JTAG & ISP二合一编程仿真器使用说明书 V1

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洁设慎
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1 JTAG & ISP 二合一编程仿真器使用说明书 V 第一版第 1 页共 24 页

2 一简介 1 产品概述 AVR JTAG & ISP 是一款集成了 AVR JTAG 和 AVR ISP 的双功能多用途的仿真编程一体机, 与 AVR Studio(AVR Studio 4.09 或更高版本才能使用 AVR JTAG & ISP) 相结合, 通过 COM 或 USB 可以对所有带 JTAG 接口的 AVR 单片机进行在片调试 (On-ChipDebugging) 和编程, 同时支持 AVR 全系列单片机的 ISP 程序下载实现了 JTAG ISP 双功能单芯片的完美结合 2 产品特点 1 JTAG 和 ISP 功能的完美单芯片解决方案, 大幅降低 AVR 入门成本 2 JTAG 和 ISP 功能分别与 ATMEL AVR JTAGICE 和 ATMEL AVR ISP 完全兼容 3 彻底防错插功能, 即插即用 4 目标自动识别, 无需跳线或开关转换 5 自动实现系统重启, 无需电源开关和复位键 6 实现与 AVR Studio 无缝连接, 仿真下载编程同步实现 7 在片仿真芯片的数字和模拟功能, 完全实现 AVR 单片机的所有的电性能 8 采用 USB 或 RS232 接口与 PC 连接, 由 PC 进行编程和控制 9 多种供电方式选择, 宽电压自适应 3.3~20V, 目标板供电 USB 供电电源供电 10 支持全系列 AVR 单片机的 ISP 下载和具有 JTAG 接口的在片仿真支持列表如下 : ISP 下载 : AT Tiny 系列 : ATtiny12 ATtiny13 ATtiny15 ATtiny22 ATtiny24 ATtiny26 ATtiny2313 AT90 系列 : AT90S1200 AT90S2313 AT90S/LS2323 AT90S/LS2343 AT90S/LS2333 AT90S4414 AT90S/LS4433 AT90S/LS4434 AT90S8515 AT90S/LS8535 ATMega 系列 : ATmega8 ATmega16 ATmega32 ATmega48 ATmega64 ATmega88 ATmega103 ATmega128 ATmega161 ATmega162 ATmega163 ATmega165 ATmega169 ATmega323 ATmega325 ATmega329 ATmega644 ATmega645 ATmega649 ATmega2560 ATmega2561 ATmega3250 ATmega3290 ATmega6450 ATmega6490 ATmega8515 ATmega8535 AT90CAN128 AT90PWM2 AT90PWM3 其他 : AT86RF401 AT89S51 AT89S52 JTAG 仿真 ( 具有 JTAG 接口 ): AT90CAN128 ATmega128 ATmega128L ATmega16 ATmega162 ATmega162V ATmega165 ATmega165V ATmega169 ATmega169V ATmega16L ATmega32 ATmega323 ATmega323L ATmega32L ATmega64 ATmega64L 3 产品清单 1 AVR JTAG & ISP 快速入门手册 2 带有扁平连线的 AVR JTAG & ISP 1 本 1 台第一版第 2 页共 24 页

