Simulační systémy Řídicí systémy Zpracování a přenos dat Displej DT20-6 Autor: Ing. Jan Tupý TM 2012_10_10 10. 10. 2012 OSC, a. s. tel: +420 (5) 416 43 111 Staňkova 557/18a fax: +420 (5) 416 43 109 602 00 Brno email: osc@osc.cz
ANOTACE: Materiál obsahuje návod k provedení update firmware interního řadiče AT89C51RE2 ethernetového displeje DT20-6. OBSAH: Úvod... 3 1. Vnitřní struktura displeje... 3 2. Aktualizace firmware řadiče... 6 2.1 Nástroj nutné k provedení aktualizace... 6 2.1.1 HW prostředky... 6 2.1.2 SW prostředky... 6 2.2 Postup aktualizace... 6 POUŽITÉ ZKRATKY: DT20-6 ethernetový displej pro zobrazení časové informace, výrobek firmy OSC, a.s. NTP SNTP PoE RTC UTP Network Time Protocol standardní protokol pro synchronizaci vnitřního času zařízení připojených k paketové síti s proměnným zpožděním přenosu dat Simple Network Time Protocol zjednodušená forma NTP protokolu Power over Ethernet (IEEE802.3af) standard napájení ethernetových zařízení prostřednictvím jejich datového síťového kabelu Real Time Clock číslicové hodiny (obvod) udržující informaci o reálném čase Unshielded Twisted Pair - nestíněný kabel tvořený kroucenými dvoulinkami pro připojení zařízení v počítačových sítích. Obsahuje čtyři páry vodičů. TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol - sada protokolů pro komunikaci v počítačové síti HTTP FTP Telnet Hypertext Transfer Protocol internetový protokol určený především pro výměnu hypertextových dokumentů ve formátu HTML File Transfer Protocol - protokol pro přenos souborů mezi zařízeními pomocí počítačové sítě. Využívá protokol TCP z rodiny TCP/IP protokolů. Telecommunication Network protokol i aplikace umožňující uživateli připojení ke vzdálenému síťovému zařízení. Realizuje spojení typu klient-server. TM_2012_10_10 2/9
Úvod LED displej DT20-6 je zařízení z výrobního programu firmy OSC, a.s. určené k zobrazení časové informace přijaté prostřednictvím rozhraní Ethernet z libovolného NTP/SNTP serveru. DT20-6 je určen k instalaci do pultů nebo panelů v interiérech. Tento dokument obsahuje informace potřebné k provedení update vnitřního programového vybavení interního řadiče AT89C51RE2 displeje (firmware). 1. Vnitřní struktura displeje Displej přehledným způsobem zobrazuje časovou informaci na LED zobrazovačích umístěných pod průhledem v čelním panelu viz. Obr. 1. 213.0 mm fólie s tlačítky čelní panel Al 2mm boční pohled TIME DATE START /STOP 132.0 mm RJ-45 70.0 mm WATCH MODE čelní pohled 3,5 46.8 mm 3,5-34 mm nosný panel pohled zespodu Obr. 1: Pohled na DT20-6R M4x29 Displej je určen k montáži do panelu, kde je fixován pomocí dvou rozpěrných šroubů M4x29 nebo přes čtyři otvory 4mm pod krycí fólií v rozích čelního panelu. Pohled na displej je zachycen na Obr. 1. TM_2012_10_10 3/9
Jediným připojovacím konektorem DT20-6 je ethernetový konektor RJ-45 (označen jako D4). Slouží k připojení do sítě Ethernet i k napájení displeje. DT20-6 splňuje standard PoE IEEE802.3af, vystupuje v roli napájeného zařízení. Napájecí napětí pro displej poskytuje připojený síťový switch, který musí rovněž podporovat standard PoE. Po propojení displeje a switche přímým UTP kabelem se displej identifikuje jako zařízení napájecí třídy 2 (Class 2). Tabulka 1: Zapojení konektoru D4 (RJ-45) pin název popis Data TX Data TX Napájení + Napájení - 1 TXD+ 2 TXD- 3 RXD+ 6 RXD- 4 EPWR+ 5 EPWR+ 7 EPWR- 8 EPWR- Vysílací pár Přijímací pár Rezervní