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IC11B - Handbuch
  1. Allgemeines
    1. Funktionsumfang des IC11B
    2. Lieferumfang des Entwicklungspakets
    3. Adressbelegung
  2. Inbetriebnahme von IC11B
    1. Einstellen des Betriebsmodes des HC11
    2. Der eingebaute EPROM-Simulator
    3. Wahlweise RAM oder EPROM
    4. Reset über die RS232 Verbindung
    5. Aufbau einer externen Adressdekodierung
    6. RTC
  3. Anschlussbelegung
    1. Stromversorgung ST5
    2. IF-Modul ST2
    3. Belegung der IC-Beinchen ST3
  4. Bootstrap-Vorgang

Autor: Erhard Scherer

Copyright © MCT Paul & Scherer Mikrocomputertechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten.

Dieses Handbuch, wie auch das beschriebene Produkt, wurde sorgfältig erstellt und geprüft. Trotzdem können Fehler und Irrtümer nicht ausgeschlossen werden. MCT übernimmt keinerlei Verantwortung für die uneingeschränkte Richtigkeit und Anwendbarkeit des Handbuchs oder des beschriebenen Produkts und für die aus eventuell vorhandenen Fehlern resultierenden Schäden.

Änderungen ohne vorherige Ankündigung vorbehalten.

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1 Allgemeines

Der Einplatinencomputer IC11B ist für den Einsatz als Standardbaugruppe konzipiert. Der mechanische Aufbau wurde einem IC in "dual in line" - Bauform nachempfunden, daher auch der Name IC11B.

IC11B soll - wie bei ICs üblich - auf der anwendungsspezifischen Platine in einen Sockel gesteckt werden. Die Abmessungen decken sich mit denen einer Scheckkarte, dieses Format findet ohne Probleme auf einer Basisplatine als Aufsteckteil Platz.

Welche Vorteile bringt der Einsatz des IC11B?

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1.1 Funktionsumfang des IC11B

Funktionen der CPU MC68HC11A1:

Zusätzliche Funktionen auf dem Board:

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1.2 Lieferumfang des Entwicklungspakets

  1. Platine IC11B
  2. Steckverbinder für Stromversorgung
  3. RS232-IF-Modul
  4. Flachband-Kabel für IF-Modul
  5. RS232 Kabel für PC
  6. Entwicklungssoftware AS11, Beispiele und Downloadprogramm
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1.3 Adressbelegung

Die externe Peripherie wird nur adressiert, wenn keine internen Baugruppen die Adressen belegen.

von bis Grösse Funktion
0000
8000

0000
1000
B600
BF40
E000		 7FFF
FFFF

00FF
103F
B7FF
BFFF
FFFF		 32KB
32KB

256 Bytes
64 Bytes
512 Bytes
192 Bytes
8KB		 SO-RAM (U9)
DIL-RAM/EPROM (U10)

HC11-RAM
Peripherieregister
HC11-EEPROM
Boot-ROM
HC11-ROM
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2 Inbetriebnahme von IC11B

Als erstes sollte das IC11B mit dem Netzteil und dem PC verbunden werden. Das Bild unten zeigt wie. Das Netzteil muss eine geregelte Gleichspannung von 5 Volt mit einer Toleranz von ±5% und 1 Ampere oder mehr liefern (das IC11B nimmt zwar nur ca. 35mA auf aber bei einem Ampere hat man genügend Luft für zusätzliche Verbraucher). Die +5 Volt werden an den Steckverbinder ST5/Pin1 angelegt , GND an ST5/Pin2. Um die Stromversorgung verpolungssicher zu gestalten, wurde ein 4pol. Steckverbinder gewählt wie er bei 3.5" Floppylaufwerken üblich ist (im Lieferumfang enthalten).

Die Verbindung zum PC wird über das mitgelieferte RS232-Kabel hergestellt, falls Ihr PC einen 25pol. Steckverbinder (XT-kompatibel) hat, benötigen Sie noch einen Adapter 25 auf 9, der nicht im Lieferumfang enthalten ist. Die folgende Beschreibung geht davon aus, dass Sie die serielle Schnittstelle COM1 für die Verbindung PC <-> IC11B gewählt haben.