3 3 USB 连接线 4 9 脚的 RS232 连接线 5 直流 (DC) 电源电缆 6 光盘 1 条 1 条 1 条 1 张 4 系统要求 PC 软硬件至少满足 : Pentium (PentiumⅡ 或以上 ) 64 MB RAM 100 MB 空余硬盘空间 ( 用来来安装 AVR Studio 4.XX) Windows 95, Windows 98, Windows NT4.0 或更高版本的 Windows 操作系统如 Windows 2000 或 Windows XP 波特率的 RS-232 口 (COM port), USB 接口 ( 推荐 ) 9-15VDC.9VAC 如果使用 USB 可以不使用. 5 关键术语 JTAG: JTAG 接口是一个符合 IEEE 标准的 4 线的测试存取端口控制器 (Test Access Port (TAP)controller) 这个 IEEE 标准制定了一套标准的方法, 采用了边界扫描技术 (Boundary Scan), 用于有效的对芯片进行测试 Atmel AVR 芯片扩展了这项功能, 使其能完全支持编程下载和片上调试功能 AVR JTAG & ISP 使用标准的 JTAG 接口, 使用户可以对目标系统上运行的单片机进行实时的仿真 ( AVR On-Chip Debug (AVROCD)) 协议能够让用户对 AVR 单片机的内部资源进行全部的控制与传统仿真器相比,AVR JTAG & ISP 的花费很小, 但却能实现更准确的仿真二产品使用说明 1 安装 USB 驱动程序 ( 如果你使用串口, 你无需安装本驱动 ) 安装前准备 : 请购买硬件, 即本二合一编程与仿真器, 支持串口和 USB 获得软件, 你可以从光盘中得到, 也可以从以下地址下载, 文件名为 PHYSICO AVR JTAG.rar 压缩文件 AVR JTAG.rar 把软件解压到一个文件夹下, 我这里解压为 D 盘根目录开始安装 : 安装前将编程仿真线通过 USB 口与电脑连接起来, 打开开关, 发现黄绿灯闪烁, 表明编程器已经运行, 这时, 电脑上显示发现新硬件按照以下图片所示的步骤即可完成安装注意 : 需要安装两个驱动文件, 第一个安装完成, 自动弹出第二个文件的安装编程仿真器安装一 : 发现新硬件, 运行新硬件向导第一版第 3 页共 24 页

4 编程仿真器安装二 : 指定一个位置第一版第 4 页共 24 页

5 编程仿真器安装三 : 选择对应目录下的 FTDIBUS.INF 编程仿真器安装四 : 自动查找第二个文件, 选择 ftser2k. sys 第一版第 5 页共 24 页

6 安装完成后可以在设备管理器 [ 进入方法 : 右键我的电脑 > 管理 > 设备管理器 ] 中看到刚才安装的新硬件如下图编程仿真器安装完成驱动程序详细说明 : 安装完成后你可以看到这些文件第一版第 6 页共 24 页

7 2 接口及指示说明 JTAG 接口 : 第一版第 7 页共 24 页

ISP 接口 : 指示灯示意图如下 : 1: 忙指示 : 数据读写时会不断闪动 2:JTAG 与 STK500(ISP) 指示 : 亮表示 JTAG, 灭表示 STK500(ISP) 3: 电源指示灯 : 接通电源时亮, 否则灭几种常见状态 : 一接通电源, 不插目标板 : 1 和 2 闪,3 亮, 属于等待状态二插到 JTAG 上 :1 2 3 都亮,JTAG 正常状态三插到

8 ISP 接口 : 指示灯示意图如下 : 1: 忙指示 : 数据读写时会不断闪动 2:JTAG 与 STK500(ISP) 指示 : 亮表示 JTAG, 灭表示 STK500(ISP) 3: 电源指示灯 : 接通电源时亮, 否则灭几种常见状态 : 一接通电源, 不插目标板 : 1 和 2 闪,3 亮, 属于等待状态二插到 JTAG 上 :1 2 3 都亮,JTAG 正常状态三插到 ISP 上 :1 2 灭,3 亮,ISP 正常状态四 JTAG 编程时 :1 闪动,2 和 3 亮,JTAG 忙碌状态五 ISP 编程时 :1 闪动,2 灭,3 亮,ISP 忙碌状态六未接电时 :1 2 3 都灭, 电源指示不正常, 非工作状态七插拔时,2 和 3 来回闪动 3 使用 JTAG 仿真功能 AVR jtag 在线仿真调试第一部 : 硬件连接将接口连接到 AVR 对应的 JTAG 编程口上,JTAG 口的接线图参考本手册第二部分第二步 : 使用 AVRstudio 打开 *.cof 文件如果你没有自己写 AVR 程序, 你可以使用本站的新手入门第一个程序 AVR_first, 实现红绿灯不断闪烁的例子程序启动时候的样子如下图 : 第一版第 8 页共 24 页

9 程序启动界面 : 打开 main.cof 文件工程文件存为 main_cof.aps 方便下次打开第一版第 9 页共 24 页

10 选择相关硬件配置 ( 端口的选择参见下图 ) 使用 JTAG&SIP 默认会是 COM3 端口的选择 ( 说明 : 这个画面可以在 : 右击我的电脑 >-- 管理 >-- 设备管理器里面找到 ) 第一版第 10 页共 24 页

