Программатор для МК – Своими Руками

Простейший программатор для ATmega8

В современных электронных схемах все чаще и чаще применяются микроконтроллеры. Да что там говорить, если сегодня не найти даже обыкновенную елочную гирлянду без микроконтроллера внутри – он задает различные программы иллюминации.

Я впервые столкнулся с микроконтроллерами, когда собирал свой первый импульсный металлоискатель Клон. Вот тогда-то и выяснилось, что контроллер без прошивки – это просто кусок пластмассы с ножками.

А чтобы залить нужную прошивку в АТМЕГу, никак не обойтись без программатора. Далее мы рассмотрим две самые простые и проверенные временем схемы программаторов.

Схема первая

С помощью этого программатора можно прошивать практически любой AVR-контроллер от ATMEL, надо только свериться с распиновкой микросхемы.

СОМ-разъем на схеме – это “мама”.

На всякий случай привожу разводку печатной платы для атмеги8 (скачать), хотя такую примитивную схему проще нарисовать от руки. Плату перед печатью нужно отзеркалить.

Файл печатной платы открывать с помощью популярной программы Sprint Layout (если она у вас еще не установлена, то качайте 5-ую версию или лучше сразу 6-ую).

Как понятно из схемы, для сборки программатора потребуется ничтожно малое количество деталек:

Вместо КТ315 я воткнул SMD-транзистор BFR93A, которые у меня остались после сборки микромощных радиомикрофонов.

А вот весь программатор в сборе:

Питание (+5В) я решил брать с USB-порта.

Если у вас новый микроконтроллер (и до этого никто не пытался его прошивать), то кварц с сопутствующими конденсаторами можно не ставить. Работа без кварцевого резонатора возможна благодаря тому, что камень с завода идет с битом на встроенный генератор и схема, соответственно, тактуется от него.

Если же ваша микросхема б/у-шная, то без внешнего кварца она может и не запуститься. Тогда лучше ставьте кварц на 4 МГц, а конденсаторы лучше на 33 пФ.

Как видите, я кварц с конденсаторами не ставил, но на всякий случай предусмотрел под них места на плате.

Заливать прошивку лучше всего с помощью программы PonyProg (скачать).

Прошивка с помощью PonyProg

Заходим в меню Setup -> Calibration -> Yes. Должно появиться окошко “Calibration OK”.

Далее Setup -> Interface Setup. Выбираем “SI Prog API” и нужный порт, внизу нажимаем “Probe”, должно появиться окно “Test OK”. Далее выбираем микроконтроллер “Device -> AVR micro ATmega8”.

Теперь втыкаем микроконтроллер в панельку программатора, и подаем питание 5 вольт (можно, например, от отдельного источника питания или порта ЮСБ). Затем жмем Command -> Read All.

После чтения появляется окно “Read successful”. Если все ок, то выбираем файл с нужной прошивкой для заливки: File -> Open Device File. Жмем “Открыть”.

Читать еще: Чем удалить монтажную пену - Своими Руками

Теперь жмем Command -> Security and Configuration Bits и выставляем фьюзы, какие нужно.

Тщательно все проверяем и жмем “OK”. Далее нажимаем Command -> Write All -> Yes. Идет прошивка и проверка. По окончании проверки появляется окно “Write Successful”.

Вот и все, МК прошит и готов к использованию!

Имейте в виду, что при прошивке с помощью других программ (не PonyProg) биты могут быть инверсными! Тогда их надо выставлять с точностью до наоборот. Определить это можно, считав фьюзы и посмотрев на галку “SPIEN”.

Схема вторая

Еще одна версия программатора, с помощью которого можно залить прошивку в микроконтроллер АТМЕГа (так называемый программатор Геннадия Громова). Схема состоит всего из 10 детатей:Диоды можно взять любые импульсные (например, наши КД510, КД522). Разъем – “мама”. Питание на МК (+5В) нужно подавать отдельно, например, от того же компьютера с выхода USB.

Все это можно собрать навесным монтажом прямо на разъеме, но если вы крутой паяльник и знаете, что такое smd-монтаж, то можете сделать красиво:

Алгоритм прошивки с помощью программатора Громова

Программатор с установленной микросхемой подключаем к СОМ-порту компьютера, затем запускаем Uniprof, затем подаем питание на микроконтроллер. И первым делом проверяем, читаются ли фьюз-биты.

Если все ок, выбираем файл с нужной прошивкой и жмем запись.

