AVR ATmega и ATtiny — AvrUsb500

 Чем дальше, тем меньше остаётся на корпусах компьютеров проверенных, изученных вдоль и попе­рёк портовLPT,COM. Хотя ещё можно приобрести компьютер (пусть и б/у) с такими портами для использования его в качестве «рабочей лошадки», всё же приходится задумываться о грядущей за­мене (мо­дернизации) аппаратуры навешанной на старые порты. В частности, что-то нужно делать с ин­стру­ментами для программирования микроконтроллеров. И лучшие люди Отечества (в данном случае,Petka) не дремлют. В результате, появился работоспособный программатор для внутрисхемного програм­мирова­ния микроконтроллеровAVR, совместимый сSTK500v2.

            Достоинства данной конструкции:

—  аппаратный преобразователь USB — COM (не надо извращаться с программной реализа­цией USB);

—  новый протокол от Atmel. Теперь не требуется перешивать программатор при появлении но­вых чипов;

—  решена проблема «курицы и яйца» (как / чем запрограммировать микроконтроллер про­грам­матора);

—  возможность изменения режимов работы программатора, при помощи любой терми­наль­ной программы, например HyperTerminal;

—  возможность тактирования программируемого микроконтроллера сигналом 1 МГц;

—  готовый пакет документации, со всеми необходимыми исходниками (схемы, прошивки, чер­тежи печатных плат, исходные тексты программы микроконтроллера).

   К недостаткам проекта в целом, можно отнести некоторую «размытость» полезной информации по 50-ти страницам форума, что приводит к определённым трудностям при повторении конструкции.

            Нужно отметить, что если под рукой ничего, кромеUSBпорта нет, то выход только один — соби­рать программатор AvrUsb500 by Petka «как есть», проще уже не будет.

Однако в ряде частных случаев конструкцию можно упростить:

—  уже имеются проверенные инструментальные средства для программирования микро­кон­трол­леров. В этом случае гораздо проще прошить МК программатора отдельно. Если размеры будущего программатора большой роли не играют и допустимо использовать МК в корпусе DIP, то этот вариант однозначно предпочтительнее;

—  в наличии есть готовый преобразователь USB — RS232 промышленного изготовления с драй­верами и т.д. Было бы разумно использовать его в качестве «составляющей» программатора. Тогда, правда, придётся делать внешнее питание программатора (не от порта USB). В случае автора статьи это не было препятствием, поскольку питание всех имеющихся внутрисхемных программаторов выполнено от программируемых устройств.

            В результате схема программатора AvrUsb500 by Petka приведена к следующему виду:

Вся документация по программатору находится в архиве «Stk500″ (). Содержи­мое ар­хива:

            Позиционные обозначения элементов на схемах совпадают. Вновь введённые элементы обозна­чены символом(‘)у названия элемента.

Детали и конструкция

            По условиям задачи на плате программатора должны быть установлены два разъемаDB-9 и микро­контроллерATmega8 в корпусеDIP. Отсюда ясно, что особенно бороться за миниатюризацию бес­смысленно. Поэтому изSMDкомпонентов — только конденсаторыC8,C9 типоразмера 0805.

            Программатор собран на пластине одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Размеры пластины указаны на сборочном чертеже. На плате имеются две перемычки: одна находится под разъё­момSPI(на рисунке слева), другая рядом с тем же разъёмом.

            Для удобства трассировки на печатной плате отсутствуют выводы 11, 12, 17, 18 микроконтрол­лера. Перед монтажом панельки МК необходимо вынуть из неё пинцетом указанные контакты.

            На рисунке показан внешний вид программатора, подключённый к преобразователю интерфейса ProlificUSB—to—Serial Comm Port(драйверPL-2303):   

            Распиновка и тип разъёмаSPIобусловлен задачами автора статьи и совместимостью с другими имеющимися программаторами.

            При сборке данного программатора под рукой не оказалось резонатора на требуемую частоту 14,7456 МГц. Взамен установлен резонатор со старой материнской платы на частоту 14,3181 МГц. Сбоев в работе программатора не наблюдалось.

Подготовка к работе

            После монтажа программатора необходимо запрограммировать микроконтроллер. При этом должны быть запрограммированы (т.е. установлены = «0») следующие фьюзы (ATmega8, 14.7456 МГц):

            Все остальные фьюзы должны быть незапрограммированные, т.е. установлены = «1». Как пра­вило, установка флажка напротив названия фьюза в программе программатора, соответствует програм­мированию соответствующего фьюза, однако бывают исключения.