11 端口频率设置 ( 保持默认即可 ) 运行程序直接运行你可以看到红绿灯闪动的效果 { 点击看大图 } 第一版第 11 页共 24 页

12 你还可以通过 Debug 里面的命令进行在线调试好了, 现在你已经进入 AVR 的精彩世界了如果你在使用中遇到任何问题, 欢迎在论坛上发帖参与讨论三调试命令的使用调试快捷键, 具体可以通过 DEBUG 菜单项查看, 按照相应的指令就可以进行调试操作了第一版第 12 页共 24 页

13 观察窗口的说明 : 使用以下窗口可以即时查看寄存器, 变量, 以及数据地址的值, 更多内容大家自己摸索吧第一版第 13 页共 24 页

14 4 使用 ISP 下载功能 STK500 JTAG 下载烧录快速入门导读 : 本文介绍 AVR 官方唯一推荐的下载方法 :STK500 也介绍了 AVR Studio 同时支持的 JTAG 下载, 如果要仿真的话, 还是少不了 JTAG, 所以 JTAG 下载也很常用并口下载由于速度很慢,AVR Studio 也不支持并口下载,( 仅能使用第三方的软件下载 ) 故我们不推荐使用我们的感觉 : 用过 STK500 下载后, 就不会再使用并口下载了感觉是两种完全不同档次的方式, 不过并口下载成本要低很多如果你没有配置好开发环境, 请看 ICC avr + AVRstudio 开发环境的配置请确保你已经了解 AVR Studio: AVR Studio 快速入门一 :STK500 下载支持的芯片 : 支持全系列的 AVR 芯片并且, 支持未来的 AVR 新芯片实际生产过程中, 很多情况下是不留 JTAG 电路的, 因为 JTAG 电路要占用 IO 口, 并且并不是所有的芯片都支持 JTAG 下载, 所以使用 STK500 下载很重要操作方法 : 打开 AVR Studio 软件, 按下图操作第一版第 14 页共 24 页

如果你不清楚, 选择 Auto 即可如果你没有连接 STK500 JTAG mkii 等设备, 可以使用 Disconnected Mode (

15 Connect 与 Auto Connect 的区别, 是每次都会提示选择的设备名称与连接端口 Auto Conect 会自动使用上一次的设置, 提高操作效率使用 Connect 会弹出如下的界面 : Port 口为硬件连接端口, 如果使用本站的下载器,usb 设备会默认模拟到 com3, 如果你不清楚, 选择 Auto 即可如果你没有连接 STK500 JTAG mkii 等设备, 可以使用 Disconnected Mode ( 脱机模式 ) 进入查看操作界面如果你已经按下图连接好, 就能按 Connect 进行连接了 : 第一版第 15 页共 24 页

16 连接成功后, 进入如下的界面 : 第一版第 16 页共 24 页

17 第一版第 17 页共 24 页

18 第一版第 18 页共 24 页

19 第一版第 19 页共 24 页

存储器锁定位 (2) 保护类型 lb 模式 lb2 lb1 1 1 1 没有使能存储器保护特性 2 1 0 在并行和 spi/jtag 串行编程模式中 flash 和 eeprom 的进一步编程被禁止, 熔丝位被锁定 (1) 3 0 0 在并行和 spi/jtag 串行编程模式中 flash 和 eeprom 的进一步编程及验证被禁止, 锁定位和熔丝位被锁定 (1) blb0 模 blbo2

20 存储器锁定位 (2) 保护类型 lb 模式 lb2 lb 没有使能存储器保护特性在并行和 spi/jtag 串行编程模式中 flash 和 eeprom 的进一步编程被禁止, 熔丝位被锁定 (1) 在并行和 spi/jtag 串行编程模式中 flash 和 eeprom 的进一步编程及验证被禁止, 锁定位和熔丝位被锁定 (1) blb0 模 blbo2 blb01 式 spm 和 lpm 对应用区的访问没有限制不允许 spm 对应用区进行写操作不允许 spm 指令对应用区进行写操作, 也不允许运行于 boot loader 区的 lpm 指令从应用区读取数据若中断向量位于 boot loader 区, 那么执行应用区代码时中断是禁止的不允许运行于 boot loader 区的 lpm 指令从应用区读取数据若中断向量位于 boot loader 区, 那么执行应用区代码时中断是禁止的 blb1 模 blb12 blb11 式第一版第 20 页共 24 页

