GUIA DE CONFIGURACIONES BÁSICAS DE LA TARJETA

MINICON_08JM COMO INTEGRANTE DEL SISTEMA PARA

DESARROLLO AIDA08JM

Por: Antonio Salvá Calleja

Septiembre 4 de 2020

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ÍNDICE DESCRIPCIÓN BÁSICA 3DESGLOSE DE PINES DEL CONECTOR HD1 4DESGLOSE DE PINES DEL CONECTOR HD2 4MODOS DE OPERACIÓN 5Operación en modo monitor 5Operación autónoma con enlace serie a computadora de propósito general 6Operación autónoma sin enlace serie a computadora de propósito general 7ADAPTADORES USB-UART/TTL ALTERNOS 9Tarjeta ARDUINO UNO sin CPU empleada como adaptador USB-UART/TTL 9Módulo IUUM empleada como adaptador USB-UART/TTL 10Enlazado PC-MINICON_08JM empleando un puerto serie físico 11DETALLE DE PINES DEL ENCAPSULADO DEL MCU 12

3

DESCRIPCIÓN BÁSICA La tarjeta MINICON_08JM está basada en el MCU MC9S08JM60 fabricado por NXP, y es parte del sistema para desarrollo AIDA08JM mostrado en la figura 1. En esta guía se describen aspectos básicos acerca de la tarjeta MINICON_08JM, y se detalla lo básico acerca de sus modos de operación y conexionado con la computadora anfitriona mostrada en la figura 1, donde corre software denominado PUMMA_EST, para manejo del MCU presente en la tarjeta, esto para fines de la prueba y depuración de programas a ejecutarse en éste. En el documento muaida08ve2011.pdf, se describe la funcionalidad de diversas opciones presentes en PUMMA_EST. En la figura 2 se muestra la ubicación de componentes importantes de la tarjeta MINICON_08JM. En el documento MINICON_08JM_Diagrama.pdf se aprecia el diagrama esquemático. La ubicación de componentes adicionales a los mostrados en la figura 2, es fácilmente determinada examinando el respaldo de componentes en tinta blanca presente en la tarjeta.

PC

Fig 1. Sistema AIDA_08 para desarrollo con el MCU MC9S08JM60 habilitado como dispositivo CHIPBAS8JM

TARJETA MINICON_08JM Ubicación de componentes importantes

MCU MC9S08JM60Habilitado como

Dispositivo CHIPBAS8JM LED 1

LEDPUMLED 2

TESTIGO DE POLARIZACIÓN

PIN 1 DE HD1

PIN 64 DE HD1

PIN 32 DE HD1

PIN 32 DE HD2

CON2PUERTO USB

PIN 1 DE HD2

PIN 64 DE HD2

CON1polarización

desde fuente de 7 a 12 volts

(centro positivo)

JE2Selector de fuente de

polarizaciónFuente ext/puerto USB

Poste GND2 TIERRA

Poste GND1 TIERRA

Poste VDD1. Polarización del MCU5/3.3 Volts

Aplicar aquí una tensión mayor que 5 Volts destruye el MCU

JE1Selector modo de

operaciónMonitor/Ejec Aut

Poste VDD2 Polarización del MCU

5/3.3 VoltsAplicar aquí una tensión

mayor que 5 Volts destruye el MCU

RxD MCU (PE1)

TxD MCU (PE0)

TIERRA (GND)

Botón de RESET

POSTE VREFH en tarjeta, para aplicación de voltaje VREFH externo. Esto puede hacerse solo cuando no

haya puente colocado sobre J4.

Poste VINTestigo de voltaje de fuente

externa de polarización aplicada

J4

H1

Fig 2. Ubicación de componentes clave en la tarjeta MINICON_08JM

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DESGLOSE DE PINES DEL CONECTOR HD1 En la tabla 1 de muestra el desglose de pines del conector HD1 Tabla 1. Desglose de pines del conector HD1 PINES FUNCIONALIDAD PINES FUNCIONALIDAD 1 y 64 IRQ 17 y 48 PTE4 2 y 63

