa vihreä LED-valo vilkkumaan. Tällöin ECIO on siirtynyt ohjelmointitilaan. Vihreän LEDin vilkkuessa ECIOn pitää saada yhteys ohjelmointiohjelmaansa viidessä sekunnissa, muuten ECIO siirtyy takaisin suorittamaan sisälle ladattua ohjelmaansa. ECIOn ohjelmointiohjelma tulee olla siis päällä tietokoneella, kun halutaan käsitellä ECIOta ohjelmointitilassa. Käytettäessä Flowcode-ohjelmistoa ECIOn ohjelmoinnissa huolehtii Flowcode ECIOn ohjelmointiohjelman kutsumisesta, jolloin ECIOn ohjelmointiohjelman ei tule olla erikseen käynnissä. Kun Flowcode lataa koodin ECIOon, se pyytää erikseen painamaan ECIOn RESET-painiketta, kun käännetty koodi on valmis ladattavaksi. [23.1.2012 ver. 1.0.] 5
ECIOn ajurin asennus (x86/64) Matrix Multimedian sivuilta on ladattavissa ECIOn laiteajuri Windows-pohjaisille tietokoneille. Ajuripaketin mukana tulee ajurit sekä 32 bittiselle, että 64 bittiselle Windows käyttöjärjestelmille. Windows käyttöjärjestelmistä on tuettuna XP, Vista, ja Windows 7. ECIO ajuri tulee asentaa etukäteen, ennen kuin itse ECIO liitetään USB väylään! Suora latauslinkki ajuriin on http://www.matrixmultimedia.com/software/drivers/ecio_driver.zip Ajurin asennus vaihe vaiheelta: 1.) Lataa Internetistä ECIO_driver.zip tiedosto ja tallenna se paikalliselle kiintolevylle: 2.) Pura ECIO_driver.zip tiedosto paikalliselle kiintolevylle: 3.) Valitse tietokoneellesi sopiva versio ajurista ja käynnistä asennus. Huomaa, että ECIO suorittimia on kolmea eri mallia ECIO28, ECIO40, ja ECIOARM, joista jokaiselle on oma ajurinsa. Valitse siis ECIO28 kansio ja sieltä Windows-käyttöjärjestelmälle sopiva versio. Asennusohjelmat ovat: dpinst_amd64.exe => Intel x64 eli 64-bittinen Windows dpinst_x86.exe => Intel x86 eli 32-bittinen Windows dpinst_ia64.exe => Intel Itanium pohjainen Windows [23.1.2012 ver. 1.0.] 6
4.) Seuraa asennusohjelman ohjeita. Huomaa, että Windows antaa varoituksen ajuriohjelmistosta, koska Windows ei tunnista ajurin valmistajaa, mutta tässä kohtaa pitää vain valita Install this driver software anyway. [23.1.2012 ver. 1.0.] 7
5.) Varmista, että ajurin asennus onnistui avaamalla käyttöjärjestelmän laitehallinta ja kytkemällä ECIO USB-kaapelilla kiinni tietokoneeseen. Jos ajurin asennus onnistui, pitäisi Windowsin tunnistaa ECIOn ja ottaa käyttöön oikean ajurin. Asian voi varmistaa laitehallinnasta, kun ECIO on ohjelmointitilassa (eli vihreä LED vilkkuu): Jos ECIOn ajurin asennuksessa on ongelmia ja ECIOn ajurin asentaminen ei tunnu onnistuvat sen omalla asennusohjelmalla, voi ajurin asennusta yrittää manuaalisesti Windowsin laitehallinnassa (Device Manager). Jos Windows ei tunnista ECIOta, näkyy se laitehallinnassa tuntemattomana laitteena. Tällöin valitse tuo tuntematon laite laitehallinnasta ja valitse sen ominaisuudet (Properties). Laitteen ominaisuusikkunassa valitse ajuri-välilehti (Driver) ja sieltä päivitä laitteen ajuri painike (Update Driver ). Syötä sitten manuaalisesti ECIO ajurin kansion osoite, valitsemalla etsi ajuri omalta tietokoneelta (Browse my computer for driver software). [23.1.2012 ver. 1.0.] 8
ECIOn ohjelmointiohjelman käyttö ECIOn hallinta tietokoneella tapahtuu erillisellä ECIOprog-ohjelmalla, jonka voi ladata Matrix Multimedian sivustolta http://www.matrixmultimedia.com/software/ecioprog.zip tai ohjelma löytyy suoraan Flowcodeohjelman asennuskansiosta C:\Program Files \Matrix Multimedia\Flowcode V4\Tools\ECIOprog, jos Flowcode on asennettuna tietokoneelle. Yläpuolella olevassa kuvassa ECIO Programmer on muodostanut yhteyden ECIOon. ECIOn tulee olla tällöin ohjelmointitilassa ja Windowsissa tulee olla ladattuna ECIOn laiteajuri. [23.1.2012 ver. 1.0.] 9