pár (napájení) Rezervní pár (napájení) Displej DT20-6 v sobě integruje dvě procesorové jednotky (Obr. 2): - řadič AT89C51RE2 firmy ATMEL - zástavný ethernetový modul, výrobce DIGI, typ ME9210 porty ME9210 algoritmy Řadič (AT89C51RE2) Ethernet RJ 45 Ethernet NTP klient WWW Parametry SPI master SPI slave SD budič LED SEC DT MIN HOD budič LED budič LED budič LED RTC I/O I/O ADC R47 PoE XTAL + BAT 3 V I/O R5 Tlačítka PoE řadič EEPROM I/O ISP I/O PIEZO 48 V DC 3,3 V DC TTL X1 DT20-6 update firmware řadiče Obr. 2: Interní blokové schéma zapojení displeje DT20-6 Řadič AT89C51RE2 provádí na nejnižší úrovni obsluhu všech HW periferií displeje s výjimkou ethernetového rozhraní. Realizuje tyto základní funkce: - přenos znaků do budičů LED zobrazovačů - měření intenzity okolního osvětlení, regulace jasu LED zobrazovačů TM_2012_10_10 4/9
- snímání stavu obou tlačítek, generování zvukového výstupu na interním piezo měniči - přenos časové informace z/do RTC obvodu - zálohování vnitřních parametrů do EEPROM a jejich zpětné načtení po obnově napájení - provedení lamp testu zobrazovačů (v zadaném rozsahu) po připojení napájení Řadič funguje jako HW driver jednotlivých periferií displeje pro ethernetový modul ME9210, jehož výkonnější procesor realizuje funkce displeje jako takového. Modul pracuje pod operačním systémem embeded Linux. Při update firmware displeje jsou aktualizovány soubory umístěné v adresářové struktuře tohoto modulu. Modul ME9210 zahrnuje: - veškeré algoritmy displeje - vnitřní časový zdroj, funkci NTP klienta - obsluhu ethernetového rozhraní IP protokol a aplikační uživatelské protokoly: Telnet, FTP a HTTP pro www stránky a přímé řízení displeje. - parametrizaci Data a řídící příkazy mezi řadičem a ethernetovým modulem jsou přenášena pomocí interní SPI sběrnice, přes řadič má ethernetový modul přístup ke všem periferiím displeje. TM_2012_10_10 5/9
2. Aktualizace firmware řadiče 2.1 Nástroj nutné k provedení aktualizace 2.1.1 HW prostředky K provedení aktualizace firmware vnitřního řadiče AT89C51RE2 jsou nezbytné následující HW prostředky: 1) notebook nebo PC s operačním systémem Windows s alespoň jedním funkčním sériovým portem RS232 (COM1 nebo COM2) 2) kabel sériové komunikace RS232 mezi notebookem nebo PC a displejem. Kabel je opatřen na jedné straně konektorem DB9F, na druhé konektorem PFL10. Konektory jsou propojeny 1:1 s výjimkou pinu 10 konektoru PFL10, který je nezapojen. 3) servisní přípravek - konektor PFL6 se dvěma připojenými tlačítky: Obr. 3: Zapojení servisního přípravku 4) nářadí pro demontáž displeje z pultu/panelu a pro demontáž zadního krytu displeje 2.1.2 SW prostředky 1) soubor obsahující aktuální verzi firmware řediče: DT20.HEX. Soubor musí být uložen do vhodného adresáře v použitém notebooku nebo PC. 2) program ATMEL FLIP (ke stažení zde: http://www.atmel.com/tools/flip.aspx ). Program je potřeba nainstalovat na použitém notebooku nebo PC. 2.2 Postup aktualizace 1. Odpojit ethernetový kabel displeje DT20. Demontovat displej z panelu/pultu. 2. Demontovat zadní kryt displeje odšroubováním šesti šroubů M3 a sejmutím zadního krytu. Nyní je přístupná deska plošných spojů displeje. 3. Propojit displej a notebook/pc kabelem sériové komunikace RS232. Konektor PFL10 sériového kabelu je na straně displeje zasunut do konektoru označeného jako X3. Konektor DB9F sériového kabelu je na straně notebooku/pc připojen k rozhraní RS232 (COM1 nebo COM2). TM_2012_10_10 6/9
