###
  • Интернет технологии
  • Ноутбуки
  • Компьютеры

    • Системный интегратор. Микроконтроллеры Atmega8

    05.02.2024 Ноутбуки

    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


    Прошивка микроконтроллера - это запись в его постоянную память заданной программы, которая представляет собой код в шеснадцатеричной системе счисления (файл с расширением hex). Прошивка происходит с помощью специального устройства - программатора. Они отличаются по способу подключения к персональному компьютеру, например через USB, LTP,COM интерфейсы.

    Микроконтроллеров AVR для программирования имеют пять контактов: MOSI - предназначен для приема данных; MOSO - для вывода данных; SCK - вывод синхроимпульсов; RESET просто сброс и общий провод.


    Подсоединим эти пять контактов через токоограничивающие резисторы к параллельному LPT порту компьютера и получим самый простой LPT программатор микроконтроллеров семейства AVR.

    При сборке схемы нужно чтобы кабель был экранированный, особенно хорош для этих целей старый интерфейсный кабель от принтера. Если использовать обычный кабель, то его длина должна быть как можно короче, и то иногда возникают ошибки при программировании. Но главный недостаток этой схемы тот, что при не качественном монтаже или ошибки подключения можно вывести из строя LPT порт компьютера

    Схема USB программатора для микроконтроллеров AVR, выполнена на микроконтроллере Atmega8. Схема очень надежная и имеет одну очень важную особенность, позволяющую восстанавливать микроконтроллеры с ошибочно установленными фьюзами.


    Для прошивки микроконтроллера Atmega8 программатора необходимо использовать любую из рассмотренных схем выше для LPT.

    Печатную плату можно изготовить своими руками по популярной среди радиолюбителей , а чертеж печатной платы в формате уже имеется в архиве с прошивками и драйверами.

    В идеале у нас должен получится такой USB программатор


    Остается лишь записать программу в память микроконтроллера, для этого лучше всего использовать утилиты Uniprof и Code Vision AVR.

    Программа предназначенная для интегрированной среды разработки программного обеспечения под AVR микроконтроллеры. Основными особенностями CodeVisionAVR является то, что он легкий и очень понятный для самостоятельного изучения, а также поддерживает все существующие микроконтроллеры AVR.

    Если вы решили использовать программу Uniprof необходимо задать следующие фьюзы.


    По окончанию прошивки микроконтроллера Atmega8, переключаем тумблер SA2 в НОРМ, и подключаем программатор к USB . Компьютер должен найти устройство. После этого обязательно устанавливаем драйвер из архива. По завершению установки драйвера для программатора, он полностью готов к работе.

    Программатор способен работать со следующими оболочками AVR Prog, AVR Studio, ChipBlasterAVR и, одна из самых удобных, Code Vision AVR.

    В данной статье мы опишем „шаг за шагом” этапы изготовления USBasp программатора для микроконтроллеров AVR . В отдельных статьях приведем описание установки драйверов для операционных систем Windows XP и Windows 7 (x64/x86). В конце поста размещена ссылка с необходимой документацией для изготовления программатора USBasp своими руками.

    Программатор USBasp, благодаря своей простоте в изготовлении и использовании недорогих и широкодоступных элементов, стал очень популярным среди радиолюбителей. Его параметры работы не уступают профессиональным и дорогим программаторам микроконтроллеров AVR.

    Основные характеристики программатора USBasp

    • Работает с несколькими операционными системами – Linux, Mac OS X и Windows – включая Windows 8!
    • Не требует внешнего питания.
    • Умеет программировать со скоростью вплоть до 5kB/s
    • Есть вариант (Switch 2) снижения скорость программирования – для процессоров с кварцем меньше 1,5 Мгц
    • Обеспечивает напряжение для программирования (Switch 1) 5 вольт
    • Указание работы программатора с помощью светодиода

    Перед началом работы, стоит ознакомиться с последовательностью всех выполняемых действий, а именно:

    1. Выбор схемы/рисунка печатной платы
    2. Перенос рисунка печатной платы на фольгированный стеклотекстолит
    3. Травление печатной платы в растворе хлорного железа
    4. Сверление отверстий
    5. Монтаж элементов (пайка)
    6. Программирование Atmaga8 программатора
    7. Подключение программатора к компьютеру
    8. Установка драйверов – Windows XP, Windows 7
    9. Выбор программы с поддержкой USBasp

    Существует много версий USBasp программатора, но все они основаны на главной схеме, автором которой является Thomas Fischl . Прошивка микроконтроллера программатора также является его авторством.

    Оригинальная схема программатора:

    В данном случае за основу была выбрана оригинальная схема. Поскольку использование перемычек в оригинальной схеме не совсем удобно, было принято решение использовать DIP переключатели. Так же были изменены некоторые значения резисторов.
    Более того, в оригинальной схеме линии TxD и RxD выведены на разъем ISP, хотя это не нужно (точнее не используются на практике).

    Ниже приведена схема с внесенными изменениями:

    Строительство USBasp программатора

    Существует много версий печатной платы данного программатора, некоторые можно найти на официальном сайте USBasp. Однако, была сделана своя на основе выше представленной схемы.