______ RESET

18 y 47

PTE5

3 y 62 VDD 19 y 46 PTE6 4 y 61 VSS 20 y 45 PTE7 5 y 60 PTF0 21 y 44 PTG0 6 y 59 PTF1 22 y 43 PTG1 7 y 58 PTF2 23 y 42 PTG2 8 y 57 PTF3 24 y 41 PTG3 9 y 56 PTF4 25 y 40 PTG4 10 y 55 PTF5 26 y 39 PTG5 11 y 54 PTF6 27 y 38 PTA0 12 y 53 PTF7 28 y 37 PTA1 13 y 52 PTE0 29 y 36 PTA2 14 y 51 PTE1 30 y 35 PTA3 15 y 50 PTE2 31 y 34 PTA4 16 y 49 PTE3 32 y 33 PTA5 DESGLOSE DE PINES DEL CONECTOR HD2 En la tabla 2 se muestra el desglose de pines del conector HD2 Tabla 2. Desglose de pines del conector HD2 PINES FUNCIONALIDAD PINES FUNCIONALIDAD 1 y 64 T (GND) 17 y 48 PTD2 2 y 63 T (GND) 18 y 47 PTD1 3 y 62 T (GND) 19 y 46 PTD0 4 y 61 T (GND) 20 y 45 PTB7 5 y 60 PTC6 21 y 44 PTB6 6 y 59 PTC5 22 y 43 PTB5 7 y 58 PTC4 23 y 42 PTB4 8 y 57 PTC3 24 y 41 PTB3 9 y 56 PTC2 25 y 40 PTB2 10 y 55 PTC1 26 y 39 PTB1 11 y 54 PTC0 27 y 38 PTB0 12 y 53 PTD7 28 y 37 VREFH 13 y 52 PTD6 29 y 36 VSSAD 14 y 51 PTD5 30 y 35 VDD 15 y 50 PTD4 31 y 34 VDD 16 y 49 PTD3 32 y 33 VDD

5

MODOS DE OPERACIÓN En esta guía básica de la tarjeta MINICON_08JM, se presenta el conexionado requerido para la operación de ésta bajo diversos modos de uso y operación. Para los modos que requieren enlace con una computadora anfitriona, éste se hace vía serie, ya sea empleando un puerto serie físico de la PC; o bien, algún adaptador USB-UART/TTL, como podría ser el mostrado en la figura 3, que está basado en el chip CP2102. Desde luego que en lugar de éste, podría emplearse otro adaptador USB-SERIE/TTL funcional que el usuario tuviera.

Fig 3. Adaptador USB-USART/TTL basado en el chip cp2102

Operación en modo monitor Bajo este esquema de operación, la tarjeta MINICON_08JM está ligada vía un enlace serie, con una computadora anfitriona de propósito general, donde se ejecuta el software manejador PUMMA_EST. Mediante las facilidades presentes en el software manejador, el usuario puede probar y depurar los programas que requieran ser ejecutados en la tarjeta, para fines de la validación de una determinada aplicación; o bien, probar y ejecutar programas, que sean parte del aprendizaje de temas afines a la teoría y práctica de tópicos relacionados con el MCU presente en la tarjeta. En la figura 4 se muestra el conexionado asociado con componentes de hardware (jumpers y postes), presentes en la tarjeta, esto para fines de configurarla para operarla en modo monitor.

6

JE1

R4

R5

R6Led 1 LEDPUM

JE2

+

+

R3

R2

C2 C1

C4 C3

C5CI 27805

Regulador de Voltaje

IN (1) OUT (3)

GND (2)

D1

D2

CON 1Polarización

externa

Vdd +5 V

Vdd +5 V

Vnr

SW1

Tarjeta MINICON_08JMConexionado para operación en modo monitor. para desarrollo y prueba de programas empleando el software

manejador PUMMA_ESTPolarización desde computadora anfitriona vía USB

(No se muestran todos los componentes, el esquemático completo está en MINICON_08JM_Diagrama.pdf)

+

Convertidor USB a UART TTL basado en el chip

CP2102Computadora anfitriona ejecutando el software

manejador PUMMA_EST

DTRRXPC

TXPC

+5V

GND

+3.3V

PEXT(7)

+5 VCON USB

J3/RESET

Led 2Testigo de

polarización

MON

EJAUT

R10

Vdd +5 V

Vin

VUSB

PTA4

RESET

Vdd

Vdda

Vss

Vssa/VREFL

PTE1/Rxd MCU

CI 1MCU MC9S08JM60

Habilitado como Dispositivo CHIPBAS8JM

PTE0/Txd MCU

VREFH Pin 45

del MCU

POSTE VREFH en tarjeta, para aplicación de voltaje cota superior

externo del CAD. Esto puede hacerse solo cuando no haya

puente colocado sobre J4. Aplicar voltaje aquí, cuando el puente sobre J4 esté colocado,

dañaría irreversiblemente al MCU.

