Программатор выполнен на основе драйвера от Objective Development и полностью совместим по командам с оригинальным программатором AVR910 от ATMEL. Описание устройства. Предохранитель защищает линий питания порта USB от случайного замыкания по цепям питания программатора. Диоды VD1, VD2 впрямительные кремниевые, они предназначены для понижения питания микроконтроллера до 3,6 В. Согласно документации, контроллер может работать при таком напряжении питания до частоты чуть более 14 МГц. Светодиоды VL1 ("RD ”), VL2 ("WR ”) сигнализируют о текущих действиях программатора и обозначают режимы чтения и записи. Светодиод VL3 ("PWR ”) показывает подачу питания на .
Джампер J1 - (MODify ) служит для начального программирования управляющего МК программатора. При его замыкании, к разъему ISP подключается внешний программатор и производится загрузка в МК управляющей программы. После программирования управляющего МК программатора этот джампер необходимо разомкнуть и замкнуть джампер J2 - NORMal.
Джампер J3 LOW SCK понижает тактовую частоту порта SPI МК программатора до ~20 кГц. При разомкнутом джампере частота SPI нормальная, при замкнутом - пониженная. Переключать джампер можно на ходу, так как управляющая программа МК программатора проверяет состояние линии PB0 при каждом обращении к порту SPI. Не рекомендуется переключать джампер при запущенном процессе записи/чтения программируемого МК, т.к., скорее всего, это приведет к искажению записываемых/читаемых данных. Джампер J3 введен для возможности программирования МК AVR, тактируемых от внутреннего генератора 128 кГц.
Резисторы R10 - R14 предназначены для согласования уровней сигналов микроконтроллера программатора и внешних цепей (программируемый МК или другой программатор). Тактовая частота порта SPI МК программатора при разомкнутом джампере J3 равна 187,5 кГц. Это позволяет программировать контроллеры с тактовой частотой примерно от 570 кГц для ATtiny/ATmega, 750 кГц для 90S и 7,5 МГц для 89S. Контроллеры программируются от 10 до 30 секунд (при использовании утилиты AVRProg v.1.4 из пакета AVR Studio) вместе с верификацией в зависимости от объема FLASH памяти и тактовой частоты.
На вывод LED разъема ISP выведен меандр с частотой 1 МГц для "оживления" МК, у которых были ошибочно запрограммированы фьюз-биты, отвечающие за тактирование. Сигнал генерируется постоянно и не зависит от режима работы программатора. Программатор тестировался с программами AVRProg v.1.4 (входит в пакет AVRStudio), ChipBlasterAVR v.1.07 Evaluation, CodeVisionAVR, AVROSP (ATMEL AVR Open Source Programmer). Для нормального функционирования контроллера в схеме необходимо, чтобы были запрограммированы (установлены в "0") биты SPIEN , CKOPT , SUT0 и BODEN . Обычно микроконтроллеры, идущие с завода, т.е. новые, имеют уже запрограммированный бит SPIEN . Остальные биты должны быть незапрограммированные (установлены в "1").
Инструкция по установке и работе. Прошить контроллер. Подключить свежеиспеченный программатор к компьютеру через USB. Операционная система найдет новое устройство - AVR910 USB Programmer, при предложении автоматически найти драйвер, отказаться, и указать путь к inf-файлу, в зависимости от установленной на вашем компьютере операционной системы.
На форуме находятся все файлы, а также печатная плата для нашего программатора avr. Здесь покажу технологию сборки USB программатора AVR и упаковки в корпус. Для начала скачиваем архив и делаем печатную плату.
Потом впаиваем на неё все детали. Не смог найти маленький кварц, поэтому впаял большой, но на длинных ножках, чтобы потом загнуть, чтоб не мешал при установки платы в корпус. Далее подбираем подходящий корпус, у меня был готовый.
Подгоняем плату под корпус, делаем все замеры, сверлим отверстия и вот вам готовый прибор, с универсальной платой.
Если нет специальной измерительной аппаратуры, можно произвести проверку при помощи светодиода. Светодиод подключается анодом к контакту LED, катодом к любому контакту GND ISP-разъема. При подаче питания светодиод должен светится в «полнакала». При замыкании пинцетом ножек кварцевого генератора светодиод должен либо засветится в «полный накал», либо свечение должно отсутствовать.