Будьте предельно внимательны и осторожны, потому что если глюканет при записи фьюзов, то МК либо на выброс, либо паять схему доктора (а она сложная). Если поменяете бит SPIEN на противоположный – результат будет тот же (к доктору).

Программатор для МК – Своими Руками

Сейчас без микроконтроллеров не обходится ни одна серьёзная конструкция. Где-то ставят ПИК, где-то АВР. И для работы с ними нужен программатор. А чтоб не делать несколько разных – соберите один для различных типов МК. Предлагаю вашему вниманию универсальный программатор EXTRA-PIC v3.2, с возможностью программирования как PIC, так и AVR контроллеров.

С помощью EXTRA-PIC+ можно программировать следующие чипы:

10F серии: PIC10F206 PIC10F204 PIC10F202 PIC10F200
12F серии: PIC12F683 PIC12F675 PIC12F635 PIC12F635 PIC12F629 PIC12F510 PIC12F509 PIC12F508
16F/С серии: PIC16F627 PIC16F627A PIC16F628 PIC16F628A PIC16F630 PIC16F636 PIC16F639 PIC16F648A PIC16F676 PIC16F684 PIC16F685 PIC16F687 PIC16F688 PIC16F689 PIC16F690 PIC16F73 PIC16F74 PIC16F76 PIC16F77 PIC16F716 PIC16F737 PIC16F747 PIC16F767 PIC16F777 PIC16F83 PIC16F84 PIC16F84A PIC16F87 PIC16F88 PIC16F818 PIC16F819 PIC16F870 PIC16F871 PIC16F872 PIC16F873 PIC16F873A PIC16F874 PIC16F874A PIC16F876 PIC16F876A PIC16F877 PIC16F877A PIC16C61 PIC16C62 PIC16C62A/B PIC16C63 PIC16C63A PIC16C64 PIC16C64A PIC16C65 PIC16C65A/B PIC16C66 PIC16C67 PIC16C620/A PIC16C621/A PIC16C622/A PIC16CE623 PIC16CE624 PIC16CE625 PIC16C71 PIC16C72 PIC16C72A PIC16C73 PIC16C73A/B PIC16C74 PIC16C74A/B PIC16C76 PIC16C77 PIC16C710 PIC16C711 PIC16C712 PIC16C716 PIC16C745 PIC16C765 PIC16C773 PIC16C774 PIC16C923 PIC16C924 PIC16C925 PIC16C926
18F серии: PIC18F1220 PIC18F2220 PIC18F2320 PIC18F2331 PIC18F2410 PIC18F242-2439 PIC18F2420 PIC18F2431 PIC18F2455 PIC18F248 PIC18F2480 PIC18F2510 PIC18F2515 PIC18F252-2539 PIC18F2520 PIC18F2525 PIC18F2550 PIC18F258 PIC18F2580 PIC18F2585 PIC18F2610 PIC18F2620 PIC18F2680 PIC18F4220 PIC18F4320 PIC18F4331 PIC18F4410 PIC18F442-4439 PIC18F4420 PIC18F4431 PIC18F4455 PIC18F448 PIC18F4480 PIC18F4510 PIC18F4515 PIC18F452-4539 PIC18F4520 PIC18F4525 PIC18F4550 PIC18F458 PIC18F4580 PIC18F4585 PIC18F4610 PIC18F4620 PIC18F4680
EEPROM 24C серии: 24C512 24C256 24C128 24C64 24C32 24C16 24C08 24C04 24C02 24C01
EEPROM 93хх серии

Читать еще: Детский фартук - Своими Руками

Данный перечень программируемых микросхем постоянно расширяется, их можно без труда программировать, только перед программированием, обязательно найдите datasheet на чип и проверьте расположение выводов.

Схема универсального программатора

Теперь немного о значении джамперов и выключателя. Выключатель, как это и должно быть по логике, управляет питанием. Контактные штырьки J3 отвечают за возможность повторного программирования некоторых микроконтроллеров (так как после подачи напряжения на запрограммированный чип, он сразу же начинает выполнять свою программу, и из-за чего не поддается перепрограммированию). J3 – положение: 1-2 – режим первого программирования, 2-3 – режим повторного программирования (если первый выдает ошибки). Контактные штырьки J4 переключение между MISO и MOSI. Десятипиновый разъем предназначен для подключения адаптеров.

Универсальный USB программатор

В интернете представлено множество схем программаторов микроконтроллеров. Представляю вариант внутрисхемного универсального USB программатора с возможностью отладки, которым пользуюсь я. Вы сможете собрать данный программатор своими руками.