Vdd +5 V

R1

Fig. 4 Conexionado requerido para operar la tarjeta MINICON_08JM en modo Monitor.

Operación autónoma con enlace serie a computadora de propósito general Bajo este modo de operación en la tarjeta se ejecuta de manera autónoma un programa cargado previamente en ella, empleando facilidades del software PUMMA_EST. Se supone que la aplicación requiere que exista un enlace con una computadora anfitriona para fines de que haya intercambio de información entre ésta y el MCU presente en la tarjeta. En la figura 5 se muestra el conexionado propio del modo de operación descrito en este párrafo. Para polarización de la tarjeta es recomendable, aunque no excluyente, usar la fuente de poder asociada con el puerto USB de la computadora anfitriona, tal como se muestra en la figura 5.

7

JE1

R4

R5

R6Led 1 LEDPUM

JE2

+

+

R3

R2

C2 C1

C4 C3

C5CI 27805

Regulador de Voltaje

IN (1) OUT (3)

GND (2)

D1

D2

CON 1Polarización

externa

Vdd +5 V

Vdd +5 V

Vnr

SW1

Tarjeta MINICON_08JMConexionado para operación autónoma de código previamente cargado en la memoria no volatil del MCU, que

genera datos requeridos vía serie por una computadora anfitriona de propósito general.Polarización desde computadora anfitriona vía USB

(No se muestran todos los componentes, el esquemático completo está en MINICON_08JM_Diagrama.pdf)

+

Convertidor USB a UART TTL basado en el chip

CP2102Computadora anfitriona ejecutando el software

asociado con la aplicación

DTRRXPC

TXPC

+5V

GND

+3.3V

PEXT(7)

+5 VCON USB

J3/RESET

Led 2Testigo de

polarización

MON

EJAUT

R10

Vdd +5 V

Vin

VUSB

PTA4

RESET

Vdd

Vdda

Vss

Vssa/VREFL

PTE1/Rxd MCU

CI 1MCU MC9S08JM60

Habilitado como Dispositivo CHIPBAS8JM

PTE0/Txd MCU

VREFH Pin 45

del MCU

POSTE VREFH en tarjeta, para aplicación de voltaje cota superior

externo del CAD. Esto puede hacerse solo cuando no haya

puente colocado sobre J4. Aplicar voltaje aquí, cuando el puente sobre J4 esté colocado,

dañaría irreversiblemente al MCU.

Vdd +5 V

R1

Fig 5. Conexionado para ejecución autónoma de software de aplicación, que requiere enlace con una computadora anfitriona para intercambio de información. Operación autónoma sin enlace serie a computadora de propósito general En este modo de operación la tarjeta ejecuta de manera autónoma un programa asociado con una aplicación que no requiere intercambio de información con otra computadora. Por lo tanto, ésta deberá polarizarse desde una fuente externa, destacándose dos casos; el primero supone que la fuente externa presenta en sus terminales una tensión que se recomienda esté entre siete y doce volts; el segundo supone que la polarización se efectúa empleando una fuente de cinco volts, siendo importante hacer notar aquí que para este caso, jamás deberá emplearse una fuente de más de cinco volts, ya que si esto sucede hay un alto riesgo de dañar el MCU de forma irreversible. En las figuras 6 y 7 se ilustran los conexionados propios de los dos casos de ejecución autónoma con polarización con fuente externa.

8

Fig 6. Conexionado para ejecución autónoma de software de aplicación, que no requiere enlace con una computadora anfitriona para intercambio de información. Se muestra el caso en que la fuente externa es de 7 a 12 volts.