Без ощибок собранный программатор с правильно запрограммированным микроконтроллером в настройке не нуждается. Но если у программируемого МК вход RESET подтянут к напряжению питания резистором, то номинал резистора не должен быть ниже 10 кОм - это связанно с пониженным напряжением питания управляющего контроллера в схеме программатора и введением ограничительных резисторов на шине ISP-разъема.
Обсудить статью ПРОГРАММАТОР AVR USB
Опубліковано 23.02.2011
Неболшой обзор используемых на практике программаторов для микроконтроллеров AVR. AVR ISP Prorgammer и USB программатор AVR / 89S совместимый с AVR910 .
AVR ISP Prorgammer
Внутрисхемный программатор для программирования микроконтроллеров фирмы ATMEL®, как в условиях серийного производства, так и в процессе разработки и отладки изделий.
Программатор поддерживает следующие семейства кристаллов:
TinyAVR
ATtiny11L, ATtiny11, ATtiny12V, ATtiny12L, ATtiny13, ATtiny15L, ATtiny2313, ATtiny26L, ATtiny26, ATtiny28V, ATtiny28L
AT90S1200, AT90S2313, AT90LS2323, AT90S2323, AT90LS2343, AT90S2343, AT90LS4433, AT90S4433, AT90LS8515, AT90S8515, AT90LS8535, AT90S8535
MegaAVR
ATmega48, ATmega88, ATmega168, ATmega8, ATmega16, ATmega32, ATmega64, ATmega640, ATmega128, ATmega1280, ATmega1281, AT90CAN128, ATmega103, ATmega161, ATmega162, ATmega163L, ATmega169, ATmega8515, ATmega8535, ATmega2560, ATmega2561, ATmega325, ATmega3250, ATmega645, ATmega6450, ATmega329, ATmega3290, ATmega649, ATmega6490
Отличительные особенности :
– внутрисхемное программирование (не требуются дополнительные переходные панели, при этом выводы программирования используются в проекте)
– поддержка программатора популярными компиляторами AVRstudio, IAR AVR, Image Craft AVR.
– автоматическая верификация (100% гарантия соответствия зашитого кода исходному)
– высокая скорость программирования, возможность прошивки серийного номера кристалла
я долгое время удачно пользовался и продолжаю пользоваться этим надежным и простым программатором, работающим через LPT порт.
Схема этого простого, но надежного программатора:
Двусторонняя плата помещается в разъем:
Мне понадобился второй программатор, а описанный ниже USB программатор не мог шить нужный мне микроконтроллер. Поэтому я решил повторить этот LPT программатор.
Компьютерные тенденции таковы, что LPT порт скоро исчезнет. Поэтому пора присмотреть альтернативу.
Программатор микроконтроллеров AVR / 89S совместимый с AVR910 (USB программатор)
Посетив несколько магазинов, понял, что цену на программаторы лупят не скромные, поэтому принял решение заморочиться и сделать программатор сам.
Пробороздив просторы Интернета, нашел несколько реализаций совместимые по командам с оригинальным программатором AVR910 ATMEL.
Минус такой переделки – отсутствие предохранителя. Хотя, как показала практика, USB порт кротким замыканием спалить вряд ли удастся. По крайней мере, на моём компьютере не вышло, но экспериментировать не стоит.
Светодиод VL3 сигнализирует о подачи питания на программатор через порт USB. Светодиоды VL1, VL2 сигнализируют о чтении / записи программатора.
Джампер J1 – (MODify) служит для программирования микроконтроллера в новом программаторе. При его замыкании, к разъему ISP подключается внешний программатор и производится загрузка в МК программы.
После этот джампер необходимо разомкнуть и замкнуть джампер J2 – NORMal. Больше мы его не трогаем.
С помощью джампера J3 LOW SCK возможно понижать тактовую частоту порта SPI МК программатора до ~20 кГц. При разомкнутом джампере частота SPI нормальная, при замкнутом – пониженная.
Примечательная особенность, на вывод LED разъема ISP выведен меандр с частотой 1 МГц для “оживления” МК, у которых были ошибочно запрограммированы фьюз-биты, отвечающие за тактирование. ОЧЕНЬ полезная штука!
