AVRVi MkII 多功能编程仿真器

AVRVi MkII 多功能编程仿真器 产品用户手册 文件版本 : Version 0.9 适用产品版 3.5 感谢您选用 AVR 与虚拟仪器网站的产品,AVRVi MkII 多功能编程仿真器是一款精心打造, 采用全新软硬件结构设计的通用型多功能在线编程 在线仿真一体机, 本产品是目前除原装 AVR JTAG MkII 之外最专业的一款 AVR 仿真下载工具, 各功能均可自动升级 本仿真器 JTAG 功能和第一代原装 JTAG ICE 完全相同, 支持主流 AVR mega 系列芯片的 JTAG 下载和仿真,ISP 功能和 Debugwire 功能与原装 AVR JTAG MkII 功能相同, 支持所有具有 ISP 接口的芯片的下载和具有 Debugwire 仿真接口的芯片仿真 第 i 页

版权声明 : 本手册版权属 AVR 与虚拟仪器公司所有, 未经本公司书面许可, 任何人不得对此说明书和其中所包含的任何资料进行复制或翻译成其他语言 因 IT 市场变化迅速, 编辑时间有限, 不保证本手册中没有错误, 所以本手册仅供用户参考使用, 不提供任何形式的担保 本公司保留对本文内容的修订及产品软硬件的修改的权力 对于所作修改, 公司没有责任和义务通知任何个人及单位 商标 : 本手册中使用到其他公司的注册商标, 特声明如下 : Microsoft 和 Windows 是微软公司的注册商标 AVR AVR Studio 是 ATMEL 公司的注册商标 其他在本手册中使用的产品名称是它们各自所属公司所拥有 技术支持 : AVRVi 网站 :http:// http://www.avrvi.net AVRVi 论坛 :http://bbs.avrvi.com AVRVi 商城 :http://shop.avrvi.com 技术支持信箱 :support@avrvi.com 技术支持热线 :0531-80870158 传真 :0531-80879869 本产品全国联保, 也可直接接洽当地分公司 在使用时, 请首先将本产品与目标板连接, 并给目标板供电, 然后才能在 AVR Studio 中使用相应的编程 仿真功能 第 ii 页

目录一 简介...1 产品概述...1 产品特点...1 支持芯片...2 产品清单...3 系统要求...3 关键术语...4 二 使用说明...6 USB 驱动安装...6 指示灯说明...6 连接仿真器与目标芯片...7 配置上位机开发环境...10 使用 ISP 下载功能...11 使用 JTAG 下载功能...21 使用 JTAG 仿真功能...27 使用 Debugwire 功能...39 仿真器升级...43 三 客户服务...47 第 iii 页

一 简介 产品概述 AVRVi MkII 多功能编程仿真器是一款精心打造, 采用全新软硬件结构设计的通用型多功能在线编程 在线仿真一体机, 本产品是目前除原装 AVR JTAG MkII 之外最专业的一款 AVR 仿真下载工具, 各功能均可自动升级 本仿真器 JTAG 功能和第一代原装 JTAG ICE 完全相同, 支持主流 AVR mega 系列芯片的 JTAG 下载和仿真, ISP 功能和 Debugwire 功能与原装 AVR JTAG MkII 功能相同, 支持所有具有 ISP 接口的芯片的下载和具有 Debugwire 仿真接口的芯片仿真 产品特点 1 JTAG 功能,ISP 功能,Debugwire 功能集于一身, 轻松适用 AVR 各种芯片开发 2 JTAG 功能与原装 AVR JTAG ICE 完全相同,ISP 功能和 Debugwire 功能与原装 AVR JTAG MkII 完全相同 3 四重电路保护, 完全杜绝过流 过压 干扰噪声及内核程序反烧 彻底保护编程仿真器及目标板的安全 4 精美半透明外壳, 良好的质感和极佳的视觉效果, 使用更能得心应手 5 实现与 AVR Studio 无缝连接, 仿真 下载 编程同步实现 6 目标自动识别, 无需跳线或开关转换, 杜绝错插烦恼 5 自动实现系统重启, 无需电源开关和复位键 7 AVR JTAG MkII 内核, 极速编程功能, 下载速度更快 第 1 页

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 支持 USB 或 RS232 接口, 兼容 USB1.1, 支持热插拔 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 支持芯片 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 AT Mega 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 第 2 页

ATmega169 ATmega169V ATmega16L ATmega32 ATmega323 ATmega323L ATmega32L ATmega64 ATmega64L Debugwire 仿真 : AT Tiny 系列 : ATtiny13 ATtiny2313 ATtiny24 ATtiny44 ATtiny45 ATtiny461 ATtiny84 ATtiny85 ATtiny861 AT mega 系列 : ATmega168 ATmega88 ATmega48 ATmega168L ATmega88L ATmega48L 其他 : AT90PWM3 AT90PWM3B AT90PWM2 AT90PWM2B 产品清单 1 AVRVi MkII 多功能编程仿真器 2 产品使用说明书 3 优质 USB 连接线 4 标准串口延长线 9-pin RS232 5 技术资料及驱动光盘 1 台 1 本 1 条 1 条 1 张 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 ( 用来安装 AVR Studio 4.XX) Windows 操作系统如 Windows 2000 或 Windows XP 115200 Baud RS-232 Port (COM Port) 或 USB 接口 7-12V 直流电源, 最低 100 ma ( 使用串行时为仿真器供电 ) 第 3 页