Основой программатора является микросхема FT2232D. Представляет она собой преобразователь USB в два порта UART. Особенность заключается в том, что «верхний» канал А может работать в режимах JTAG, SPI и I 2 C, что и требуется для программирования микроконтроллеров, различных микросхем памяти и т.п.

Разработка данного USB-программатора ведется на компьютере с использованием библиотек от фирмы FTDI Chip.

Питается устройство от интерфейса USB. При правильной сборке схема не нуждается в настройке. Функционирование устройства зависит от мастерства разработчика ПО. Резисторы R8, R9, R12, R13, R14, R15, R16 являются токоограничивающими при неправильном соединении с устройством, соответственно, выводы программируемого устройства не должны соединяться с другими элементами в схеме, или иметь такие подтяжки, которые при образовании делителей напряжения не искажали бы логические уровни. Микросхема U1 используется для сохранения пользовательских настроек.

Выводы U2 (канал А):
24 — ADBUS0 – выход- в режиме JTAG TCK, в режиме SPI SK;
23 — ADBUS1 – выход- в режиме JTAG TDI, в режиме SPI DO;
22 — ADBUS2 – вход- в режиме JTAG TDO, в режиме SPI DI;
21 — ADBUS3 – выход- в режиме JTAG TMS, в режиме SPI как вспомогательный сигнал(CS);
20 — ADBUS4 – в режиме JTAG входвыход, в режиме SPI вспомогательный выход. Этот вывод используется для подачи сигнала RESET в микроконтроллер;
15 — AСBUS0 – свободно программируемый входвыход во всех режимах (опционно используется для подачи питания в программируемое устройство);
13 — AСBUS1 – свободно программируемый входвыход во всех режимах.

Читать еще: Роспись в технике писанка - Своими Руками

В принципе, эти выводы многофункциональные. Их поведение определяется выбранным режимом при открытии порта.

Канал В используется для отладки программируемого устройства. Для этого нужно только иметь незадействованный порт UART в микроконтроллере. Далее дело техники. В программе микроконтроллера в нужных местах используем функцию форматированного вывода printf().

40 —BDBUS0 – выход- в режиме UART TXD;
39 —BDBUS1 – вход- в режиме UART RXD;
28 — BСBUS2 – выход- в режиме UART LED-индикатор (зажигается при передаче данных через USB);
27 — BСBUS3 – выход- в режиме UART LED-индикатор (зажигается при приеме данных через USB).

Ниже приведена печатная плата программатора

На сегодняшний день данный универсальный программатор поддерживает микроконтроллеры AVR по интерфейсам JTAG и SPI. Причем скорость прошивки Atmega64 по JTAG не более 5-и секунд, по SPI не более 8-ми секунд. Принципиально, прошивать можно любые микроконтроллеры, к которым распространяется спецификация для программатора. В настоящий момент, например, ведется разработка для поддержки микроконтроллеров NEC.

Рабочая форма поделена на две части: слева таблицы для работы с FLASH (сверху) и EEPROM (снизу), сюда можно открывать файлы или загружать прошивки из микроконтроллера, делать верификацию, править содержимое ячеек памяти; справа текстовое поле для отладки, сюда выводятся данные с канала В, также можно там вводить текст, который отправится в порт (функционально это аналог HyperTerminal). Разработка ведется на платформе Visual C# под Windows. Также есть возможность разрабатывать на других языках. Программатор может работать и под Linux.

Используемая литература:
1. А.В. Евстигнеев «Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL», М. Издательский дом «Додэка-ХХI», 2005.
2. Future Technology Devices International Ltd. “FT2232D Dual USB UART/FIFO I.C.” , Datasheet, 2006.
3. Future Technology Devices International Ltd. “Software Application Development D2XX Programmer’s Guide” , Document, 2009.
4. Future Technology Devices International Ltd. “Programmers Guide for High Speed FTCJTAG DLL” , Application note AN_110, 2009.
5. Future Technology Devices International Ltd. “Programmers Guide for High Speed FTCSPI DLL” , Application note AN_111, 2009.
6. Эндрю Троелсен «С# и платформа .NET» М.,С-П. Питер, 2007.

Скачать исходники ПО и печатную плату в формате P-CAD вы можете ниже

Борисов Алексей (Albor) г.Сызрань, Самарская обл.

Источники:

http://electro-shema.ru/handmade/programmator-atmega8.html
http://radioskot.ru/publ/mk/universalnyj_programmator/9-1-0-912
http://cxem.net/mc/mc53.php