Прошивка FUSE BITS
Для нормального функционирования контроллера в схеме необходимо, чтобы были запрограммированы (установлены в “0”) биты SPIEN, CKOPT, SUT0 и BODEN. Обычно микроконтроллеры, идущие с завода, т.е. новые, имеют уже запрограммированный бит SPIEN. Остальные биты должны быть незапрограммированные (установлены в “1”).
Инсталляция
Windows 2000/XP/Vista/Seven 32-bit
Прошить контроллер. Подключить свежеиспеченный программатор к РС через свободный разъем USB. Операционная система найдет новое устройство – AVR910 USB Programmer, при предложении автоматически найти драйвер, отказаться, и указать путь к inf-файлу, в зависимости от установленной на вашем компьютере операционной системы.
В архиве с прошивкой имеется папка “AVR910.Driver
” в которой расположены три директории для разных вариантов операционных систем:
-“2k_xp_32
” – для операционных систем Windows 2000/XP 32-bit
(используется штатный драйвер usbser.sys)
-“vista_xp_32
” – Для операционных систем Windows XP/Vista/Seven 32-bit
(usbser.sys + lowbulk.sys от Osamu Tamura)
-“vista_xp_64
” – Для операционных систем Windows XP/Vista/Seven 64-bit
(usbser.sys + lowbulk.sys от Osamu Tamura)
Особенности установки:
В принципе, инсталляция не отличается от подобной для Windows XP, но есть одно НО – задержки в драйвере usbser.sys данной ОС портят цепочку команд от ПО на РС до программатора и, соответственно, цепь ответов обратно от программатора до ПО на РС… Проблему я пока не установил, но есть решение. Конечно не самое красивое, но работает надежно 🙂 Необходимо заменить файл usbser.sys в системных папках Windows 2000 на аналогичный от Windows XP. Это папки …\winnt\system32\drivers\ и …\winnt\system32\dllcashe\. Файл usbser.sys от Windows XP SP1 можно взять здесь. Естественно, что драйвер придется подменять загрузившись под другой ОС (например с загрузочного диска).
Чтобы использовать драйвера на 64 битной платформе, Вы должны отключить проверку цифровых подписей драйверов, нажимая функциональную клавишу F8 во время начала загрузки системы.
Второй вариант, использование программы “Driver Signature Enforcement Overrider “, которая подписывает драйвер как “testdriver” и активизирует “testmode”, таким образом, Вы можете загрузить драйвер без реальной цифровой подписи. Вы можете найти более детальное описание на странице программы, пройдя по ссылке выше.
Вот что получилось у меня:
Программатор использую с программами AVRProg v.1.4 из пакета AVRStudio. На Windows XP Работают безотказно.
Программатор устанавливается как виртуальный Com-порт. Единственно, что нужно учесть, AVRProg проверяет порты от 1 до 4. Придется в диспетчере устройств передвинуть на порт до COM4, либо в настройках AVRStudio указать по какой порт искать программатор.
Схему, плату, прошивку и драйвера можно скачать .
P.S. Когда мне нужно было прошить PWM контроллеры (AT90PWM3) то пришлось это делать с помощью старого доброго AVR ISP Prorgammer (через LPT порт), AVRProg v.1.4 не знает AT90PWM3. Не определенная ситуация складывается и с ATmega64. Поэтому, основным рабочим программатором у меня остается ЛПТешный AVR ISP Prorgammer.
P.S.P.S. Не так давно знакомый купил этот USBasp программатор
Драйвера и ПО для него смотри здесь: http://www.fischl.de/usbasp/
Работает, при этом обрадовало отсутствие багов, замеченных у AVR / 89S совместимого с AVR910 (USB) программатора.
В статье описано ПО для работы с этими и другими программаторами.
Программатор – это аппаратно-программное устройство, которое служит для считывания или записи информации в запоминающее устройство (внутреннюю микроконтроллеров). В случае если радиолюбителю нужно один раз запрограммировать микроконтроллерное устройство, можно воспользоваться обычным программатором, который подключается к COM- или LPT- порту. Например, самым простым программатором AVR является кабель из 6 и 4 резисторов (программатор PonyProg).
С помощью обычного программатора можно загружать программы в формате hex во многие микроконтроллеры AVR, не тратя лишнего времени и средств. Кроме того, программатор можно использовать как внутрисхемный, благодаря чему можно программировать микроконтроллер AVR не извлекая его из устройства.