X1 X3 konektor pro připojení servisního přípravku konektor pro připojení sériového kabelu RS232 Obr. 4: Deska plošných spojů displeje DT20-6, přípojné body 4. Zasunout konektor PFL6 servisního přípravku se dvěma tlačítky do konektoru na desce plošných spojů displeje označeného jako X1. 5. Připojit ethernetové rozhraní s napájením PoE k displeji zasunutím ethernetového patch kabelu do konektoru RJ 45 v modulu D4 (DIGI ME9210). 6. Po rozsvícení dvou zelených indikačních LED interního napájecího zdroje (H12 a H13) na desce plošných spojů displeje (cca po 1 sekundě od zasunutí konektoru RJ-45) stisknout současně obě tlačítka na servisním přípravku. Po cca 1-2 sekundách uvolnit resetovací tlačítko označené červenou barvou (s nápisem RST), druhé tlačítko ponechat stisknuté ještě asi 1-2 sekundy. Pak i to uvolnit. Tím přejde vnitřní řadič displeje do programovacího režimu. 7. Na připojeném notebooku spustit program Flip. Objeví se hlavní okno Obr. 5. Obr. 5: Hlavní okno programu Flip TM_2012_10_10 7/9
8. Stisknutím tlačítka na liště nástrojů nebo z nabídky Device/Select otevřít okno s nabídkou podporovaných řadičů a v něm vybrat typ AT89C51RE2. Volbu potvrdit stiskem tlačítka OK. Obr. 6: Výběr typu procesoru 9. V okně otevřeném z nabídky File/Load HEX File zadat umístění souboru DT20.HEX s novým firmware v notebooku nebo PC. Potvrdit stiskem tlačítka OK. Obr. 7: Zadání umístění souboru DT20.HEX 10. Stiskem tlačítka na liště nástrojů a volbou RS232 nebo z nabídky Settings/Communication/RS232 otevřít dialogové okno pro navázání spojení sériovou linkou Obr. 8. Vybrat příslušný sériový port, komunikační rychlost ponechat 38 400 Bd. Navázat spojení stiskem tlačítka Connect. Obr. 8: Navázání spojení RS232 Pokud se objeví chybové okno (obr. 9), je závada v připojení sériového kabelu nebo není řadič displeje v programovacím režimu. Obr. 9: Chybové hlášení sériové komunikace TM_2012_10_10 8/9
11. Po úspěšném navázání spojení mezi notebookem/pc a řadičem se hlavní okno programu Flip změní takto: Obr. 10: Hlavní okno s připojeným řadičem Po zaškrtnutí voleb Erase, Blank Check, Program a Verify lze spustit stiskem tlačítka dávku automatického naprogramování řadiče. Na spodní liště okna programu je zobrazována aktuálně probíhající operace a její status. Během samotného programování řadiče je zobrazen páskový ukazatel, který se postupně během několika sekund naplní na 100%: Obr. 11: Průběh procesu programování Řadič lze naprogramovat i ručně postupnou aktivací ikon na liště nástrojů: - Erase Target Device Memory - Blank Check Target Device Memory - Program Target Device Memory. Po stisku tohoto tlačítka je zobrazen páskový ukazatel, který se postupně během několika sekund naplní na 100% - viz. Obr. 11. - Verify Target Device Memory Během provádění každé zvolené operace je na spodní liště okna programu zobrazován její aktuální status. 12. Po naprogramování řadiče ukončit program Flip, vypnout napájení displeje odpojením konektoru RJ-45. Odpojit sériový kabel i programovací přípravek. Zkontrolovat správnou funkci displeje připojením ethernetového kabelu do konektoru RJ-45 displeje. Poté ethernetový kabel odpojit, nasadit zpět zadní kryt displeje a připevnit jej šesti šrouby M3. 13. Displej nainstalovat zpět do původní pozice v panelu nebo pultu. Připojit k němu ethernetový kabel s konektorem RJ-45. TM_2012_10_10 9/9