ECIO Programmerilla voi suorittaa seuraavat operaatiot: File-valikko Open Avaa paikalliselta tietokoneelta hex-tiedoston (ECIOlle käännetyn suoritusvalmiin ohjelman). Save As Tallentaa kopion ECIO Programmeriin ladatusta hex-tiedostost. Hex-tiedosto voi olla ladattu suoraan ECIOn omasta muistista. Program-valikko Send Program Siirtää ECIO programmeriin ladatun hex-tiedoston ECIOon eli ohjelmoi sen. Read Program Lukee ECIOn muistista sinne tallennetun ohjelman hex-muotoon Programmerin muistiin. Erase ECIO Tyhjentää ECIOn Flash-muistin kaikesta (ohjelma+data). Tämä toiminto ei tyhjennä EEPROMmuistia. Reset ECIO Resetoi ECIOn, jonka jälkeen ECIO alkaa suorittamaan ohjelmaansa. ECIOta ei löydy. ECIO tyhjennettynä (Erase ECIO). [23.1.2012 ver. 1.0.] 10
Ladataan hex-tiedosto Programmeriin (Open). Kirjoitetaan ladattu hex-tiedosto ECIOon (Send Program). Luetaan ECIOn sisältö Programmeriin (Read Program). ECIOn toimivuuden testaaminen Matrix Multimedia on tehnyt valmiin testiproseduurin ECIOn testaamiseksi. Testiä varten tarvittavan testiohjelman voi ladata suoraan osoitteesta www.matrixmultimedia.com/software/ecio_test_files.zip Testiohjelman lisäksi tarvitaan tietokone, johon on asennettu ECIOn ajurit sekä ECIOn ohjelmointiohjelma. Lisäksi tarvitaan yleismittari, jolla voidaan varmentaa ECIOn toiminta, kun testiohjelma on ladattuna ECIOon. [23.1.2012 ver. 1.0.] 11
Testiproseduurin vaiheet: 1.) Pura lataamasi ECIO_Test_Files.zip paikalliselle kiintolevylle 2.) Käynnistä ECIO Programmer ohjelma ECIOprog.exe. 3.) Lataa ECIO Programmeriin Matrix Multimedian tekemä testiohjelma ECIO28P Flash.hex (File => Open) 4.) Kytke ECIO USB-kaapelilla tietokoneeseen, jossa on ECIO ajurit asennettuna 5.) Varmista, että ECIOn jumpperi on asennossa USB 6.) Paina ECIOn RESET-nappia, jotta ECIO siirtyy ohjelmointitilaan (vihreä LED vilkkuu) 7.) Kirjoita ECIO28P Flash.hex ohjelma ECIOon (Program => Send Program) [23.1.2012 ver. 1.0.] 12
8.) Resetoi ECIO ohjelmointiohjelmasta (Program => Reset ECIO) 9.) Käytä yleismittaria ja mittaa ECIOn pinnien 20 (B0) ja 21 (B1) jännitetasot. Kummankin pinnin jännitetason tulisi vaihdella nollan ja viiden voltin välillä sekunnin jaksoissa. [23.1.2012 ver. 1.0.] 13
Flowcode PIC v4.3 Free asennus Lataa Flowcode PIC v.4.3 Free Matrix Multimedian sivustolta. http://www.matrixmultimedia.com/flowcode.php Käynnistä lataamasi asennusohjelma FlowcodeV4(Free).exe ja seuraa ohjeita. Asenna käyttäen oletusasetuksia. [23.1.2012 ver. 1.0.] 14
Flowcode ohjelmointi Flowcode on korkean tason graafinen ohjelmointikieli, jossa ohjelman käyttäytyminen kuvataan vuokaavioelementeillä lausekielen sijasta. Flowcoden ilmaisuvoimaa lisää valmiit laitekomponentit, jotka ovat tuotavissa ohjelmistoon visuaalisina objekteina, joiden ominaisuuksia voi muuttaa. Itse Flowcode ohjelmointiympäristö toimii kuten mikä tahansa Windows ohjelmisto. Flowcode pitää sisällään kaiken mitä tarvitaan ohjelmoimaan, simuloimaan ja debuggaamaan sulautettuja järjestelmiä. [23.1.2012 ver. 1.0.] 15
Flowcode PIC V4.3 ohjelma käynnissä. Esimerkki Flowcoden laitekomponentista ja sen ominaisuuksista [23.1.2012 ver. 1.0.] 16
Vieressä on kuvaruutukaappaus täydellisestä Flowcode-ohjelmasta, jossa ohjataan mikro-ohjaimen pinnissä B0 olevaa relettä päälle ja pois kahden painonapin avulla. Painonapit on liitetty mikro-ohjaimen pinneihin B5 ja B7. B5 pinnissä olevan painonapin painaminen saa releen vetämään ja B7 pinnissä olevan painonapin painaminen saa releen päästämään. Ohjelmassa on määritelty kaksi 8 bittistä muuttujaa stop ja start. [23.1.2012 ver. 1.0.] 17
