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第一章MCD2如何工作

1.1介绍

这一章对PIC16-MCD2如何工作提供了简单的描述。

它试图提供足够的信息，以便设计一块与PIC16-MCD2兼容的标板，并让PIC16-MCD2对目标板进行编程与调试。

之所以描述编程和在线调试的基本原理,是为了方便在遇到问题时能快速的解决.

1.2要点

这章提供了对PIC16-MCD2的总览,接着描述了PIC16-MCD2编程和调试模式。

这章对下列话题进行了讨论：

•MCD2vs.ICE

•模块接口连接

•调试模式

•针对调试模式的要求

•调试保留资源

•编程器模式

1.3MCD2vs.ICE

MCD2在线调试器对于ICE在线仿真器是一个廉价的替代品。

它可以做很多以前需要在昂贵的硬件上才能实现的功能.但这些好处是以在线仿真器的一些便利为代价的.如果用户愿意将他们的应用设计成与MCD2兼容的,那他们将能享受到一个低价硬件调试器的好处.与ICE相比，在线调试器要求:

•在线调试器要求占用目标的一些硬件和软件资源.

•目标PICMCU必须有一个正常运行的时钟.

•MCD2只能在系统中的所有连接都完全正常时才能调试.

一个仿真器提供存储器和时钟,并能运行代码，即使没有与目标应用板相连，在开发和调试期间,ICE提供了最强大的能力以获得系统所有的功能,MCD2如果在应用不能运行时将根本无法进行调试。

另一方面,在系统量产之后，仍然可以在应用板上放置一个在线调试连接座并与MCD2相连.这样允许对应用方便的测试、调试和再编程。

尽管MCD2与ICE相比有一些不足，但它也有一些突出的优点:

在量产之后可直接与目标板相连,而不需要先取下单片机再插上仿真头.

MCD2可以对目标应用进行再编程,而不需要其它连接或设备.

注意:

ICE使用传统的硬件来仿真目标微控制器.MCD2使用目标微控制器上的硬件来做ICE的一些工作.

1.4模块化接口连接

MCD2使用六芯的模块化接口电缆与目标PICMCU相连.MCD2连接器的引脚顺序按照目标PIC板显示如图1-1.

注意:

MCD2电缆在各端是镜像连接的,在MCD2模块上的连接与这里显示的连接是相反的.

图1-2显示了MCD2与目标板上的模块化连接头的互连状况.在MCD2连接头上有六个引脚,但只使用了五个.这个框图还显示了从连接头上的线与目标PIC板上的PICMCU的连接情况.在VPP/MCLR到VDD之间建议接一个上拉电阻（大约10K左右）.

图1-2

尽管在某些条件下引脚2（VDD）能对目标应用供应有限的能量,但在这里引脚2和3（VSS）将被忽略掉.在框图中它们被完整的显示出来,但在下面的描述中将只谈到与MCD2运行相关的三线:

VPP/MCLR,PGC和PGD.不是所有的PICMCU都有AVDD和AVSS,但如果它们出现在目标PICMCU上,它们必须被连接上,以便MCD2能够运行.

注意：

在下面的讨论中,VDD被忽略掉了.但应注意到目标VDD也被用来对MCD2中的输出驱动器供电.如果MCD2在其VDD上没有电压,它将不能工作.这个互连是很简单的.任何遇到的问题往往是由于在这几条线上其它的连接或器件对MCD2的运行造成干扰所造成的.

1.4.1将阻止MCD2工作的线路

下图显示了有效的MCD2连接加上一些器件将会妨碍MCD2的正常运行:

特别指出,这些线必须遵守下面规则:

在PGC/PGD上不要接上拉－它们将会分压,因为在MCD2中这些线有4.7K的下拉电阻.在PGC/PGD上不要接电容－在编程和调试通讯期间,它们会阻止数据和时钟线上的快速转换.在MCLR上不要接电容－它们会阻止VPP的快速转换.一个简单的上拉电阻通常就足够了.

在PGC/PGD上不要接二极管－它们会在MCD2和目标PICMCU之间阻

止双向通讯.

1.5调试模式

使用MCD2作为一个调试器有两步.第一步要求将应用程序编程到目标PICMCU中.第二步使用目标FLASHPICMCU内部的在线调试硬件来运行和测试应用程序.这两步与MPLABIDE的操作直接相关联:

1.编程代码到目标.