关键术语 什么是 JTAG: JTAG 接口是一个符合 IEEE 1149.1 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 JTAGICE 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,JTAGICE 的花费很小, 但却能实现更准确的仿真 什么是 ISP: ISP 是 In System Program 的缩写, 意思是在系统编程 目前几乎所有的 AVR 芯片都具备 ISP 接口, 可通过 ISP 接口进行编程 它一共使用了两条电源线 :VCC GND, 三条信号线 :SCK MOSI MISO, 以及复位线 :RESET 由于仅仅使用了几个数据线, 所以我们亦常将其称为串行编程 需要说明的是 : 大部分 AVR 的 ISP 端口为 MCU 的 SCK,MOSI, MISO,RESET 引脚, 但少部分 AVR 的 ISP 端口则不是使用这些接口, 例如 :ATmega64 ATmega128, 它们使用的 ISP 端口是 :SCK, PDI,PDO,RESET 什么是 Debugwire: 为了降低成本和调试引脚的开销,ATMEL 公司在 AVR 器件上使用的新的调试接口 :Debugwire 与 JTAG 相比其主要区别在于仅使用一根信号线 (RESET), 即可完成调试信息的交互, 达到控制程序流向, 执行指令以及编程熔丝位的功能 要注意的是,Debugwire 不同于 JTAG, 它只是一种调试接口, 而不是编程接口 但是在使用中尚需接电源信号 :VTref(VCC) GND 它的总的连接图, 如下 : 第 4 页

其中的 RESET 信号即被用于传递调试信息,VTref 提供给仿真器目标板电源电压的信息 由于调试的时候使用了 RESET 引脚, 因此对该引脚的电气要求如下 : 如果该引脚上有上拉电阻, 那么该电阻不能低于 10K,( 一般不需要该上拉电阻 ); 该脚上不能有容性负载 ; 如果连接有别的逻辑电路, 应该断开 建议 : 在开发阶段, 断开 RESET 引脚上的复位电路, 包括上电复位与外部看门狗芯片复位等等 Debug WIRE 与 ISP: 目标 MCU 的 ISP 功能和 debug WIRE 功能是互斥的, 也就是说, 使能了目标 MCU 的 debug WIRE 功能后 ISP 功能就无法使用, 使能了 ISP 功能后 debug WIRE 功能就无法使用 因此必须有一种机制来确定 RESET 为何功能使用, 在具备 debug WIRE 的 AVR 器件中, 有一个可编程的熔丝位 DWEN, 如果该熔丝被编程且 LockBits 未被编程, 则 debug WIRE 功能被启用,RESET 引脚被作为 debug WIRE 与仿真器通信,ISP 功能被禁用 芯片出厂时该熔丝位是未编程的, 也即 ISP 功能是使能的,debug WIRE 被禁用 使用 ISP 功能时, 通过仿真器对 debug WIRE 熔丝进行编程使能, 可启用 debug WIRE 功能 ; 使用 debug WIRE 功能时, 通过仿真器对 debug WIRE 熔丝禁止, 可使能 ISP 功能 JTAG 与 ISP 的区别和联系 : JTAG 和 ISP 都是用于 PC 和 AVR 芯片通讯的方法,ISP 只能用于下载, 而 JTAG 既可以用于下载也可以用于在线调试 绝大多数第 5 页

AVR 芯片都有 SPI 接口, 可以用于 ISP 下载, 但并不是所有的器件都支持 JTAG, 所以拥有一套既支持 JTAG 又支持 ISP 的工具非常有必要, 具体的支持芯片, 前面已经列出 二 使用说明 USB 驱动安装 仿真器使用的驱动是 FT232, 请在本站提供的光盘目录中查找 驱动 插上仿真器, 根据系统向导提示即可完成驱动安装 图中的 AVRVi MKii(COM3) 即是仿真器的设备 指示灯说明 指示灯示意图如下 : 1 红绿双色 : 绿色 ISP 通讯指示, 红色 JTAG 通讯指示 第 6 页

2 蓝色 : 目标板插 JTAG 时亮 3 红色 : 仿真器电源指示几种常见工作状态 : 1 接上仿真器 USB, 不插目标板 : 绿灯 (1) 闪烁, 红灯 (3) 亮, 此为默认状态, 也是 MKii 功能的默认状态 2 ISP 编程状态 : 绿灯 (1) 亮, 红灯 (3) 亮,MKii 功能的联接状态 3 JTAG 编程状态 : 红灯 (1) 闪动, 蓝灯 (2) 亮, 红灯 (3) 亮, 4 未接电时 :1 2 3 都灭, 电源指示不正常, 非工作状态 连接仿真器与目标芯片 使用仿真器连接 PC 和 AVR 单片机进行开发的示意图如下 本站的仿真器的 JTAG 和 ISP 接口均为标准接口, 使用时请按照 10PIN 标准接口定义目标板的连线, 不建议使用 6PIN 接口, 注意使用 Mega128 和 Mega64 时 ISP 下载接口有所不同大部分 AVR 芯片的 ISP 端口是 SCK MOSI MISO RESE, 而 M64/M128 的 ISP 端口是 SCK PDI PDO RESET 本仿真器做为 JTAG 功能使用时候的十芯连线定义如下图 ( 左 ), 本仿真器做为 JTAG 功能使用时候的十芯连线定义如下图 ( 右 ) 第 7 页