Самый простой способ разово запрограммировать МК— воспользоваться компьютером сLPTпор­том и какой-либо программой-программатором. Для этого нужно подключить микроконтроллер компьютеру в соответствии со схемой:

            Питание микроконтроллера можно взять от блока питания компьютера (красный провод в любом разъёме). Для программирования воспользуемся простой бесплатной программой UniProF (см.файлы к статье). В архиве с программой есть справка (как любую техническую документацию, её настоя­тельно рекомендуется прочитать, чтобы не задавать бестолковых вопросов), поэтому отметим главное:

                        — при запуске программа автоматически определяет тип микроконтроллера, если, конечно, исправна и работает аппаратная часть. Загрузив в программу файл прошивки Atmega8_14745600.hex и отказавшись от загрузки файлаEEPROM, получим следующую картину:

            Предварительно очистив память микроконтроллера через кнопку «Erase«, жмём на кнопку «Prog» — запись выбранного файла программы в память микроконтроллера. Успешная запись программы завер­шается без сообщений;

                        — установка фьюзов. Нажав кнопку «FUSE«, попадаем в окно настойки, где необходимо выста­вить следующее:

            Как видно из рисунка, эта программа из ряда «исключений», т.е. запрограммированному фьюзу соот­ветствует снятый флажок. После расстановки флажков жмём подряд три кнопки «Write«. Всё, кон­троллер запрограм­миро­ван;

                        — в этой программе назначение сигналовSCK,MOSI,MISO,RESET наLPTпорт задаётся через кнопку «LPT pins«. Настройки должны соответствовать приведённой схеме соединенияLPT и МК:

            Этим диалогом следует воспользоваться при первом запуске программы, до подключения МК, (проверить правиль­ность распиновки), а также в случае частично «палёного» порта, когда некоторые пины порта не действуют.

            После установки запрограммированного микроконтроллера в программатор, подключаем кабель преобразователяUSB—COM. В диспетчере устройств операционной системы узнаём номер появивше­гося виртуального порта, запускаем программу HyperTerminal. Запуск программы либо из главного меню Пуск \ Программы \ Стандартные \ Связь \ HyperTerminal  (C:\ ProgramFiles \ Windows NT \ hypertrm.exe), либо через файл в архиве с документацией. Основные настройки программы, кроме номера порта, сле­дующие:

                        — параметры порта:

                        — параметры терминала:

                        —параметрыASCII:

            После выполнения настроек включают питание программатора. При этом светодиод должен быстро миг­нуть шесть раз, затем светиться постоянно (горизонтальный масштаб 100 мс/дел):

            Далее, в программе HyperTerminal два раза нажимаем «Enter» на клавиатуре. Должно поя­виться сообщение:

            Если сообщение не появляется, нужно проверить осциллографом прохождение сиг­нала по линииPC_TxDот преобразователяUSB—COMк микроконтроллеру. Периодически нажимая клавишу «Enter» на клавиатуре проверяют наличие и амплитуду сигнала. Верхняя эпюра соответствует сигналу на контакте 3 разъёмаRS-232, нижняя — на выводе 2 микроконтроллера. Вертикальный масштаб: 5 В/дел, горизон­тальный масштаб: 20 мкс/дел:

            Если данные к микроконтроллеру поступают, проверяем «ответ» микроконтроллера на получен­ную команду. На верхней эпюре показан сигнал на выводе 3 микроконтроллера после нажатия «Enter«, на нижней — сигнал на контакте 2 разъёмаRS-232. Вертикальный масштаб: 2 В/дел, горизонтальный мас­штаб: 20 мкс/дел:

            Амплитуды всех сигналов за исключением контакта 3 разъёмаRS-232 должны быть близки к напря­жению питания программатора.

            Итак, если сообщение есть, вводим цифру «2», нажимаем «Enter«. После этого появляется новая строка:

            Переключаем раскладку на английскую, и вводим букву «a«, что соответствует десятичной цифре «10». То, что сейчас было введено — версия программатора. Должна быть 2.10, иначе, данный програм­матор нельзя будет использовать с некоторыми управляющими программами «верхнего уровня».

            Программатор может детектировать наличие подключения к программируемому контроллеру. Де­лает это путём определения наличия «подтяжки» линии Reset к Vcc (со стороны программируемого мик­роконтроллера). Если подключение есть, то программатор включит светодиодHL1. Этот тест можно от­ключить или включить:

            «1», «Enter» — тест включён; «0», «Enter» — тест выключен.

            Сигнал 1 МГц включается / выключается в следующем «пункте меню»:

            «1», «Enter» — сигнал присутствует, скорость программирования небольшая; «0», «Enter» — сигнал вы­ключен, при этом скорость программирования максимальна. После этого конфигурирование программа­тора можно считать законченным:

            Программу HyperTerminal нужно закрыть. После этого пробуем запрограммировать какой-либо мик­роконтроллер. Для работы с программатором можно использовать программу AvrDUDE. Эта программа консольная, управляется из командной строки. Для упрощения использования имеется надстройка AvrdudeGUI, внешний вид которой показан на рисунке:

            Скорость работы программатора можно косвенно оценить по следующему: при от­ключенном сигнале 1 МГц программирование микроконтроллераATmega16 (размер прошивки 8 кБ, т.е. половина всей памяти данного МК) занимает 4 секунды.

Скачать [1.5 Mb] (cкачиваний: 114) печатку, прошивку, документацию

Еще один источник обсуждения статьи…