2.使用调试器设置断点和运行.

如果目标PICMCU不能被正确的编程,MCD2将不能进行调试.图1-4显示了要求编程的基本互联状况.注意这个图和图1-2是一样

的.但为了更简洁,来自MCD2的VDD和VSS没有显示.MCD2的部分内部接口电路的简化接线图如图所示.对于编程时,目标PICMCU不需要时钟,但必须要提供电源.当编程时,MCD2将编程电压加到VPP上,在PGC上发送时钟脉冲,并通过PGD发送串行数据.要校验器件被正确的编程,可以给PGC发送时钟,并通过PGD读回数据.这符合了开发模式下PICMCU的ICSP协议.

1.6针对调试模式的要求

要使用MCD2进行调试（设置断点,观察寄存器,等）,有几个关键的因素必须工作正确:

MCD2必须与PC机相连.它必须由一个外部电源.并且它必须通过RS-232或USB与MPLABIDE软件建立通讯.MCD2必须通过模块化接口电缆（或与之等效的）按照图示连接到目标PICMCU的VPP,PGC和PGD引脚上.MCD2和目标PICMCU之间也需要连接VSS和VDD.

目标PICMCU必须有电源和工作正常的振荡器.如果目标PICMCU不工作,无论是什么原因,MCD2都不能调试.

目标PICMCU必须将其配置字编程正确:

-振荡器配置位应与RC,XT,HS等相对应,依靠目标设计的不同.

-目标PICMCU的看门狗定时器一定不能使能.

-目标器件的代码保护不能使能.

-目标器件的表读保护不能使能.

.6.1进入调试模式的操作顺序

如果上面的条件都能满足，那么当MCD2被设置成当前调试器时,可以执行下面的操作:

当选择Debugger>Program时,应用代码就会通过ICSP协议被编程到PIC单片机的存储器中.一小段”调试执行“程序被载入到目标PIC单片机的程序存储器高地址端.

由于这段调试代码必须占据在程序存储器中,所以目标程序就不能使用这段保留的空间.这段调试代码通常需要程序存储器约0x120字.目标PIC单片机的特殊的”在线调试”寄存器被使能.这允许调试代码通过MCD2被激活.通过将VPP/MCLR保持低,将使目标PIC单片机复位.

1.6.2调试模式细节

通常,为了发现一个应用程序是否能正确的运行,可以在程序代码中先设置一个断点.当断点从MPLABIDE的用户接口被设置时,断点的地址被保存在目标PIC单片机的特殊内部调试寄存器中.下一步,按下MPLABIDE的Debugger>Run功能或Run图标.MCD2

将抬升VPP/MCLR以允许目标运行.目标将从地址零开始运行,直到程序计数器达到前存储在内部调试寄存器中的断点地址.在位于断点地址的那条指令被执行后,目标PIC单片机的在线调试机构启动,并将PIC单片机的程序计数器传送给调试执行代码（很像一个中断）,用户的应用程序被有效的中止了.MCD2通过PGC和PGD与调试代

码进行通讯,获得断点状态信息,并将这些信息送回到MPLABIDE.然后MPLABIDE发送一系列的请求给MCD2以获得关于目标PIC单片机的信息,如文件寄存器内容和CPU的状态.这些请求最终通过调试代码来执行.另一种获得断点的方式是按下MPLABIDE的”Halt”按钮（在运行箭头右边的暂停标志）.这种方式将控制PGC和PGD线.这样目标PIC单片机的在线调试机构将程序计数器从程序存储器中的用户代码切换到调试代码.再一次,目标应用程序被有效的中止了.MPLABIDE使用MCD2和调试代码进行通讯以获得目标PIC单片机的状态.

1.7调试保留资源

在使用MCD2进行开发时，用户必须知道被保留用于调试的器件资源。

检查MPLABIDE在线帮助或当前软件的README文件,以找出处理器被使用的细节。

通常，在线调试器使用了下面的片内资源:

••MCLR/VPP被共用作编程.

••低电压编程（LVP）被关闭

••PGC和PGD被保留用作编程和在线调试.

••一或二层堆栈被MCD2调试器使用

••一些通用目标文件寄存器被保留.