JTAG 的连接 : 连接方式如下图, 上拉电阻为 10K, 为了简化电路图, 可以不接, 但是为了仿真的稳定和可靠性, 建议接上 注意在程序的下载及仿真过程中,JTAG 的各引脚上不能有大阻容器件 ISP 的连接 : 连接方式如下图,VTG 与 VCC 连接,SPI 串行通讯的脚连接, 3 脚不接,4 6 8 10 连起来接地 注意在程序的下载过程中,ISP 的各引脚上不能有大阻容器件 第 8 页

Debugwire 的连接 : Debugwire 的连接用到三条线 :VTref(VCC) GND RESET 它的总的连接图如下 : 注意 :RESET 引脚上不能有容性元件, 如果有上拉电阻, 电阻不能大于 10K 参考电路 : 下图是本站开发板上 JTAG 和 ISP 连接的电路图, 更清晰图片可以在开发板的原理图中看到, 推荐用户采用下面的电路图进行设计 第 9 页

做 Debugwire 仿真接口时,ISP 接口完全相同, 关键在于复位 电路设计时的 RST 线上需要设置跳线, 在仿真时断开容性器件 购买任何一款本站任何一款产品, 都可以获得本站精心整理的资料光盘和开发板的详细电路资料 配置上位机开发环境 本编程仿真器运行的 PC 端软件是 ATmel 公司的 AVR studio, 强烈建议使用最新版本 4.13, 以免提示升级带来的麻烦, 本站下载地址 : http:///down.php?file=software/www.atmel. com/astudio4b528.exe 官方下载地址 : http://www.atmel.com/forms/software_download.asp?fn=dl_astudio4b5 28.exe 需要注册才能下载, 比较麻烦, 建议直接在本网站下载 由于本仿真器支持自动升级, 当 ATmel 发布新的 AVR studio 版本 第 10 页

时, 你可以第一时间下载使用, 通过 AVR studio 自带的升级文件升级仿真器的内核, 最新的版本可以在以下地址得到 : http://www.atmel.com/avrstudio 安装完软件后, 你可以通过菜单中的 Help->About AVR studio 进入下面界面以确认版本号 软件的安装比较简单, 这里不再赘述, 因为程序比较大, 建议安装到非系统盘符, 安装过程中提示安装 USB 驱动, 可以不装, 因为本仿真器不需要这个 USB 驱动程序 使用 ISP 下载功能 1 确保仿真器与目标芯片及 PC 连接正确, 参考第三节, 并且目标板已经供电, 仿真器如果用 USB 接口时无需供电, 如果用串口, 需要给仿真器供电, 此时仿真器的指示红灯亮, 黄灯闪烁 2 打开 AVR studio 软件, 不管启动画面, 直接点 cancer 退出即可 点菜单项中的 Tools -> Program AVR -> Connect 进行连接 这里有一个 Auto Connect, 当你上次正确连接后, 程序会记录端口号信息, 点它会按照上次的连接设置进行连接, 可以加快速度 第 11 页

你也可以点击下面的图标进入, 左边图标对应的是 Connect, 右边一个对应的是 Auto Connect 3 进入连接配置画面, 选择 JTAGICE mkii, 选择编程仿真器所在的端口, 你也可以选择 Auto, 自动查找仿真器所在端口, 然后点击 Connect 如果你没有本仿真器, 你可以点下面的 Disconnected Mode 进入, 以观察后面的各个下载界面 当 PC 与仿真器成功通讯, 仿真器指示灯为红灯和黄灯长亮 第 12 页

如果使用串口与 PC 通讯,COM 口决定于你插在 PC 对应的端口, 如果使用 USB 进行连接, 你可以通过下面方法查到连接端口 : 右键点击我的电脑, 选择管理, 选择设备管理器, 点端口 (COM 和 LPT), 大致如下图 4 程序下载面板 a) Device 里面选择好对应的芯片类型, 后面的 Erase Device 可以擦除芯片 b) Programming mode 编程模式 : 注意这里必须是 ISP mod, 表示用的 ISP 编程模式 ;Erase Device Before 选项 : 编程前先擦除芯片, 建议选上, 如果不选芯片内部残留的程序可能会对新的程序造成干扰 Verity Device After Program: 下载完毕后校验程序内容, 建议选上 c) Flash 下载区 :Input HEX File, 找到要写的 hex 文件格式为.hex.e90 Program, 编程点此按钮, 将会把 Input HEX 第 13 页

File 对应文件下载到芯片中去, 如果路径有错误或者文件格式不正确会有提示报警 Verify 校验命令, 用于检测芯片内程序是否和文件中的一致 Read 读命令, 此命令可以读出未加密芯片内的程序, 自动弹出一个对话框提示保存 d) EEPROM 下载区, 和 Flash 下载区类似, 格式为.hex.e90 和.eep, 此功能用于下载比较多的需要存在 EEPROM 中的内容时使用 Program Verify Read 于 Flash 下载区有对应 EEPROM 的同样的功能, 不在赘述 e) 状态指示区, 这里显示目前的操作状态, 其他的选项框类似, 后面不再叙述 5 熔丝位选面板 a) 配置熔丝有一定的危险性, 可能锁死芯片, 在你不知道具体在做什么操作之前, 请不要急于动手 b) 熔丝位状态显示框, 显示芯片的各个熔丝位的详细状况,AVR 的熔丝位打勾表示 0, 表示启用该选项 ; 取消表示 1, 表示不启用该选项, 需要注意 第 14 页