JE1

R4

R5

R6Led 1 LEDPUM

JE2

+

+

R3

R2

C2 C1

C4 C3

C5CI 27805

Regulador de Voltaje

IN (1) OUT (3)

GND (2)

D1

D2

CON 1Polarización

externa

Vdd +5 V

Vdd +5 V

Vnr

SW1

Tarjeta MINICON_08JMConexionado para operación autónoma de código previamente cargado en la memoria no volatil del MCU, sin

que se requiera enlace con una coputadora de propósito general.Polarización desde fuente externa de 5 volts, aplicada al conector poste central de JE2.

(No se muestran todos los componentes, el esquemático completo está en MINICON_08JM_Diagrama.pdf)

+

PEXT(7)

+5 VCON USB

J3/RESET

Led 2Testigo de

polarización

MON

EJAUT

R10

Vdd +5 V

Vin

VUSB

PTA4

RESET

Vdd

Vdda

Vss

Vssa/VREFL

PTE1/Rxd MCU

CI 1MCU MC9S08JM60

Habilitado como Dispositivo CHIPBAS8JM

PTE0/Txd MCU

VREFH Pin 45

del MCU

J4/SEL POLARIZACIÓN PARA VREFH

POSTE VREFH en tarjeta, para aplicación de voltaje cota superior

externo del CAD. Esto puede hacerse solo cuando no haya

puente colocado sobre J4. Aplicar voltaje aquí, cuando el puente sobre J4 esté colocado,

dañaría irreversiblemente al MCU.

Vdd +5 V

R1

DC

Fuente externa de 5 Volts

Jamás usar aquí una fuente de más de 5 Volts

Fig 7. Conexionado para ejecución autónoma de software de aplicación, que no requiere enlace con una computadora anfitriona para intercambio de información. Se muestra el caso en que la fuente externa es de 5 volts.

9

ADAPTADORES USB-UART/TTL ALTERNOS Si no se cuenta, para fines del enlace PC-MINICON_08JM, con el adaptador USB-UART/TTL basado en el chip CP2102, el enlace puede hacerse con otro adaptador funcional; en esta guía se muestran entre otras dos alternativas que se describen a continuación, para la operación de la mancuerna PC-MINICON_08JM en modo monitor. Tarjeta ARDUINO UNO sin CPU empleada como adaptador USB-UART/TTL Como es sabido, las tarjetas ARDUINO UNO cuentan con hardware que valida un adaptador USB-UART/TTL. En la figura 8 se muestra el conexionado para fines del enlace entre la PC, donde se ejecuta el manejador PUMMA_EST, y la tarjeta MINICON_08JM, empleando para ello una tarjeta ARDUINO UNO sin CPU, polarizándose la tarjeta MINICON_08JM desde la fuente de 5 Volts propia del puerto USB de la PC empleado. Nótese la posición del puente en JE1 y la ausencia de puente en JE2, esto dado que se está polarizando desde el puerto USB de la PC. En la figura 9 se muestra el conexionado empleado para enlazar la PC y la tarjeta MINICON_08JM, empleando una tarjeta ARDUINO UNO y con polarización desde fuente externa. Nótese la posición de los puentes en JE1 y JE2.

Fig 8. Conexionado de enlace PC-MINICON_08JM empleando una tarjeta ARDUINO UNO con polarización desde puerto USB de la PC

Fig 9. Conexionado de enlace PC-MINICON_08JM empleando una tarjeta ARDUINO UNO con polarización desde fuente externa aplicada al conector CON1

10

Módulo IUUM empleada como adaptador USB-UART/TTL El módulo IUUM, basado en el chip MCP2200, y proyectado por profesores de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, valida un adaptador USB-UART/TTL, que puede emplearse para realizar el enlace PC–MINICON_08JM. En la figura 10 se muestra el conexionado para realizar el enlace con polarización desde el puerto USB de la PC. Nótese la posición del puente en JE1 y la ausencia de puente en JE2. En la figura 11 se muestra el conexionado, empleando el módulo IUUM, para enlazar la PC y la tarjeta MINICON_08JM con polarización desde fuente externa. Nótese la posición de los puentes en JE1 y JE2.