••程序存储器的高地址部分被保留用于调试执行代码。

•在调试时PIC18FXXXX的影子堆栈不可用。

应用程序可以使用影子堆栈,但不能从快速中断或快速CALL子程序返回，因为MCD2在获得断点时将覆盖影子堆栈。

1.8编程器模式

当使用Programmer>Program选项来编程器件时，在MPLABIDE中在线调试寄存器应被关闭，这样MCD2（MPLABICD2）将只编程目标应用代码和配置位（和EEPROM数据，如果有提供并选择）。

调试执行代码将不被载入，在这种模式下,MCD2（MPLABICD2）只能控制MCLR线来复位和启动目标器件断点不能被设置，寄存器的内容也不被查看MCD2（MPLABICD2）使用ICSP对目标进行编程。

编程时不需要时钟，并且处理器的所有模式都能被编程，包括代码保护，看门狗定时器使能和表读保护。

注意:

在使用MCD2调试极少引脚数的器件时会需要一个仿真头。

这些器件按照前面描述的将VPP,PGC和PGD进行连接,不需要仿真头也能被编程。

第二章初步介绍

2.1介绍

这一章将描述MPLABIDE软件和MCD2（MPLABICD2）的使用，并将解释电源选型和推荐的上电顺序。

第三章是使用MCD2一步一步的指南。

在继续该指南之前,确信软件和硬件按照本章第2.3节和2.5节进行了配置.

2.2要点

本章涵盖的话题包括:

•MCD2（MPLABICD2）系统组成

•针对MCD2（MPLABICD2）来安装和配置MPLABIDE

•应用电源

•总览:

设置环境

•总览:

MCD2（MPLABICD2）开发过程

2.3MCD2系统组成

除了MCD2模块,还需要下面部件:

MPLABIDE软件（版本6.20或更高）－安装在PC机上，用来控制MCD2.RS-232或USB电缆－连接MCD2到PC的串口或USB口。

注意:

不要连接USB电缆,直到安装了MPLABIDE软件并将设备的USB驱动配置完成.

••模块化接口电缆－连接MCD2到演示板或用户应用板.

••演示板或目标应用板－用来连接带片内调试能力的PIC单片机到模块化接口（和MCD2）。

尽管从MPLABIDE到MCD2的串行或USB通讯不需要目标连接也能建立，但MCD2不连接到目标板将不能作为一个调试器工作。

注意:

在使用USB电缆时,在安装MPLABIDE软件前不要和它连接。

电源适配器－对MCD2和目标板供电。

2.4针对MCD2来安装和配置MPLABIDE

要安装MPLABIDE软件，首先要获得最新的MPLABIDE安装程（MP6xxxx.exe，其中6xxxx表示MPLABIDE的版本）。

MPLABIDE可以从Microchip网站或配套的光盘中获得。

2.4.1建立通讯

先安装好MPLABIDE，然后从MPLABIDE下的DriversXX文件夹安装USB驱动.。

查看第四章”USB安装细节”，如果使用RS-232电缆,将它连接到MCD2和PC机.

注意:

不要将USB和RS-232都连接到MCD2上.

2.4.2开始MPLABIDE

在安装完MPLABIDE软件后,使用下面任何一种方法来启动它:

•选择开始>程序>MicrochipMPLABIDE>MPLABIDE.

•双击MPLABIDE图标

注意:

关于使用MPLABIDE软件的更多信息，可以查看:

-“MPLABv6.xx快速指南”

-针对MPLABIDE的在线帮助

-包含在MPLABIDE安装路径下的针对MPLABIDE.txt的Readme文件.

-也可以查看关于MPLABICD2最新的Readme文件.

执行MPLABIDE安装路径下\dlls子目录下的mplab.exe.在启动MPLABIDE后，它需要为MCD2（MPLABICD2）进行配置：

1.选择MCD2（MPLABICD2）所支持的PIC器件.

2.设置MCD2（MPLABICD2）作为当前调试器.

3.配置MCD2（MPLABICD2）的RS-232或USB接口.

2.4.3选择器件

使用器件选择对话框Configure>SelectDevice来选择MCD2（MPLABICD2）要调试的器件.MCD2（MPLABICD2）所支持的器件会在Microchip工具支持下面紧挨着MPLABICD2旁边有一个绿灯图标.不支持的器件会有一个红灯图标。

黄灯图标表示那个器件可以选择,但它会有某些限制，可能不适合于量产工作.但它可以让MCD2做初步的使用。

2.4.4设置MPLABICD2作为调试工具

选择Debugger>SelectTool>MPLABICD2将MPLABICD2作为调试工具。

一旦这个工具被选择后，调试菜单和MPLABIDE工具条会显示调试选型。

同时，输出窗口会打开,关于ICD状态和通讯的信息会显示在MPLABICD2标签栏内。

注意:

MPLABICD2既可以作为调试工具,也可以作为编程器.但不要同时选择。

2.4.5配置接口

跳到Debugger>Settings的通讯标签，选择USB接口或针对RS-232通讯正确的COM口.