c) Auto Verity 选项选中时, 程序会自己进行校验, 建议选中 Smart Warning 选项选中时, 在对一些特殊的具有一定危险性的熔丝位进行编程时会弹出警告信息, 建议选中 d) Program Verify 和 Read 分别对应编程 校验和读取, 正确的配置熔丝的方法是先读取, 先后修改需要修改的地方, 再编程写回 在 Auto Verity 选项选中时无需再点 Verify 按钮进行校验 e) 关于芯片锁死, 锁死芯片有两种情况,JTAGEN 和 SPIEN 两个熔丝位都为 1( 不打勾 ), 不能再进行编程, 此时只能用高压并行编程或者有源晶振恢复 另一种是熔丝选择了外部晶振, 而没有接外部晶振导致芯片不能起振, 接上晶振即可 f) 为了安全起见, 在 ISP 模式下,SPEEN 熔丝是不允许编程的 熔丝位的名称于功能简介 (ATmega16 为例 ): 第 15 页

熔丝高字节 位号 描述 默认值 OCDEN 7 使能 OCD 1 ( 未编程,OCD 禁用 ) JTAGEN 6 使能 JTAG 0 ( 编程,JTAG 使能 ) SPIEN 5 使能串行程序和下载 0 ( 被编程,SPI 编程使能 ) CKOPT 4 振荡器选项 1 ( 未编程 ) EESAVE 3 执行芯片擦除时 EPROM 的内容保留 1 ( 未被编程 ) EEPROM 内容不保留 BOOTSZ1 2 选择 Boot 区大小 0 ( 被编程 ) BOOTSZ0 1 选择 Boot 区大小 0 ( 被编程 ) BOOTRST 0 选择复位向量 1 ( 未被编程 ) 熔丝位低位字节 位号 描述 默认值 BODLEVEL 7 BOD 触发电平 1 ( 未被编程 ) BODEN 6 BOD 使能 1 ( 未编程,BOD 禁用 ) SUT1 5 选择启动时间 1 ( 未被编程 ) SUT0 4 选择启动时间 0 ( 被编程 ) CKSEL3 3 选择时钟源 0 ( 被编程 ) CKSEL2 2 选择时钟源 0( 被编程 ) CKSEL1 1 选择时钟源 0( 被编程 ) CKSEL0 0 选择时钟源 1( 未被编程 ) 注意 : 在 SPI 串行编程模式下 SPIEN 熔丝位不可访问 CKOPT 熔丝位功能由 CKSEL 位设置决定, 详见数据手册时钟源 相关内容 BOOTSZ1..0 默认值为最大 Boot 大小, 详见数据手册相关内 容 不论锁位与 JTAGEN 熔丝位设置为什么, 产品出厂时不对 OCDEN 编程 对 OCDEN 熔丝位编程后会使能系统时钟的某些部分在所 第 16 页

有的休眠模式下运行, 这会增加功耗 如果没有连接 JTAG 接口, 应尽可能取消 JTAGEN 熔丝位的编程状态, 以消除存在于 JTAG 接口之 TDO 引脚的静态电流 熔丝位的状态不受芯片擦除命令的影响, 如果锁定位 1(LB1) 被编程则熔丝位被锁定, 在编程锁定位前先编程熔丝位 请参考 : 本站新手熔丝位快速入门 : http:///start/guide_fuse.html 当 Smart Warning 选项打勾时, 如果你对特殊熔丝进行编程, 程序会有警告, 下面的图片展示的是试图禁止 JTAGEN 位时的警告 6 锁定位面板 a) 通过编程锁定位, 允许用户对 AVR 芯片内数据进行加密, 不同的锁定位对应不同的加密保护程度, 加密位共有三位, 每位的数越大加密程度越高, 否则越低 b) 被加密后的芯片依然可以读出熔丝位和加密位的情况, 一旦试图对加密位进行修改, 芯片内的程序将会被修改或擦除, 不能再使用 c) 加密位可以通过编程界面的芯片擦除功能擦除到初始状态, 使得芯片可以重复使用 d) 锁定位编程界面有与熔丝位编程界面相同的选项和操作按钮, 功能类似, 不再赘述 e) 锁定位编程应该在熔丝位编程之后进行, 通常编程锁定位是生产过程中写芯片环节的最后一步 第 17 页

AVR 芯片的锁定位 (ATmega16 为例 ) 锁定位字节 位号 描述 默认值 7 1 ( 未编程 ) 6 1 ( 未编程 ) BLB12 5 Boot 锁定位 1 ( 未编程 ) BLB11 4 Boot 锁定位 1 ( 未编程 ) BLB02 3 Boot 锁定位 1 ( 未编程 ) BLB01 2 Boot 锁定位 1 ( 未编程 ) LB2 1 锁定位 1 ( 未编程 ) LB1 0 锁定位 1 ( 未编程 ) 7 高级选项面板 a) Signature Bytes, 芯片型号标识位, 点右边的 Read 读按钮可以读出芯片内的 ID 如果在编程面板里面选的芯片型号与读出的芯片型号对应, 下面会提示 Signature matches selected device, 如果不匹配会出现 WARNING: Signature does not match selected device! 第 18 页