Foto

Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, schalten Sie den PC ein. Auf der mitgelieferten Diskette befindet sich Entwicklungssoftware, die zuerst installiert werden muss. Eine Anleitung finden Sie in dem File 'README' auf der Diskette.

Nach erfolgreicher Installation befindet sich auf Ihrer Harddisk ein Terminalprogramm, das auf das Arbeiten mit Einplatinencomputern abgestimmt ist (TM.EXE). Nach dem Aufruf dieses Programms mit der Eingabezeile 'TM' können Sie das IC11B einschalten. Auf dem Bildschirm muss nun die Meldung 'MONI11...' und ein Doppelpunkt als Eingabeaufforderung erscheinen. Mit Hilfe dieses Monitors können Sie erste Gehversuche mit dem IC11B machen. Die Quelle (Assembler) des Monitors ist auf der zu diesem Handbuch gehörenden Diskette enthalten.

Da bei dem zum Entwicklungspaket gehörenden IC11B anstelle des EPROMs ein RAM eingesetzt ist kann es vorkommen, dass der Monitor aufgrund von Datenverlust beim Transport nicht mehr korrekt im RAM enthalten ist. In diesem Fall sollten Sie den Monitor MONI11 neu laden.

Bei der Installation der Entwicklungssoftware auf Ihrem PC wurde ein Unterverzeichnis mit dem Namen MONI angelegt. In diesem Verzeichnis befindet sich die Quelle des Monitorprogramms 'MONI11' mit dem Namen moni11.a. Das IC11B muss zuerst für die Betriebsart "special bootstrap" gejumpert werden. Dazu werden die Jumper J4 und J5 auf Position 1-2 gesteckt.

Nun kann der Download durchgeführt werden. Die Eingabezeile "make11 moni11" übersetzt den Monitor MONI11, führt einen Download zum IC11B durch und startet den Monitor. Dieser Vorgang läuft automatisch ab. Damit der Monitor beim Hardware-RESET gestartet wird ist es nötig, IC11B in den "expanded multiplexed" Mode zu bringen, dieser Mode wird auch vor Auslieferung des IC11B (in der Version mit 64KB batteriegepuffertem RAM) eingestellt.

Das Programm TM stellt wenn es ohne Parameter aufgerufen wird COM1 auf 9600Baud, no Parity, 8 Datenbits und ein Stopbit ein. Andere Werte z.B. auch COM2 sind möglich. Die Beschreibung der Parameter können Sie sich von der "online" Hilfe des Programms TM erklären lassen (Aufruf 'TM -?').

Eigene Programme können mit Hilfe eines Standard Editors erstellt, mit Hilfe des Cross Assemblers AS11 übersetzt und dann in das RAM des IC11B übertragen werden. Da anstelle des EPROMs beim IC11B RAM stecken kann ist es möglich, Programme nach dem Austesten ohne weitere Änderung in ein EPROM zu brennen. Siehe auch Kapitel "Bootstrap-Vorgang".

In dem File 'README' wird die Benutzung der mitgelieferten Software-Tools beschrieben. Ausserdem finden sich hier aktuelle Informationen zum IC11B Entwicklungspaket.

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2.1 Einstellen des Betriebsmodes des HC11

Der MC68HC11 kennt vier unterschiedliche Betriebsmodi

Special Bootstrap Mode (J4 1-2 J5 1-2):

Foto

Single-Chip Mode (J4 1-2 J5 2-3):

Foto

Special Test Mode (J4 2-3 J5 1-2):

Foto

Expanded Multiplexed Mode (J4 2-3 J5 2-3):

Foto

Im HC11 Datenblatt werden die Betriebsmodi des HC11 erklärt.

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2.2 Der eingebaute EPROM-Simulator

Das IC11B verfügt über die Möglichkeit, auf den EPROM-Sockel ein RAM zu stecken. Dieses RAM kann batteriegepuffert werden und ersetzt dann einen EPROM-Simulator und zwar ohne lästige Flachbandverkabelung.

Die Entwicklungssoftware zum IC11B ermöglicht einen download in das RAM, wenn der HC11-Chip auf den "bootstrap mode" eingestellt ist.

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2.3 Wahlweise RAM oder EPROM

In den 28pol. IC Sockel U10 kann wahlweise 32KB RAM oder 32KB EPROM gesteckt werden. Die Auswahl erfolgt über die Jumper J7, J6 und J10.