2.5应用电源

针对MCD2（MPLABICD2）和目标板有许多的配置,下面是这些配置的关键：

当使用USB连接时,MCD2可以从PC机来供电.但必须要给目标板提供一个电源.

•当使用RS-232连接到PC机时,MCD2必须接一个外部电源.

•当MCD2有一个自己的电源时,它可以对较小的目标板在5V电压下提供一定量的电流,最高可达200mA.

•MCD2不能通过目标板供电.

•在给目标板加电之前,应先给MCD2加电.

2.5.1当MCD2给目标板供电时的上电顺序

使用下面的顺序来让MCD2给目标板供电.这个配置只允许在5V,最高200mA电流下使用.

1.给MCD2加电.不要给目标板供电.

2.启动MPLABIDE6.xx.

3.在MPLABIDE的调试菜单下,选择Connect.

4.在与MCD2建立通讯后,选择Debugger>Settings.

5.在设置对话框中，点击Power标签，确认“PowertargetcircuitfromMPLABICD2”被选中，点击OK。

注意:

如果Settings对话框Status标签栏的任何自测选型没通过，它将可能不能擦除和编程芯片.这将需要更多的故障检查。

2.5.2当目标板有一个独立电源时的上电顺序

使用这个顺序来给目标板通过它自己的电源来上电。

对于这个配置，目标电源可以是2-5V,电流可以比MPLABICD2提供的电流高。

查看PIC单片机数据手册以确认这个器件所使用的操作电压范围.

1.给MCD2加电.不要给目标板供电.

2.启动MPLABIDE6.xx.

3.在MPLABIDE的调试菜单下,选择Connect.

4.在与MCD2建立通讯后,选择Debugger>Settings.

5.在设置对话框中,点击Power标签,确认”PowertargetcircuitfromMPLABICD2”没有被选中.点击OK.

6.给目标系统上电,然后选择Debugger>Connect.

注意:

如果Settings对话框Status标签栏的任何自测选型没通过，它将可能能擦除和编程芯片。

这将需要更多的故障检查。

2.6总览:

设置环境

这一章剩下的部分提供了对MCD2使用的总览,，对一些功能和菜单进行了通用的描述.这一节提供了对MCD2操作的快速总结.

2.6.1设置调试和编程选项

各种对话框允许用户来设置调制和编程选项:

•配置位对话框（Configure>ConfigurationBits）－在PIC处理器上选择配置位。

对于这些选项完整的细节,可以查看这个器件数据手册特殊特性－配置位章节.

注意:

配置位可以在源代码中被指定,以替代在这个对话框中设置.当这样做时,每次重建工程,配置位都将设置成源代码中所指定的值.

•编程标签,ICD设置对话框（Debugger>Settings或Programmer>Settings）－设置编程选项（选择存储器,程序和外部存储器范围ID和编程选项,全部擦除）.如果期望编程ID位,可以在

Configure>IDMemory对话框中设置要编程的值.

•电源标签,ICD设置对话框（Debugger>Settings或Programmer>Settings）－检查MPLABICD2和目标电压值,如果

MPLABICD2连接了一个电源（5V,最高200mA）,选择”Powerthetarget

fromtheMPLABICD2”.状态标签,ICD设置对话（Debugger>Settings或Programmer>Settings）－除了在上电可以自动连接外,还可以在这个对话框中设置输出信息到一个文件.这些信息可以协助用户,或者如果可能,协助Microchip技术支持发现问题.

2.6.2创建一个工程

最简单的创建一个新工程的方法是选Project>ProjectWizard.在工程向导的帮助下，一个新的工程和用于建立工程的语言工具将被创建。

向导将指导用户添加源程序,库文件,链接文件等到工程窗口的各个节点。

第三章的指南会给出使用这个向导更多的细节.

2.6.3建立工程

在创建工程之后，选择Project>BuildAll来建立应用。

这将创建这个应用的目标代码,用于MCD2给目标板编程.