b) Oscillator Calibration byte, 内部 RC 振荡校准 这里选择不同的频率, 点 Read Cal. Byte, 可以读出对应的频率下的校准值, 然后将这个值复制到 Write 区, 选择将校准值写到 Flash 还是 EEPROM, 点击 Write to Memory 写按钮, 即可完成对应频率下的内部 RC 振荡校准 c) 写入到 flash 区域的校准字芯片启动时自动读取并校准 RC 振荡, 如果写到 EEPROM 中, 需要程序中进行处理 d) Communication Settings 串行通讯设定 8 目标板面板 a) Voltages 通过本面板可以查看目标板的电压和写参考电压, 参考电压需要实际测得, 再写入, 可以帮助仿真器准确读取目标板电压值以供参考 本功能在 ISP 编程模式下不可用, 需要在 JTAG 模式下使用 b) Oscillator and ISP Clock 读写速率设定, 这里可以读写仿真器内 ISP 编程的速率,ISP 模式下 STK500 选项为灰色 注意速率一定要小于芯片时钟频率的四分之一, 否则无法正确下载 c) Revision 版本号及升级, 这里显示当前 hex 文件的版本号, 如果 AVR studio 内的软件版本高于仿真器的版本, 右边的 Upgrade 会可用, 如果匹配则该按钮为灰色 第 19 页

d) 当 Upgrade 按钮为可用状态时, 你可以点击它进入自动升级, 在此之前请确认你的仿真器是否支持自动升级, 以免造成麻烦 9 自动批处理面板 a) 自动批处理在生产的时候非常管用, 程序会记录你上次进行批处理的各个选项, 一旦设置好之后, 可以连续进行烧写 b) 在没有弄明白你在做什么之前, 请慎用本功能, 在不知情的情况下使用本功能, 锁死芯片的几率将大大增加 c) 自动批处理 : 擦除芯片 检测芯片 ID 号 写 flash 写 EEPROM 写熔丝位 写锁定位以及他们对应的校验, 一次完成, 状态栏会显示正在进行的操作 d) 所有的操作需要在前面对应的面板设置好, 比如选择好下载的 HEX 及 EEPROM 文件, 选好熔丝位, 选好锁定位, 写好内部 RC 校正位等 请一定确保各个选项正确, 特别是熔丝需要格外小心, 可以先在每个面板里面进行操作确认没有问题再进行批处理操作 e) 在进行批处理之前, 请先在高级选项里面设置好通讯速率, 确保速率小于晶振的四分之一, 否则会出错 f) 可以选中右边的 Log to file 选项从而记录操作日志 日志的内容可能如下 : 第 20 页

Getting revisions... OK! Reading target voltage.. OK! Getting ISP frequency parameters.. SD=0x04.. OK 使用 JTAG 下载功能 1 JTAG 下载的方法和 ISP 下载的方法大同小异, 只是在进入界面的时候选择 JTAG ICE 即可 首先按照 JTAG 方式进行连接, 仿真器和目标板供电并正常工作, 具体参考连接仿真器与目标芯片部分, 此时 2 第二步操作与 ISP 下载的操作完全相同, 点 Tools 菜单下 Program 子菜单中的 Connect 或者 Auto Connect 或者对应的按钮, 如下图 第 21 页

3 按如下图片上的内容进行选择, 关于 COM 口的选择参考 ISP 下载的相关部分, 然后点 Connect 按钮, 进入编程界面 后面的界面只给出截图和与 ISP 有差异部分的讲解, 请参考 ISP 下载的相关内容 同样你可以在没有仿真器的时候进入 Disconnected Mode 查看各个界面, 在此模式下是不能进行操作的, 如果尝试操作会提示下面的错误 连接的过程中, 如果硬件连接错误或者目标芯片的 JTAGEN 熔丝位没有使能, 会出现下面的典型的 OCD 错误, 解决的方法是核对硬件连接, 或通过 ISP 方式进入检查 JTAGEN 熔丝位 第 22 页

4 编程面板此面板与 ISP 下载时几乎相同, 不同的是显示的模式不同 JTAG 下载模式, 识别目标的时间会比 ISP 慢, 但是下载速度通常可以比 ISP 快, 当然也取决于设置的通讯频率 5 熔丝位面板 此面板与 ISP 下载时的面板类似, 不同之处在于 ISP 模式下 SPIEN 位是不允许编程的,JTAG 模式下允许对所有的熔丝位编程 第 23 页

6 锁定位面板 此面板与 ISP 下载时完全相同, 请参考 ISP 下载中的相关内容 7 高级选项面板此面板与 ISP 下载的高级选项面板的不同之处在于, 使用本面板可以调节 JTAG 的通讯波特率, 因为是在 JTAG 的工作模式下 第 24 页

本站的仿真器通讯波特率可以达到 115200, 可以大幅提高仿真和下载速度, 如图是正在设置通讯的波特率, 波特率的设置需要在下一次启动 Program 界面时生效, 即你需要关闭本 Program 窗口再重新打开一次 8 目标板面板本面板与 ISP 编程界面不同之处在于,JTAG 下载界面可以查看目标板电压, 图上的信息显示了本仿真器准确的显示出目标板的 5.0V 电压值 另一个不同之处在与 JTAG 下载不能设置 ISP 下载速率, 此时图中可以看到 STK500 和 ISP 选项均为灰色 第 25 页