Mit J10 kann das RAM an die Lithium Zelle angeschlossen werden (VACCU). Das RAM bekommt dann ein von der Stromversorgung unabhängiges Gedächtnis. Wenn EPROM eingesetzt wird, sollte über J10 Pin 28 von U10 mit VCC verbunden werden.

J10 1-2: Pin 28 von U10 auf VCC (EPROM o. RAM nicht gepuffert)

Foto

J10 2-3: Pin 28 U10 auf VACCU (RAM batteriegepuffert)

Foto

J6 1-2, J7 2-3: RAM im Sockel U10

Foto

J6 2-3, J7 1-2: EPROM im Sockel U10

Foto

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2.4 Reset über die RS232 Verbindung

IC11B kann, per Software vom PC aus, über die Signalleitung resettet werden. Der Jumper J8 verbindet DSR mit dem auf dem Board erzeugten Power Up Reset über ein Gatter. J8 gesteckt stellt die Verbindung her. Das Terminalprogramm 'TM' ermöglicht es dem Programmierer, das DSR-Signal auf entsprechende Pegel zu legen.

Foto

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2.5 Aufbau einer externen Adressdekodierung

Die Adressdekodierung auf dem IC11B ist bewusst einfach gehalten. Damit der Anwender aber die Möglichkeit erhält, eigene Peripherie-Bausteine anzuschliessen sind die Chip Selects für RAM und EPROM/RAM mit einem Signal verknüpft, das über die IC-Beinchen ereichbar ist. Dieses Signal (EXTE) ist normalerweise über den Jumper J9 mit dem E-Takt des HC11 verbunden. Wird J9 aufgetrennt kann über EXTE, in Verbindung mit einer zusätzlichen Adressdekodierlogik, ein Teil des Adressraumes von RAM und/oder EPROM ausgeblendet werden. Dieser Bereich steht dann zur freien Verfügung. Als Beispiel wird hier der Aufbau mit Hilfe eines GALs gezeigt.

Foto

GAL-Gleichungen:

  PLD20V8 ADRESSDEKODER 

  A15 A14 A7  A13 A6  A5   A4  A3  A10 A11 E   GND
  A8  A9  CS2 CS3 CS1 EXTE CS4 CS5 CS6 CS7 A12 VCC

  EXTE = /A15* A14*E + /A15* A13*E +  /A15* A11*E + /A15*A10*E +
         /A15* A9 *E + /A15* A8 *E +  /A15*/A12*E +  A15    *E
  /CS1 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 */A5*/A4*/A3*E 
  /CS2 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 */A5*/A4* A3*E 
  /CS3 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 */A5* A4*/A3*E 
  /CS4 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 */A5* A4* A3*E 
  /CS5 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 * A5*/A4*/A3*E 
  /CS6 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 * A5*/A4* A3*E 
  /CS7 = /A15*/A14*/A13*A12*/A11*/A10*/A9 */A8 */A7* A6 * A5* A4*/A3*E 

  DESCRIPTION 
  ADDRESSDECODER FOR IC11B 

  0000 0FFF RAM 
  1000 103F INTERNE REGISTER HC11 
  1040 1047 CS1 
  1048 104F CS2 
  1050 1057 CS3 
  1058 105F CS4 
  1060 1067 CS5 
  1068 106F CS6 
  1078 1077 CS7 
  1080 10FF UNSELEKTIERTER BEREICH 
  1100 7FFF RAM 
  8000 FFFF EPROM
^

2.6 RTC

Die RTC4553 ist über 16 Register mit einer Breite von 4Bit ansprechbar. Das Interface zur RTC ist über das SPI des MC68HC11 realisiert. Write Enable und Chip Select sind über Portleitungen einstellbar. Zusätzlich verfügt die RTC über zwei Speicherbänke mit der Grösse von 15 x 4Bit.

Port Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

PA

 

 

 

WR*

CS*

 

 

 

Die Details der Programmierung des SPI sind im HC11 Datenblatt beschrieben. Ein Beispiel zur Programmierung der RTC ist im Lieferumfang des E11 Entwicklungspakets enthalten.