Подключаются такие программаторы к компьютеру с помощью специальной программы (которая тоже называется программатором). Она передает с , а устройство только записывает ее в память микросхемы. Программаторы могут подключаться через последовательный или параллельный порт, через USB-разъем и т.д. Современные программаторы подключаются, как правило, через USB.
USB-программатор предназначен для программирования микропроцессорных устройств определенной компании (зависит от марки программатора) в собранном виде. С помощью него заметно упрощается процесс настройки ПО.
Как подключить USB-программатор?
Для использования устройства необходимо подключить его к одному из USB-портов компьютера. После этого на компьютере появится сообщение о подключении нового USB-устройства USBasp, а на самом программаторе загорится светодиод, который означает, что устройство успешно подключено.
Затем нужно установить драйвера, чтобы ОС могла корректно работать с данным устройством. После этого можно будет подключать микропроцессорное устройство к ISP интерфейсу. При программировании будет светиться второй светодиод.
Как правило, программатор имеет два интерфейса – один для подключения микроконтроллера, второй для подключения к компьютеру. Для того чтобы подключить микроконтроллер, можно воспользоваться режимом последовательного программирования ISP. А к компьютеру данное устройство подключается через стандартный USB-разъем.
Для управления программатором нужно устанавливать специальные программы. Лучше всего пользоваться оконными приложениями. Например, для работы с устройством можно использовать программы ExtremeBurner, Khazama, avrguge и другие.
В жизни каждого юзера наступает такой момент, когда надо апгрейдить компьютерное железо. Но не все так радосто, как казалось – производители компьютеров сейчас выкидывают такие ненужные по их мнению вещи, как COM- и LPT-порты (тоже относится и к владельцам ноутбуков). И что же делать несчастному юзеру, если необходимо прошить очередной МК AVR для девайса? Выход один – делать USB-программатор (или прикупить). Сегодня мы этим и займемся… (я имею ввиду сборку). И так, наша цель – создание программатора USBasp.Однако при изготовлении данного программатора есть одна проблема – нужно прошить контроллер, используемый в данном программаторе. Так что ищем друга, у которого есть рабочий COM- или LPT-порт в компьютере и, прикупив пивка, идём к нему (уж за такой презент он не откажет). Когда делал свой USBasp, пользовался простейшим ISP программатором – программатором Громова (Громов – разработчик Algorithm Builder). Так что расскажу как сделать USBasp с помощью него. Вначале паяем программатор Громова по следующей схеме:
Вопросы типа: «А где рисунок платы?» будут оставлены без ответа, т.к. ответ в архиве. Замечу один момент: на прошиваемый контроллер необходимо подача питающего напряжения 5 вольт (+ и -), которое можно взять с компьютерного блока питания (использовал разъем от флоппика). Для этого в плате программатора AVR предусматриваем место для подключения 2-х питающих проводов. Выглядеть будет примерно так:
Основные подготовительные операции выполнены и теперь приступаем к действиям для достижения основной цели – сборка USBasp.
Про сборку и описывать особо нечего, так как тут всё ясно. Для себя исключил из схемы перемычки Jmp1 и Jmp3, Jmp2 заменил переключателем, а вместо разъема ISP типа BH-10 поставил DB-9M. Контроллер прошивал отдельно с использованием вот такой платы:
Собранный USB программатор AVR засунул в подходящий пластмассовый корпус:
А теперь расскажу, как же все таки заставить работать USBasp. Что у нас имеется в распоряжении (весь софт в архиве):
1. программатор Громова;
2. софт под названием Uniprof;
3. программатор USBasp;
4. прошивка для контроллера USBasp;
5. драйвера для установки USBasp в системе.
На собранном USBasp ставим перемычки Jmp1 (цепь RESET) и Jmp2 (+5V), подключаем к нему программатор Громова и все это дело подключаем к COM-порту компа, не забыв подать питание 5 вольт. Запускаем Uniprof, если все собрано и подключено правильно, то должнен определиться тип прошиваемого контроллера:
Нажимаем кнопку с рисунком папки и надписью HEX и указываем путь к файлу прошивки контроллера USBasp. В итоге получаем следующее:
Осталось нажать на кнопку Prog с красной стрелкой, чтобы запустить режим прошивания. Ждем окончания заливки hex-файла. А теперь самые большие грабли – прошивка fuse-битов. В чекбоксе «Тормоз» (тот что над пивной кружкой) ставим галку (особенно актуально для шустрых системников), нажимаем кнопку «Fuse» (ала серп и молот:-D) и выставляем фьюзы как указано на картинке:
После установки галок нажимаем кнопки «Write» в каждом из байтов.