9 自动批处理面板 本面板与 ISP 编程界面完全相同, 请参考 ISP 下载的相关内容 第 26 页

使用 JTAG 仿真功能 本部分介绍使用 AVR JTAG 功能进行实时在线调试, 这要求用户有一定的编程基础和 AVR studio 的使用基础, 这里不会过多的强调程序的细节, 将直接从调试入手, 并详细描述 AVR JTAG ICE 的一些特性 在使用 JTAG 仿真前需要确认你使用的芯片是支持 JTAG 仿真还是 Debugwire 仿真, 请参考本说明书的支持芯片相关内容 假设你已经编辑好了一个程序, 并且生成了.cof 文件, 编译器可以使用不同的软件, 但是只要可以生成.cof 文件, 就可以与 AVR studio 联合进行仿真, 这里以 5110 下的一个液晶程序为例子, 选用本程序的原因, 使用的 AVR 的资源比较多, 程序语法比较全面, 可以充分的展示在线调试中的一些操作方法和技巧 1 硬件连接, 并且给目标板和仿真器供电保证电路正常工作, 此时仿真器至少蓝灯亮 具体连接的方法, 请参考连接仿真器与目标芯片中的连接 JTAG 部分 2 点击菜单中的 File->Open file, 或者点击对应的按钮或者直接按快捷键 CTRL + O 3 进入到你要打开的程序目录, 选择要打开的.cof 文件 注意, 工程目录如果有移动, 需要重新编译, 否则会报错, 因为.cof 文件会记录对应程序文件的路径 第 27 页

4 提示保存.aps 文件, 本文件会记录选择的目标芯片, 路径, 寄存器, 窗体等仿真信息 输入你喜欢的文件名, 不同的仿真可以用不同的文件名, 也可以直接保存为默认即可 下一次可以直接打开本文件, 可以省掉后面第五和第六步的操作 5 在下面的界面中选择 JTAG ICE, 选择你使用的芯片, 这里以 ATmega16 为例, 所有选择了 ATmega16, 同时从下面的图中, 你可以看到本仿真器支持仿真的器件, 不支持的器件为灰色, 本仿真器同时支持这些器件的低电压版本 第 28 页

选择好对应的 COM 口, 也可以选择 Auto, 选择或不选 Open platform options, 点击 Finish 如果第一步的连接不正确, 将会弹出错误界面, 报告不能正确的连接 如果硬件接口电路有误或者目标芯片的 JTAGEN 熔丝位没有允许, 将会弹出 OCD 错误 6 如果上面的第五步选择了 Open platform options 选项, 将打开下面的界面 JTAG port frequency: 为了能够安全准确的进行连接和仿真, 同样要求 JTAG 的端口频率要求不高于目标芯片的晶振频率的四分之一, 这里的 250kHz 可以保证目标芯片在默认内部 1M RC 振荡器的时候能够正常仿真, 你可以设置成更高的频率 Baud rate 你可以在这个界面设置仿真器通讯的波特率, 默认使用 19200, 你可以选择 115200 以提高效率 但是某些普通的仿真器, 可能支持不了 115200 的波特率 第 29 页

7 在上面的界面下点击确认, 即可进入仿真界面, 下面将对在本界面下进行的各种调试工作, 进行简单的讲解 第 30 页

本界面分为多个区域, 菜单, 快速工具栏, 寄存器及指针堆栈等显示, 程序窗口, 内部资源显示窗口, 状态信息栏等 A: 对程序运行仿真 : 与程序调试有关的按钮如下图 1 开始仿真: 在停止仿真的情况下, 可以通过本按钮重新载入程序并进行仿真 2 停止仿真: 在仿真的过程中, 可以点此按钮停止仿真, 断开与目标板的通信 3 全速运行: 按下快捷菜单栏中的对应图标或者快捷键, 程序开始全速运行 4 中断: 在程序运行的过程中, 点此按钮停止程序的运行 5 复位: 任何时候都可以通过此按钮回到程序开始处, 重新开始程序 6 跳转到程序运行位置: 显示程序当前运行的位置 7 进入子程序 8 执行单步程序 9 跳出当前子程序或循环 a 运行到光标所在位置 b 自动单步运行 c 设置与清除断点 d 清除所有断点 e 快速观察窗口下图显示的是 Tools 菜单中对应的项及其快捷键, 熟记这些快捷键有助于提高调试速度 第 31 页

B: 使用断点在程序未运行的状态下, 可以点击上面的按钮 c 设置或清除断点, 注意断点只能在在程序语句所在的行 硬件仿真只能支持 3 个断点, 软件仿真无限制, 设置好断点后再运行程序, 程序到断点的地方自动停止, 此时 AVR 内部的特性全部保持不变, 比如 IO 口状态, 寄存器值等, 可以通过按钮清除所有的断点 C: 变量观察打开 watch 串口的方法, 点击下图所示的按钮, 或者快捷键 Alt+1 第 32 页

在程序观察窗口观察的内容可以是变量和函数, 可以是数组, 也可以是结构体, 但有些软件生成的文件不支持查看结构体, 比如试用版本的 ICC AVR 6.31A, 需要注意 Watch 窗口的样子如下 下图中 X 和 i 是变量,LcdSend 是函数,FontLookup 是二维数组, 红色代表上一次操作时数据有变化 Watch 窗口展示了各观测量的变量名 值 类型 位置 在 Watch 窗口中输入观测量的方法 :1 可以直接双击对应位置, 然后输入变量名 ; 二 在程序区的变量处点右键然后点 Add Watch *, 如下图 第 33 页

D: 程序内容查看点击下图所示的按钮或按快捷键 Alt+4, 可以打开 Memory 窗口, 通过本窗口可以看到 AVR 内部各程序和数据寄存器的使用情况 下图中看到的的 a,b,c,d,e,f. 是通过 const unsigned char tmp[]="a,b,c,d,e,f"; 这条语句实现的 第 34 页