    К сожалению, из-за применения DIP переключателей, рисунок платы стал немного сложнее, что привело к применению 2 коротких перемычек, с целью чтобы печатная плата была по-прежнему односторонней.

    Ниже результат печатной платы:

    Как видно на рисунке, в программаторе не применялись SMD элементы. Пустое пространство на плате „залито” полем массы, главным образом для того, чтобы не вытравливать большое количество меди, а также снизить влияние помех на программатор.

    Список элементов используемых в USBasp программаторе:

    • R1: 10к
    • R2: 180
    • R3: 100
    • R5, R6: 68
    • R7: 2к2
    • C1, C2: 22п
    • C3: 10мк
    • C4: 100н
    • LED1: Красный светодиод на 20мА
    • LED2: Зеленый светодиод на 20мА
    • D2, D3: стабилитроны на 3,6В
    • X1: Разъем USB, тип B
    • SV1: Гнездо под разъем IDC-10
    • Q1: Кварц 12МГц, корпус HC49-S
    • SW1: Dip переключатель трехпозиционный
    • IC1: Atmega8 (ПРИМЕЧАНИЕ: Не следует использовать микроконтроллер Atmega8 — PU из-за его ограничение максимальной тактовой частотой до 8 МГц!)

    Перенос рисунка печатной платы USBasp программатора на стеклотекстолит выполнен с помощью метода ЛУТ (). Как это делать описывать не будем, поскольку данной информации в сети много.

    Вкратце скажем, что сначала рисунок в масштабе 1:1 печатается на глянцевой бумаге, затем он накладывается на очищенную и обезжиренную медную сторону стеклотекстолита и фиксируется с помощью бумажного скотча. Далее бумажная сторона тщательно разглаживается утюгом на 3-ке. После все это дело вымачивается в воде и аккуратно очищается от бумаги.

    Следующий этап – вытравливание платы в растворе хлорного железа. Во время травления желательно поддерживать температуру раствора не ниже 40 C, поэтому банку с раствором погружаем в горячую воду:


    После завершения процесса травления необходимо удалить тонер ацетоном.

    Остается теперь только просверлить отверстия. После завершения процесса изготовления платы можно приступать к пайке элементов USBasp программатора, начиная с перемычек.

    Готовые к печати (в формате PDF) рисунок печатной платы находится в конце статьи. Вы также можете найти несколько вариантов на официальном сайте проекта.

    Первый запуск USBasp программатора

    Теперь, когда все детали спаяны, остается только «прошить» микроконтроллер Atmegę8 самого программатора. Для этого нужен отдельный программатор, это может быть, например, STK 200 (LPT порт), STK500 и т. д. LPT программатор подключается к USBasp через разъем IDC-10.

    Обратите внимание, что распределение пинов в разъеме оригинального программатора (USBasp) находится справа, в то время как в версии, описываемой в этой статье – слева:

    Распределение, показанное на рисунке справа, соответствует тем, которые применяет компания Atmel в своих оригинальных программаторах. Такое распределение уменьшает риск возникновения помех во время программирования в случае применения длинных проводов от программатора к контроллеру, так как каждая сигнальная линия экранирована массой, кроме MOSI.

    На время программирования включите режим SELF путем переключения DIP переключателя № 3 в положение ON. Благодаря этому появляется возможность запрограммировать Atmega8. После завершения программирования, положение переключателя (3) должна быть переведено в состоянии OFF.

    Последнюю версию прошивки можно скачать с официального сайта. Рекомендуем версию для Atmega8, которая находится в архиве: usbasp.2011-05-28.tar.gz.

    Обратите внимание, чтобы перед программированием Atmega8 необходимо выставить фьюзы которые имеют следующие значения:

    • # для Atmega8: HFUSE=0xC9 LFUSE=0xEF
    • # для Atmega48: HFUSE=0xDD LFUSE=0xFF

    В случае успешного программирования, подключаем программатор к USB разъему компьютера, при этом должен загореться красный светодиод, а компьютер должен оповестить об обнаружении нового оборудования.

    Установка драйверов USBasp программатора

    Способ установки драйверов программатора описан в отдельных статьях, там же имеются и сами драйвера. Ниже приведены прямые ссылки на эти статьи:

    • Установка драйверов для программатора USBasp под Windows XP
    • Установка драйверов для программатора USBasp Windows 7 x64/x86

    Программы для работы программатора USBasp

    Самой популярной программой, поддерживающей программатор USBasp, это консольная программа AVRdude. Так же существует множество производных программ, использование которых намного удобнее. Они представлены в статье Сравнение программ для поддержки программатора USBasp.

    Предлагаем Вам схему USB программатора на микроконтроллере ATmega8. Этот USB программатор Вы можете собрать своими руками за несколько минут на макетной плате Breadboard Half (BREADBOARD - 456 HOLES) размером 82х59 мм. На этой плате хватит места и для программируемых микроконтроллеров в корпусах до DIP-28.

    Этим USB программатором можно программировать микроконтроллеры AVR ATmega и ATtiny (другие программировать не пробовал). Этот программатор заметит Вам плату Arduino, он более удобен для экспериментов с различными микроконтроллерами и микропрограммами для них (скетчами). USB программатор работает под управлением микропрограммы ArduinoISP.