1 1 1 允许 spm/lpm 指令访问 boot loader 区 2 1 0 不允许 spm 指令对 boot loader 区进行写操作 3 0 0 不允许 spm 指令对 boot loader 区进行写操作, 也不允许运行于应用区的 lpm 指令从 boot loader 区读取数据若中断向量位于应用区, 那么执行 boot

21 1 1 1 允许 spm/lpm 指令访问 boot loader 区不允许 spm 指令对 boot loader 区进行写操作不允许 spm 指令对 boot loader 区进行写操作, 也不允许运行于应用区的 lpm 指令从 boot loader 区读取数据若中断向量位于应用区, 那么执行 boot loader 区代码时中断是禁止的不允许运行于应用区的 lpm 指令从 boot loader 区读取数据若中断向量位于应用区, 那么执行 boot loader 区代码时中断是禁止的 notes: 1. 在编程锁定位前先编程熔丝位 2. 1 表示未被编程, 0 表示被编程第一版第 21 页共 24 页

二 : 使用 JTAG 仿真器下载下载方法与使用 STK500 的几乎完全一样在上面的介绍中, 设备不选 STK500, 改成选 JTAG ICE 就能进入支持的芯片 : 仅支持带 JTAG 接口的芯片按官方文档的描述, 支持的芯片清单为 : ATmega128, ATmega64, ATmega32,ATmega16, ATmega162, ATmega165, ATmega169,

22 二 : 使用 JTAG 仿真器下载下载方法与使用 STK500 的几乎完全一样在上面的介绍中, 设备不选 STK500, 改成选 JTAG ICE 就能进入支持的芯片 : 仅支持带 JTAG 接口的芯片按官方文档的描述, 支持的芯片清单为 : ATmega128, ATmega64, ATmega32,ATmega16, ATmega162, ATmega165, ATmega169, ATmega323 可见 JTAG 下载很有局限另外由于通信协议的不同, 感觉 JTAG 下载的速度, 尤其是瞬时反应速度, 没有 STK500 快 ( 但如果大量的数据传输, 速度感觉差不多 ) 三相关资源 AVR 基本硬件线路与分析 JTAG: 什么是 JTAG?JTAG(Joint Test Action Group 联合测试行动小组 ) 是一种国际标准测试协议 (IEEE 兼容 ), 主要用于芯片内部测试现在多数的高级器件 ( 包括 AVR) 都支持 JTAG 协议, 如 DSP FPGA 器件等标准的 JTAG 接口是 4 线 :TMS TCK TDI TDO, 分别为模式选择时钟数据输入和数据输出线 JTAG 最初是用来对芯片进行测试的,JTAG 的基本原理是在器件内部定义一个 TAP(Test Access Port; 测试访问口 ) 通过专用的 JTAG 测试工具对进行内部节点进行测试 JTAG 测试允许多个器件通过 JTAG 接口串联在一起, 形成一个 JTAG 链, 能实现对各个器件分别测试现在,JTAG 接口还常用于实现 ISP(In-System Programmable: 在线编程 ), 对 FLASH 等器第一版第 22 页共 24 页

件进行编程 JTAG 编程方式是在线编程, 传统生产流程中先对芯片进行预编程现再装到板上因此而改变, 简化的流程为先固定器件到电路板上, 再用 JTAG 编程, 从而大大加快工程进度 JTAG 接口可对 PSD 芯片内部的所有部件进行编程具有 JTAG 口的芯片都有如下 JTAG 引脚定义 : TCK 测试时钟输入 ; TDI 测试数据输入, 数据通过 TDI 输入 JTAG 口 ; TDO