E: 查看寄存器点击下图所示的按钮或按快捷键 Alt+4, 可以打开 Register 窗口, 可以查看 AVR 各寄存器的使用情况, 同样, 如果上一次操作有变化的寄存器会变成红色 通过寄存器窗口这个功能, 你可以很清除的看到 AVR 程序运行的过程, 你可以很轻松的仿真汇编程序 在仿真界面左侧的 Processor 窗口也会显示各寄存器的值, 同时还提供了堆栈以及程序指针, 运行的时钟数目等功能, 在软件仿真查看程序运行时间时非常方便 每个寄存器的值都可以任意修改, 编辑界面上允许有多种进制 第 35 页

显示方式 F: 查看汇编代码点击下图所示的按钮或按快捷键 Alt+4, 可以打开 disassembler 窗口, 在此窗口下观察汇编代码 当你怀疑你的 C 编译器是否出错的时候, 本界面非常有用, 它可以比较 C 语言来看汇报语言, 也可以观察和优化自己的程序 同时这也是一个非常好的反汇编软件功能, 直接打开 hex 文件就可以看到本界面 当程序仿真时跑飞时也有可能进入本界面 G:IO 资源查看 第 36 页

打开工程进行仿真时, 默认会打开 I/O View 窗口, 如下图, 这里展示了 AVR 所有资源的信息, 如定时器 中断 EEPROM CPU SPI USART TWI 模拟比较器 AD 端口以及看门狗等 点开对应的项, 可以看到各寄存器的对应位, 大部分时候, 都可以通过点击对应的位来修改这些值 说明,AVR studio 支持大部分的功能的软件仿真实现, 但是部分功能无法软件仿真, 比如 AD 转换 软件仿真并不能完全真实的展现 AVR 资源的情况甚至有时候出现错误, 在条件允许的情况下, 建议使用 JTAG 硬件仿真 I/O View 是在仿真调试程序过程中最常用的模块之一, 它可以正确反映 AVR 各模块的工作状态, 可以把目标芯片置于现实的工作环境而得到真实的数据, 有利于快速的排除错误, 快速的开发系统 在 AVR studio4.13 里, 此窗口还有另外两种显示形式, 如下面的两个图 这分别是显示的三个模式, 可以进行设置 第 37 页

H: 工程管理在仿真界面的左侧有 Project 窗口, 你可以通过本窗口管理各文件, 有时候工程打开时并不默认打开一个 C 文件, 你从这里选择对应的文件打开即可 第 38 页

使用 Debugwire 功能 启用 Debugwire 接口在使用 Debugwire 仿真前需要确认你使用的芯片是支持 JTAG 仿真还是 Debugwire 仿真, 请参考本说明书的支持芯片相关内容 Debugwire 和 ISP 是冲突的, 不可同时使用,Debug wire 和 ISP 的切换是通过熔丝位 DWEN 的选择与否来实现的, 如果 DWEN 被 编程, 则使能 Debug wire, 如果 DWEN 未编程, 则使用 ISP 下载, 如下图 : 安装完驱动, 连接好硬件, 就可以使用仿真器的功能了 芯片 第 39 页

出厂时的设置为 DWEN 未编程, 即默认处于 ISP 模式 想要开启 Debug wire 功能, 你可以用 ISP 编程, 把 DWEN(debug WIRE Enable Fuse) 熔丝位编程, 然后断电再上电, 重新连接, 即可进入 Debug wire 调试模式 ; 也可以按照 Debug wire 的连接方式示意图连接到标准 ISP 接口, 然后直接打开 *.COF 仿真文件, 这时候会弹出一个对话框, 如下图 选择 Use SPI to enable Debugwire interface, 然后点击 OK, 你可以点 Help 查看相关帮助 这时候出现如下界面, 点击 OK, 断开目标板供电电源, 再重新上电, 便启动了目标 MCU 的 Debugwire 功能 然后, 打开工程文件, 就可以进行仿真了 使用 Debugwire 进行仿真在本仿真器下使用 Debugwire 仿真和 JTAG 仿真的使用方法基本相同, 不同之处在于在下面的界面中, 使用 Debugwire 功能时, 左边的仿真器型号需要选择 JTAGICE mkii 在以后的操作与 JTAG 完全相同, 不再累述 第 40 页

如何提高仿真速度由于 Debugwire 使用单线进行通讯, 仿真速度会比 JTAG 慢, 要 提高仿真速度, 可以通过下面的方式提高仿真速度 连接好所有相关设备, 打开 AVRStudio, 使用 debugwire 打 开相关的工程调试文件, 待加载完目标文件后 ( 处于仿真状态下 ), 点击菜单栏的 Debug 选择 JTAGICE mkii Options, 如下面的图 第 41 页

在弹出的窗口中, 点击 19200(default) 的下来框, 选择 115200, 即可使用 11520 波特率进行调试, 速率可以得到大幅 提高 关闭 Debugwire 接口当使用完 Debugwire 调试, 需要回到 ISP 编程模式, 按照前面 所说, 需要修改 DWEN 熔丝位, 这个操作必须由 Debugwire 来完成, 因为此时 ISP 是不可用的 如何退出 Debugwire 功能, 启用 ISP 功能? 必须在 Debugwire 调 试状态下, 连接好所有相关设备, 打开 AVRStudio, 在菜单栏的 Debug 栏目选择, 在弹出的窗口中, 点击 Disable Debugwire 之后, 如图, 将弹出该画面, 选择 是 : 点击 Y, 断开目标板供电电源, 重新上电, 便启动了目标 MCU 的 ISP 功能 第 42 页