Прошили? Отлично! Снимаем перемычку J1 и втыкаем программатор в компьютер. Теперь скармливаем дрова и в системе появляется новое устройство под названием USBasp. Для прошивки контроллеров качаем avrdude, но у нее есть недостаток – она консольная. Однако добрые дяди не оставили нас в беде и сделали графическую оболочку для avrdude, называется она USBASP_AVRDUDE_PROG. При прошивке fuse-битов через avrdude галка в чекбоксе напротив бита означает 0.
Вот вроде и всё. Будут вопросы по запуску программатора - справшивайте, вместе как-нибудь разберемся.
Еще одним несложным, в плане изготовления, является COM программатор. При условии использования альтернативного режима COM порта Bitbang, отпадает необходимость в преобразовании интерфейса RS232 COM порта в SPI, необходимый для программирования. Остается только привести уровни сигналов COM порта (-12В, +12В) к необходимым (0, +5В). Это и делает
схема COM программатора для AVR микроконтроллеров:
Данная схема программатора достаточно распространена и известна как программатор Громова. Название пошло от автора программы Геннадия Громова, который и предложил такую схему.
Чтобы собрать программатор Громова нам нужно следующее:
Диоды КД522, КД510, 1N4148 или им подобные. Резисторы можно использовать любые, какие найдете. В качестве шлейфа можно использовать IDE шлейф. При подключении шлейфа, для более устойчивой работы программатора, каждый «сигнальный» провод должен чередоваться с «земляным» проводом. Это позволит уменьшить уровень помех наводимых в линиях и за счет этого увеличить длину программирующего провода. Длина шлейфа должна быть в пределах 50 см. Еще нужен разъем для подключения к программируемому устройству.
Для внутрисхемного программирования Atmel рекомендует стандартные разъемы:
Если Вы планируете серьезно заняться микроконтроллерами, сделайте разъемы стандартными. Для разового программирования устройства я рекомендую использовать на программаторе (такими разъемами к материнской плате подключаются кнопки и светодиоды корпуса компа — именно их я и взял) и штырьки PLS «папы» на плате. Это позволяет максимально упростить разводку платы устройства, так как штырьки для программатора устанавливаются в непосредственной близости возле ножек микроконтроллера. Ножки MOSI, MISO, SCK у микроконтроллеров AVR всегда расположены вместе, поэтому для них можно применить строенный разъем. Отдельно делаем подключение для «земли»-GND и «сброса»-Reset.
Собрать COM программатор не составит труда:
Я сознательно не даю печатной платы под этот программатор, так как схема проста и возня с разводкой и травлением платы просто себя не оправдывает.
Для того чтобы наш COM программатор заработал нужна , к которой мы подключим программатор и для микроконтроллера.
— Так как режим Bitbang нестандартный для COM порта компьютера, то возможны сбои в работе (хотя у меня такого не было). Особенно это касается ноутбуков. Как вариант решения этой проблемы можно рекомендовать «поиграться» настройками COM порта (скорость, биты данных, варианты управления потоком, величины буфера …).
— Отдельный разъем для «земли» желательно подключить первым, чтобы уравнять потенциалы «земли» программируемого устройства и компьютера. Для тех, кто не знает, если у Вас компьютер включен в обычную розетку, без заземляющего контакта, то в виду особенности фильтра блока питания компьютера, на корпусе компьютера всегда присутствует потенциал в 110В.
Заключение:
— COM программатор Громова простой и надежный. Я не перестал пользоваться им даже собрав USB программатор (если какой либо микроконтроллер перестает программироваться USB программатором я обязательно перепроверю его на программаторе Громова).
— Так как программатор Громова собран на пассивных элементах он не требует для себя питания. Мало того, из-за паразитного питания, микроконтроллер можно запрограммировать вообще не подключая к нему источника питания! Хотя так программировать я не рекомендую, но сам факт интересен.
— Для пользователей Algorithm Builder есть приятный бонус! Этот программатор можно использовать для внутрисхемной отладки кристалла (программный JTAG).
