探索Microchip PICDEM™ FS USB演示板：功能、使用与调试全解析

在当今数字化时代，USB技术在电子设备中扮演着至关重要的角色。Microchip的PICDEM™ FS USB演示板为开发者提供了一个便捷的平台，用于评估和开发基于PIC18系列微控制器的USB通信解决方案。本文将深入介绍该演示板的硬件特性、预编程固件、使用方法以及常见问题的解决办法。

文件下载：DM163025.pdf

一、PICDEM™ FS USB演示板简介

PICDEM™ FS USB演示套件旨在为PIC18F45K50、PIC18F4550等PIC18 USB 2.0全速微控制器系列提供一个易于使用的评估和开发平台。它有两种版本：DM163025板搭载PIC18F4550微控制器，而DM163025 - 1板则配备PIC18F45K50设备。

1.1 套件内容

• 演示板：预编程了USB引导加载程序和演示固件。
• USB电缆：用于与主机通信。
• CD - ROM（仅DM163025）：包含USB驱动程序、演示工具应用程序和开发工具。

1.2 演示板概述

PICDEM FS USB板的微控制器具备多种特性，如支持USB 2.0标准，可实现全速（12 Mbit/s）和低速（1.5 Mbit/s）操作，支持多种传输类型，拥有1 Kbyte的双访问RAM用于USB通信等。该板与MCHPFSUSB框架配合使用，此框架包含USB示例项目、源代码、PC应用程序等资源，可从Microchip网站下载。

1.3 硬件特性

• 微控制器：44引脚TQFP的PIC18F45K50或PIC18F4550，是演示板的核心，提供USB功能。
• ICE接口提升器：用于与Microchip的MPLAB ICE 2000/4000仿真系统接口。
• 振荡器：DM163025使用20 MHz晶体振荡器，DM163025 - 1的PIC18F45K50则使用内部FRC振荡器和3X PLL。
• ICD配置跳线：可选择传统或专用的ICSP™和ICD端口。
• 扩展和PICtail子板头：方便用户扩展硬件功能。
• 配置跳线：共13个未填充的跳线位置，可根据需求配置硬件。
• 电位器：模拟控制器的模拟输入。
• 温度传感器：Microchip TC77数字温度传感器，实时监测板的环境温度。
• 电源LED：指示电源供应状态。
• 复位按钮：用于硬复位设备。
• 电源连接器：可通过外部电源适配器供电。
• USB连接器：标准USB B型插座，是控制和通信的主要通道。
• ICD连接器：用于编程和调试应用程序。
• 状态LED组：显示板的运行状态。
• 用户定义按钮：模拟数字控制输入。
• RS - 232端口：提供串行通信功能。

二、预编程固件

2.1 DM163025 - 1板

Microchip提供了丰富的USB相关示例固件项目和资源，可从Microchip USB设计中心下载。PIC18F45K50预编程了演示固件和独立的USB引导加载程序。通过按下特定按钮组合可进入引导加载模式，否则进入演示模式。在演示模式下，设备会自动枚举为USB“复合”HID和MSD设备。

2.1.1 MSD接口

在演示模式下，PIC18F45K50在“我的电脑”中显示为新的驱动器卷，包含可读写的Readme.txt文件。

2.1.2 HID接口

HID接口用于与PC应用程序进行通用USB数据传输。PC应用程序HID PnP Demo Composite HID + MSD Demo only (PID = 0x0054).exe可用于与设备通信，可控制演示板上的LED、检测按钮状态和测量模拟电压。

2.1.3 HID引导加载程序

引导加载程序可用于更新PIC18F45K50的闪存内容。通过特定操作进入引导加载模式后，可使用PC应用程序将新的.hex文件编程到设备中。

2.2 DM163025板

2.2.1 主机计算机要求

使用预编程演示固件和软件，需要PC兼容系统、可用的USB端口、CD - ROM驱动器和支持的Windows操作系统。

2.2.2 安装演示板

• 安装MCHPFSUSB软件包：包含演示工具应用程序、USB驱动程序等。
• 连接演示板：使用USB电缆连接到主机。
• 安装USB设备驱动程序：手动指向.inf文件进行安装。

2.2.3 确认操作

通过启动演示工具应用程序，选择演示模式，连接设备并检查温度显示，确认演示板正常工作。

三、使用演示工具应用程序

3.1 软件概述

PICDEM FS USB演示工具是基于Windows操作系统的软件，有演示模式和引导加载模式。演示模式用于展示USB通信，引导加载模式用于下载和评估不同的固件程序。

3.2 启动程序

从开始菜单选择相应程序启动，默认进入引导加载模式，可通过点击“演示模式”标签切换。

3.3 演示模式

• 温度显示：有实时和数据记录两种模式，可通过吹空气改变温度。
• 切换LED：通过按钮控制LED D3和D4的状态。
• 电位器显示：实时反映电位器的值。

3.4 引导加载模式

3.4.1 引导加载模式进入

按下特定按钮组合进入引导加载模式，选择相应设备后，应用程序会显示版本信息。

3.4.2 内存组织

程序内存的前2048字节为引导块，用于引导加载程序。硬件复位和中断向量通过软件重新映射。引导加载程序可访问和编程四个内存空间。

3.4.3 使用引导加载程序

可进行加载HEX文件、读取设备、擦除设备、执行、保存到HEX文件、编程设备和中止操作等功能。

3.4.4 使用引导加载程序的注意事项

PIC18F4550的特定配置设置对引导加载程序至关重要，配置数据可能会导致冲突，需谨慎处理。

3.4.5 使用引导加载程序编写应用代码

在汇编和C语言编程时，需考虑引导块和新向量的问题，修改链接脚本文件。

四、使用Microchip USB固件框架

MCHPFSUSB框架是一个包含USB堆栈固件文件、示例应用程序、USB类处理程序等的库，可从Microchip网站下载。使用该框架可方便地开发USB应用程序。

五、重新配置PICDEM™ FS USB硬件

5.1 配置演示板选项

通过16个跳线位置可配置演示板的硬件功能，默认所有功能均启用。可根据需要切断电路迹线，安装引脚和跳线来启用或禁用特定功能。

5.2 恢复PICDEM FS USB固件

如果原始固件被替换，可使用MPLAB ICD 3等在线编程器恢复原始固件。

六、故障排除

6.1 电源LED未亮起

检查USB端口、电缆和电源供应是否正常。

6.2 系统未识别板

检查USB电缆连接，尝试重置板，使用“扫描硬件更改”功能。若固件损坏，需重新编程。

6.3 板停止与演示工具通信

在演示模式和引导加载模式下，可通过重置板并重新选择设备来解决。

6.4 切换模式后设备不可选

在引导加载模式和演示模式之间切换时，需通过特定操作使设备可用。

6.5 首次运行引导加载模式时重复安装驱动

由于演示和引导加载固件是两个独立的设备，需分别安装驱动。

6.6 Windows Vista安装自定义USB驱动问题

确保使用最新版本的驱动，可从Microchip网站下载。

6.7 Windows Vista演示工具工作异常

使用最新版本的自定义类USB驱动和PDFSUSB演示工具应用程序，并手动更新驱动。

Microchip的PICDEM™ FS USB演示板为开发者提供了一个功能丰富、易于使用的平台，可用于开发各种USB通信解决方案。通过深入了解其硬件特性、预编程固件和使用方法，开发者能够更高效地进行项目开发。同时，掌握常见问题的解决方法，可确保开发过程的顺利进行。你在使用PICDEM™ FS USB演示板的过程中遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享。