仿真器升级 若是有新型号的 AVR 芯片推出, 那么,ATMEL 官方将会对 AVRStudio 进行版本更新, 以便将新的器件列入 AVRStudio 的软件 支持列表 若是您需要使用这些新的 AVR 芯片, 那么通过固件升级 的方式, 可以支持更多的器件 本仿真器 (AVRVi MkII 多功能编程仿真器 ) 支持自动升级, 可以在 AVR studio 更新之后, 升级自己的固件以使用新版本的 AVR studio 软件, 同时支持更多的 AVR 芯片 ISP 和 Debugwire 功能及 mkii 内核功能升级 : 在每次 ATMEL 官方升级了 JTAGICE mkii 的固件 ( 通常包含 在最新的 AVRStudio 中 ) 之后, 我们也会推出更新后的固件, 放到 网站上供用户下载后自行升级 固件程序名字为 jtagicemkii.dat 固件升级具体操作如下 : (1) 打开 AVRStudio 的安装目录下的 JTAGICEmkII 文件夹, ( 若使用默认路径安装, 则它的路径为 C:\Program Files\Atmel\AVR Tools\JTAGICEmkII ), 打开后可以看到以下文件 : 注意, 该文件夹内本身就有一个同名文件, 应将其改名, 比如改成 jtagicemkii_atmel.dat, 以免在下面的操作中覆盖了它 这样, 日后若需要该文件改回原名即可 (2) 将新的 jtagicemkii.dat 拷贝到该文件夹下 然后连接调试器的 USB 口, 断开与目标板的连接, 此时调试器的状态灯会闪烁 接着运行 : 在界面中选择正确的连接端口,( 例如 COM5): 第 43 页

点击 Start Upgrading, 等待数秒, 即可进行固件升级, 在升级 的过程中, 调试器的状态灯将停止闪烁, 下面是升级完毕后的界面 : 更新完成后, 调试器的 LED 将恢复闪烁状态, 若更新正确, 那么将 有如下的提示信息 : 按照提示要求, 给调试器重新上电 ( 插拔 USB 连接线 ), 就可 以使用新的固件程序了 特别注意 : 不要使用 atmel 原来的固件用于更新, 那样虽能完 成更新, 但是更新成功后, 调试器将不再工作, 状态灯也不会再闪烁 这是因为在升级的过程中有校验的机制 不过, 这不会造成调试器的永久损坏, 只要重新下载一个正确的固件并再升级一次即可 补充说明 : 出厂配套调试器的固件程序是 : jtagicemkii.dat JTAG 功能自动升级 : 当 AVRstudio 软件发现仿真器版本比软件内核低时, 会自动提示是否升级, 按提示一直下一步即可完成 第 44 页

注意升级只能用串口, 此时需要给仿真器供电 第 45 页

说明与注意事项 1 本站产品出厂前经过严格的质量检测, 并且仿真器有多重保护, 不会轻易损害, 如果使用中遇到问题, 请先耐心检查各项操作是否正确, 不要轻易怀疑仿真器的好坏 2 请使用 AVR studio4.13 或者更新的 AVR studio 软件, 可以在官方或本站下载 2 JTAG 功能自动升级时只能使用串口 3 Debugwire 仿真时,RESET 引脚上不能有容性元件 4 使用 USB 时, 仿真器无需供电, 使用串口时, 需要供电, 仿真器中有电源管理芯片, 输入电压为 DC 7~12V 5 使用 ISP 下载时, 需要注意 M128 和 M64 的 ISP 下载引脚与其他芯片不同 6 使用 JTAG 仿真时, 对应的引脚不可以做普通 IO 口使用, 如果需要作为普通 IO 口, 在熔丝位中禁止 JTAGEN 即可 7 晶振熔丝位选择错误, 可能造成串行通讯不能成功或者锁死芯片, 请确保足够了解之后再进行操作 8 本站的仿真器后背有仿真器版本号的条形码, 这是仿真器版本的唯一标识, 可以用于技术支持时的沟通凭证 第 46 页

三 客户服务 技术支持 : 为了获得技术支持, 请 Email 至 support@avrvi.com 或者 avrvi@163.com, 你也可以打电话直接与我们的工程师联系, 在获得技术支持时, 请你提供下面的信息 : 您使用的 AVR Studio 软件详细版本, 你可以在 AVR Studio 的帮助菜单中看到 仿真器的型号, 你可以从仿真器背面的贴标上看到 计算机型号及操作系统 你使用的 AVR 芯片型号, 需要全称, 比如 ATmega16L 8PU 问题或故障的详细描述 保修服务 : 时限 : 一年 - 免费保修 ;( 正确使用下产生的质量问题, 免费保修 ) - 收费保修 ;( 非正确使用情况下产生的质量问题, 视损坏程度收取 5%-30% 维修费 ) - 请妥善保留好收据 发票 ; - 若有往来的运费产生, 运费由客户方承担 售后服务 : 时限 : 一年 - 售后服务只限产品的使用服务, 不包括教导相关软件使用等 ;( 配套光盘已有软件使用教程 ) - 不负责上门服务 第 47 页