Die folgende Tabelle zeigt Adressen, Namen und Funktionen der einzelnen RTC-Register:

Adresse

Name

D3

D2

D1

D0

Funktion

0x0
0x1
0x2
0x3
0x4
0x5
0x6
0x7
0x8
0x9
0xA
0xB
0xC
0xD
0xE
0xF

S1
S10
Mi1
Mi10
H1
H10
W
D1
D10
Mo1
Mo10
Y1
Y10
CtlD
CtlE
CtlF

S08
0
m08
0
H08
PAM
0
D08
0
M08
0
Y08
Y80
TPS
BSY
SYS

S04
S40
m04
m40
H04
0
W4
D04
0
M04
0
Y04
Y40
ADJ
PON
0

S02
S20
m02
m20
H02
H20
W2
D02
D20
M02
0
Y02
Y20
CNT
0
MS1

S01
S10
m01
m10
H01
H10
W1
D01
D10
M01
M10
Y01
Y10
E/U
0
MS0

 Sekunden Einer
Sekunden Zehner
Minuten Einer
Minuten Zehner
Stunden Einer
Stunden Zehner
Wochentag
Tag Einer
Tag Zehner
Monat Einer
Monat Zehner
Jahr Einer
Jahr Zehner
Control Reg. D
Control Reg. E
Control Reg. F

Bereiche der Zeiteinheiten:

Einheit von bis Kommentar
Sekunden
Minuten
Stunden
Monat
Jahr
Wochentag		 0
0
0
1
0
0		 59
59
23
12
99
6

bis 11 im AM/PM Mode


Sonntag ist 0

Die Bedeutung der Bits in den Kontrollregistern ist im RTC4553 Datenblatt beschrieben.

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3 Anschlussbelegung

3.1 Stromversorgung ST5

Pin Name
1
2
3
4		 VCC
GND
PWRFAIL
PWROFF
^

3.2 IF-Modul ST2

Pin

Name

Name

Pin

1
3
5
7
9

VCC
(RI*)
TxD
RTS*
(DCD*)

DSR*
RxD
DTR*
(CTS*)
GND

2
4
6
8
10
^

3.3 Belegung der IC-Beinchen ST3

Pin

Name

Name

Pin

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

SCK
MOSI
MISO
OUT8
OUT9
OUT10
OUT11
OUT12
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
GND

RXD
TXD
RESET*
R/W
E
IRQ*
PD5
PA7
PA6
PA5
PA4
PA3
PA2
PA1
PA0
EXTE
PE0
PE1
PE2
PE3
PE4
PE5
PE6
PE7
OUT0
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
VCC

34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
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4 Bootstrap-Vorgang

Im Bootstrap Mode wird nach dem RESET eine spezielle HC11-interne Bootstrap-Firmware gestartet, die auf ein Zeichen von der seriellen Schnittstelle wartet. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten (s. HC11Ref. Manual) von denen hier nur eine interessiert:

Vom PC werden - via V.24 - ein FFh und danach (genau!) 256 Bytes zum HC11 geschickt (1200 oder 7812Baud, 8 databits, no Parity, 1 stopbit). Alle Zeichen bis auf das initiale FFh werden von der Bootstrap-Firmware "ge-echot". Die nach dem FFh gesendeten 256 Bytes werden im RAM des HC11 abgelegt. Nach Empfang des 256. Zeichens springt die Firmware zum RAM Anfang (Adresse 0000h). Mit diesem Feature des HC11 können also (kleine) Programme down "geloaded" und im RAM ausgeführt werden.

Der Bootvorgang bei Rechnern, die das Betriebssystem nicht in einem Festwertspeicher haben, läuft ähnlich ab: Es gibt einen sog. "Urlader", ein kurzes Programm in einem kleinen Festwertspeicher, das beim Einschalten gestartet wird und dann ein anderes Programm ins RAM einliest und startet.

Das im HC11 als Firmware vorhandene Bootstrap-Programm (daher der Name) entspricht dem Urlader; es ist möglichst einfach, beansprucht wenig Platz in der Memory-Map des HC11 und kann nur Programme im RAM ablegen und anschliessend ausführen.

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Anhang A Entwicklungspaket 11 (ist im ZWERG11A-Handbuch beschrieben)

www.mct.de: Produkte: Einplatinencomputer: IC11B
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