Fig 10. Conexionado, empleando el módulo IUUM, de enlace PC-MINICON_08JM con polarización desde puerto USB de la PC

Computadora anfitriona ejecutando el software

manejador PUMMA_EST

+5V

RXPCTXPC

1

7

MODULO IUUMConvertidor USB a UART

TTL basado en el chip MCP2200

PTE0/Txd MCU

PTE1/Rxd MCU

POSTE VDD1

POSTE GND2

TARJETA MINICON_08JM

+ CON1 -

JE2

JE1

7V

VUSB

MONITOR

AUT

GNDEnlace vía USB

DC

Fuente externa 7 a 12 Volts

Fig 11. Conexionado, empleando el módulo IUUM, de enlace PC-MINICON_08JM con polarización desde fuente externa

11

Enlazado PC-MINICON_08JM empleando un puerto serie físico Si la computadora donde se ejecuta el software PUMMA_EST tiene un puerto serie físico, mediante éste puede efectuarse el enlace; una forma de hacer esto se muestra en la figura 12, nótese que se requerirá el uso de un cambiador de nivel RS232-TTL

Computadora anfitriona ejecutando el software

manejador PUMMA_EST

CONVERTIDOR SERIE RS232 A TTLOKY3505-1

VCC

GND

RXD/RxPC

TXD/TxPC

Enlace por puerto serie

físico de la PCPTE0/Txd MCU

PTE1/Rxd MCU

POSTE VDD1

POSTE GND2

TARJETA MINICON_08JM

+ CON1 -

JE2

JE1

7V

VUSB

MONITOR

AUT

DC

Fuente externa 7 a 12 Volts

Fig 12. Enlace PC-MINICON_08JM empleando un puerto serie físico DETALLE DE PINES DEL ENCAPSULADO DEL MCU En la figura 13 se muestra el detalle de los pines del encapsulado de 64 pines del MCU MC9S08JM60 y en las tablas 3 y 4 se muestra la funcionalidad de éstos.

Fig 13. Ubicación de pines del MCU MC9S08JM60

64 49

63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50

2 47

3 46

4 45

5 44

6 43

7 42

8 4164-Pin QFP/LQFP

9 40

10 39

11 38

12 37 13 36

14 35

15 34

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1 48

16 33

17 32

12

Tabla 3. Funcionalidad de los pines 1 a 32 del MCU MC9S08JM60 PIN FUNCIONALIDAD PIN FUNCIONALIDAD 1 PTC4 17 PTE4/MISO1 2 IRQ/TPMCLK 18 PTE5/MOSI1 3 ______

RESET 19

PTE6/SPSCK1 4 PTF0/PTM1CH2 20 __

PTE7/SS1 5 PTF1/PTM1CH3 21 VDD 6 PTF2/PTM1CH4 22 VSS 7 PTF3/PTM1CH5 23 USBDN 8 PTF4/PTM2CH0 24 USBDP 9 PTC6 25 VUSB33 10 PTF7 26 PTG0/KBIP0 11 PTF5/PTM2CH1 27 PTG1/KBIP1 12 PTF6 28 PTA0 13 PTE0/TxD1 29 PTA1 14 PTE1/RxD1 30 PTA2 15 PTE2/PTM1CH0 31 PTA3 16 PTE3/PTM1CH1 32 PTA4 Tabla 4. Funcionalidad de los pines 33 a 64 del MCU MC9S08JM60 PIN FUNCIONALIDAD PIN FUNCIONALIDAD 33 PTA5 49 PTD3/KBIP3/ADP10 34 PTB0/MISO2/ADP0 50 PTD4/ADP11 35 PTB1/MOSI2/ADP1 51 PTD5 36 PTB2/SPSCK2/ADP2 52 PTD6 37 ___

PTB3/SS2/ADP3 53 PTD7

38 PTB4/KBIP4/ADP4 54 PTG2/KBIP6 39 PTB5/KBIP5/ADP5 55 PTG3/KBIP7 40 PTB6/ADP6 56 BKGD/MS 41 PTB7/ADP7 57 PTG4/XTAL 42 PTD0/ADP8/ACMP+ 58 PTG5/EXTAL 43 PTD1/ADP9/ACMP– 59 VSSOSC 44 VDDAD 60 PTC0/SCL 45 VREFH 61 PTC1/SDA 46 VREFL 62 PTC2 47 VSSAD 63 PTC3/TxD2 48 PTD2/KBIP2/ACMPO 64 PTC5/RxD2