Flowcode tuottaa visuaalisesta käyttäytymisen kuvauksesta (vuokaaviosta) C-lähdekooditiedoston, josta sitten käännetään suoritettava ohjelma kohde prosessorille. Demo sovellus Flowcode-ohjelmistolla Demo sovellus on toteutettu ECIO28 mikro-ohjaimella ja muutamalla komponentilla koekytkentäalustalle. Sovellus ottaa käyttöjönnitteen USB-väylän kautta ja vilkuttaa kolmea LEDiä sekunnin viiveellä. Demo sovelluksen kytkentäkaavio: [23.1.2012 ver. 1.0.] 18
Demo sovellus rakennettuna koekytkenälevylle: 1.) Käynnistetään Flowcode ja valitaan uusi vuokaavio [23.1.2012 ver. 1.0.] 19
2.) Valitaan kohdeprosessoriksi ECIO-28 3.) Flowcode on valmis koodaamiseen [23.1.2012 ver. 1.0.] 20
4.) Luodaan seuraavanlainen ohjelma [23.1.2012 ver. 1.0.] 21
Ohjelmassa tarvittavat vuokakaavio elementit raahataan hiiren avulla komentotyökaluriviltä vuokaavioon. Vuokaavioelementin ominaisuuksia pääsee editoimaan kaksois-klikkaamalla kyseistä elementtiä hiirellä. Output - ulostulo Viive Ikuinen silmukka 5.) Kun ohjelma on valmis tallennetaan se ja ladataan ECIOon (Chip => Compile to Chip) [23.1.2012 ver. 1.0.] 22
6.) Kun Flowcode pyytää asettamaan ECIOn ohjelmointitilaan, painetaan ECIOssa Reset-nappia (USB kaapeli kytkettynä). Ohjelman latauksen jälkeen meillä on toimiva LED vilkutin sovellus. Tunnettuja ongelmia ja niihin ratkaisuja Jos ECIO ei mene ohjelmointitilaan, niin jumpperi on luultavasti väärässä asennossa. Aseta jumpperi USBasentoon. Jos Windows ei tunnista ECIOta, vaikka laiteajuri on varmasti asennettuna. Kyseessä voi olla tällöin, että ECIO tunnistuu sarjaportiksi. Tarkista Windowsin laitehallinnasta onko siellä Flowcode USB Serial (COMx) [23.1.2012 ver. 1.0.] 23
Jos ECIO tunnistuu sarjaportiksi, pitää sen ohjelmamuisti pyyhkiä. Tämä onnistuu ECIOn ohjelmointiohjelmalla, kunhan se on ensin käynnistettynä ja vasta tämän jälkeen ECIOssa painetaan Resetnäppäintä, jolloin ECIO siirtyy ohjelmointitilaan. Tämän jälkeen ECIOn ohjelmointiohjelmasta valitaan Erase. Jos Flowcoden tai ECIO programmerin Help ei toimi Windows Vista tai Win7 koneessa, tällöin koneesta puuttuu WINHLP32 ohjelma, jota ei oletuksena ole näissä käyttöjärjestelmissä. Ongelman saa korjattua asentamalla Microsoftin sivustolta löytyvän päivityksen: Windows6.1-KB917607-x86.msu (Windows6.1- KB917607-x64.msu). [23.1.2012 ver. 1.0.] 24
WWW-linkit lisämateriaaleihin Matrix Multimedia tarjoaa henkilökohtaiseen käyttööön: Flowcode opetusvideo-kurssin (Flowcode Training Videos) http://www.matrixmultimedia.com/lc_index.php?p=7 Mikroprosessoritekniikan multimediakursseja (Matrix Online Courses) http://www.matrixmultimedia.com/lc_index.php?p=24 Electronic Circuits and Components http://www.matrixmultimedia.com/courses/ecc/index.php Introduction to Microcontroller Programming http://www.matrixmultimedia.com/courses/itm/index.php Suomalaisia opinnäytteitä (AMK): Ville Ranta, Mikrokontrollerin opiskeluympäristö ja ohjelmointiopas (Flowcode) http://publications.theseus.fi/handle/10024/12467 Heikki Poskiparta, ECIO-40P Laajennuskortti http://publications.theseus.fi/handle/10024/6807 Onni Manninen, ZigBee-verkon luominen Matrix Multimedian E-Blocks opetussarjalla http://publications.theseus.fi/handle/10024/12482 Matti Kivistö, Lämpötila-anturin käyttöönotto ZigBee-ympäristössä http://publications.theseus.fi/handle/10024/35292 Mäkelä Lasse, Hallavaroittimen anturointi http://publications.theseus.fi/handle/10024/22980 Harri Ahopelto, Hallavaroitinjärjestelmän liittäminen GSM-verkkoon http://publications.theseus.fi/handle/10024/22904 [23.1.2012 ver. 1.0.] 25