בניית עמדת פיתוח לגילבורד

גילבורד הוא לוח-פיתוח מבוסס בקר 8051 ומופץ כ-"חומרה פתוחה" (Open Hardware). הלוח מאפשר לכל המעוניין, לבנות פרויקטים אלקטרונים, שכוללים חומרה וגם תוכנה (שרצה במיקרובקר). כדי להתחיל לפתח קוד עבור גילבורד ולהפעיל אותו, יש להקים עמדת פיתוח מתאימה. מדריך זה יסביר את הצעדים הנדרשים, כדי להקים עמדת פיתוח ביתית, זולה יחסית, עבור גילבורד.

הדברים החשובים

  • גילבורד - לוח פיתוח הכולל מיקרובקר ממשפחת 8051. באתר זה תוכלו למצוא את כל הפרטים הדרושים לכם, כדי לבנות לעצמכם גילבורד בבית.
  • מחשב בעל חיבור USB - רוב הסיכויים שאתם גולשים כרגע במחשב כזה.
  • קומפיילר ל-8051 - זוהי תוכנה שמקבלת קובץ בשפת תכנות כלשהי (למשל שפת C) וממיר אותו לקובץ המכיל נתונים, שמובנים למיקרובקר ומייצגים את התוכנה שכתבתם. זהו הקובץ שבסופו של דבר עליכם לצרוב אל הבקר, כדי שיריץ את התוכנה שכתבתם. אחד הקומפיילרים החינמיים הטובים, הוא SDCC, שמבוסס על הקומפיילר הותיק GCC, שמוכר למשתמשי לינוקס. בכל-אופן, ישנה גרסה מתאימה, לכל מערכות ההפעלה הנפוצות.
  • סביבת פיתוח משולבת (IDE) - תוכנה שמאפשרת לכתוב קוד למיקרובקר, לקמפל אותו ולדבג אותו, במקרה הצורך. לרוב התוכנה הזו מתחברת אל קומפיילר "חיצוני", כי היא לא כוללת קומפיילר משלה. היכולת שלה להפעיל את הקומפיילר החיצוני, מאפשרת "לרכז" את כל הפעולות במקום אחד. סביבת-פיתוח חינמית כזו, שאני עובד איתה ומרוצה ממנה, היא MCU 8051 IDE. ישנה גם סביבת פיתוח טובה ונפוצה, בשם uVision, של חברת KEIL. אך זוהי סביבת-פיתוח בתשלום (ניתן להוריד גרסה לנסיון, אך היא בעלת מגבלות מסוימות, כמו גודל הקוד המכסימלי שניתן לקמפל בה).
  • מתקן-תכנות (Programmer) המתאים לתכנות המיקרובקר שבלוח-הפיתוח. זהו התקן קטן יחסית, שמתחבר מצד אחד אל פורט USB במחשב שלכם ומצד שני יש לו מחבר של 10 פין (2X5 שורות), שמאפשר תכנת מיקרובקרים מסוג AT89S52, כמו זה שיש בלוח גילבורד. ניתן להשיג מתקן כזה באיביי, הוא זול יחסית (פחות מ-20 ש"ח),
    חפשו "USB ISP Programmer AT89S52" או דומה.
  • תוכנה להפעלת מתקן-התכנות. לרוב, כשאתם קונים מתקן-תכנות, תקבלו איתו גם תוכנת הפעלה מתאימה. אם אתם קונים באינטרנט, לפעמים תקבלו קישור להורדת תוכנה מהאינטרנט. (במקרה של הורדה מהאינטרנט, מומלץ לבדוק וירוסים! מהניסיון שלי, לפעמים כדאי להשקיע כמה דקות ולחפש גרסה שונה לתוכנה, כדי לא להתקין וירוס..)
  • כדאי שיהיה ספק-כח תקין בהישג-יד. ניתן להפעיל את הלוח גם בעזרת סוללות או חיבור USB למחשב, אך זה פחות נוח מלהשתמש בספק-כח ייעודי. אם יש לכם ספק-כח תקין ממחשב ישן/משומש, ניתן להמיר אותו, כך שיתפקד על תקן ספק-מעבדה לניסויים.

איך מפתחים פרויקט אלקטרוני? השלבים החשובים:

  1. תכנון - קודם כל יש לתכנן, מה אתם רוצים לבנות? אחרי שהחלטתם, יש לתכנן את החומרה המתאימה ואחר-כך לתכנן תוכנה, שתפעיל את החומרה באופן הרצוי.
  2. בניית החומרה - יש לבנות את החומרה בהתאם למטרה הסופית ולתכנון שנעשה. הלוח גילבורד, מהווה בסיס מצוין לפרויקט אלקטרוני.
  3. כתיבת התוכנה - יש לכתוב את הקוד (התוכנה) שמבצע את המשימות הדרושות ומיועד לרוץ במיקרובקר, שנמצא בפרויקט. יש לוודא שהקוד שכתבתם, מתקמפל ללא שגיאות.
  4. בעזרת מתקן-תכנות (Programmer), כתבו את הקוד שכתבתם, אל הזיכרון הפנימי של המיקרובקר. אם הפרויקט מבוסס על גילבורד, אמור להיות לכם קונקטור ISP, שמיועד לחיבור מתקן-התכנות וכתיבת התוכנה, ישירות אל הבקר (מבלי להוציא אותו מהלוח).
  5. אם החומרה שלכם עובדת כנדרש והתוכנה עובדת כנדרש והתכנון היה מספק, אמור להיות לכם עתה פרויקט אלקטרוני, שמבצע את המשימה עבורה בניתם אותו.  ברוב המקרים בשלב הזה, עדיין יהיה משהו שלא עובד כצפוי, או שתחליטו שנדרשים שיפורים בתכנון ובמימוש. בשלב הזה צריך לבצע "ניפוי שגיאות" (Debugging) ולתקן ולשפר את כל מה שלא עובד לשביעות רצונכם.