23 件进行编程 JTAG 编程方式是在线编程, 传统生产流程中先对芯片进行预编程现再装到板上因此而改变, 简化的流程为先固定器件到电路板上, 再用 JTAG 编程, 从而大大加快工程进度 JTAG 接口可对 PSD 芯片内部的所有部件进行编程具有 JTAG 口的芯片都有如下 JTAG 引脚定义 : TCK 测试时钟输入 ; TDI 测试数据输入, 数据通过 TDI 输入 JTAG 口 ; TDO 测试数据输出, 数据通过 TDO 从 JTAG 口输出 ; TMS 测试模式选择,TMS 用来设置 JTAG 口处于某种特定的测试模式可选引脚 TRST 测试复位, 输入引脚, 低电平有效含有 JTAG 口的芯片种类较多, 如 CPU DSP CPLD 等 JTAG 内部有一个状态机, 称为 TAP 控制器 TAP 控制器的状态机通过 TCK 和 TMS 进行状态的改变, 实现数据和指令的输入通常所说的 JTAG 大致分两类, 一类用于测试芯片的电气特性, 检测芯片是否有问题 ; 一类用于 Debug; 一般支持 JTAG 的 CPU 内都包含了这两个模块一个含有 JTAG Debug 接口模块的 CPU, 只要时钟正常, 就可以通过 JTAG 接口访问 CPU 的内部寄存器和挂在 CPU 总线上的设备, 如 FLASH,RAM,SOC( 比如 4510B,44Box, AT91M 系列 ) 内置模块的寄存器, 像 UART,Timers,GPIO 等等的寄存器 AVR jtag 在线仿真调试快速入门 : 通过 JTAG 可以查看及调试 AVR 单片机的 GPIO,Timters,UART,TWI,Bootloader, WatechDog,SPI,JTAG,AD,EXTERNAL_INTERUPT,EEPROM 等如下图 : ISP: 第一版第 23 页共 24 页

24 什么是 ISP?ISP 又叫在线编程 (In-System Programmable), 用于下载程序, 调试程序 ISP(In-System Programming) 在系统可编程, 指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码, 而不需要从电路板上取下器件, 已经编程的器件也可以用 ISP 方式擦除或再编程无论在单片机上, 还是在 CPLD/FPGA 上都得到了广泛的应用,ISP 技术是未来发展方向! 回忆下传统的编程方式, 举设计单片机系统为例, 如果想要对单片机编程序, 必须要把单片机先从电路板上取下来, 然后放入专用的编程器进行编程, 最后再次放入电路板进行调试, 可以看出, 这样的开发步骤有以下缺点 : 1) 频繁的拔插芯片, 容易损坏芯片的引脚 ; 2) 如果频繁的调试程序, 换程序, 必须重复拔插, 大大降低了开发效率 ISP 技术彻底地改变了传统的开发模式, 它只要在电路板上留下个接口 ( 如 ispdown 的十芯插座 ), 配合 ispdown 的下载电缆, 就可以不用拔出芯片, 在电路板上就可以对芯片进行编程, 对比传统的开发系统, 有以下优势 : 1) 工程师在开发电子系统时彻底告别频繁拔插芯片的噩梦, 避免损坏芯片的引脚 ; 2)ISP 可以加速产品的上市并降低研发成本 3)ISP 技术帮助工程师缩短从设计制造到现场调试简化生产流程并采用经证实更有效的方式进行现场升级和维护, 大大提高了工作效率 4) 在试验新品或学生试验等经常需要用不同的程序调试芯片的场合中, 在线编程技术尤为重要而以上这些还只是 ISP 技术所能为你带来的一部分好处可用资源 : AVR 与虚拟仪器 : AVR 与虚拟仪器论坛 : AVR 新手入门教程 : AVR 进阶教程 : 联系我们 : AVR 与虚拟仪器网址 : 论坛 : 电话 ( 传真 ): 网站管理 :webmaster@avrvi.com 客服邮箱 :sales@avrvi.com 技术支持 :support@avrvi.com 客服 QQ : 技术讨论群 : 第一版第 24 页共 24 页

JTAG ICE PC JTAG ICE JTAG ISP... 5 IDE AVR STUDIO JTAGICE JTAGICE... 12

JTAG ICE PC JTAG ICE JTAG ISP... 5 IDE AVR STUDIO JTAGICE JTAGICE... 12 ... 3... 3... 3... 3... 4 1JTAG ICE PC... 4 2JTAG ICE... 4 3... 4 4... 4 5JTAG... 5 6ISP... 5 IDE... 6 1 AVR STUDIO... 6 2 JTAGICE... 6 3JTAGICE... 12 4.... 16 5.... 17 6. JTAG ICE... 19 ISP... 20 1PonyProg2000...

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