    Минимальный набор деталей для программатора

    1. Микроконтроллер ATmega8 (ATmega8A-PU, ATmega8L-PU) 1шт
    2. Макетая плата Breadboard Half (BREADBOARD - 456 HOLES) размером 82х59 мм 1шт
    3. Интерфейс USB-UART (подойдет USB-DATA кабель от старого сотового телефона) 1шт

    Остальные детали, которые вы увидите на схеме для работы универсального, самодельного, простого программатора не существенны.

    О подключении пробников, бузер можно подключить на линию MISO и слушать как общаются между собой микроконтроллеры. Светодиод можно подключить к 15 ножке микроконтроллера ATmega8, если схема собрана правильно и в Atmega8 залит скетч ArduinoISP, светодиод будет плавно менять яркость свечения.

    Прежде чем воспользоваться самодельным программатором, необходимо загрузить в микроконтроллер программатора микропрограмму ArduinoISP из примеров к программе Arduino IDE. А еще раньше, необходимо настроить микроконтроллер ATmega8 на работу на частоте 8 МГц без внешнего кварцевого резонатора.

    Мы здесь, приведем последовательность действий по прошивке микроконтроллера ATmega8 с помощью платы Arduino UNO и программы Arduino IDE. Возможно, так же, воспользоваться каким нибудь другим методом.

    1. Добавьте в программе Arduino в список поддерживаемых устройств микроконтроллер ATmega8 без bootloader с тактовой частотой 8МГц. Внесите изменения в файл sketchbook/hardware/boards.txt, добавив в него следующую секцию:

    ############################################################## a8noboot_8MHz.name=ATmega8 (no boot 8 MHz int) a8noboot_8MHz.upload.maximum_size=8192 a8noboot_8MHz.bootloader.low_fuses=0xa4 a8noboot_8MHz.bootloader.high_fuses=0xdc a8noboot_8MHz.build.mcu=atmega8 a8noboot_8MHz.build.f_cpu=8000000L a8noboot_8MHz.build.core=arduino a8noboot_8MHz.build.variant=standard ##############################################################

    Уточнить размещение папки sketchbook можно в программе Arduino в меню Файл / Настройки . Если в папке sketchbook нет папки hardware, создайте ее и создайте файл boards.txt

    2. Подключите микроконтроллер ATmega8 к плате Arduino UNO как описано в Программатор для ATmega8A на Arduino с ArduinoISP .

    3. В программе Arduino выберите Сервис / Плата / ATmega8 (no boot 8 MHz int) и Сервис / Записать загрузчик . Далее загрузите в микроконтроллер ATmega8 программу ArduinoISP Файл / Примеры / ArduinoISP и Загрузить .

    4. Соберите программатор.

    Для программатора Вам понадобится интерфейс USB-UART. Вы можете воспользоваться кабелем от старого сотового телефона, как описано в этой статье Подбор USB-DATA кабеля вместо USB-UART модуля для самодельного Arduino. Что на мой взгляд, очень удобно. Но вместо этого кабеля Ваш программатор можно подключить к компьютеру с помощью платы преобразователя USB-UART.

    На фотографии программируется микроконтроллер ATtiny84.

    С развитием компьютерной техники, с каждым разом становится все меньше и меньше компьютеров оснащенных COM и LPT портами. Это в свою очередь вызывает затруднения, в частности у радиолюбителей, связанные с сопряжением средств программирования микроконтроллеров с персональным компьютером.

    В данной статье приведено описание USB программатора для микроконтроллеров AVR, который можно собрать своими руками. Построен он на микроконтроллере Atmega8 и способен работать от USB разъема компьютера. Данный программатор совместим с STK500 v2.

    Описание USB программатора

    USB программатор построен на плате, сделанной из одностороннего фольгированного стеклотекстолита . На плате есть 2 перемычки: одна расположена под разъё­мом SPI, вторая перемычка расположена неподалеку от того же разъема.

    После того как все детали будут запаяны нужно прошить микроконтроллер Atmega8 прошивкой приведенной в конце статьи. Фьюзы, которые необходимо выставить при программировании микроконтроллера Atmega8, должны выглядеть следующим образом:

    • SUT1 = 0
    • BOOTSZ1 = 0
    • BOOTSZ0 = 0
    • CKOPT = 0
    • SPIEN = 0

    Необходимо напомнить, что в некоторых программах фьюзы выставляются противоположно этому. Например, в программе CodeVisionAVR необходимо проставить галочки напротив вышеперечисленных фьюзов, а в программе PonyProg наоборот.

    Программирование Atmega8 через LPT-порт компьютера

    Самый быстрый и дешевый способ запрограммировать Atmega8 – применить LPT-программатор для AVR. Подобная схема приведена ниже.

    Питание микроконтроллера осуществляется от простого стабилизатора напряжения 78L05. В качестве оболочки для программирования можно использовать программу UniProf.

    При первом включении программы и при не подключенном контроллере, нажав кнопку «LPTpins», необходимо настроит выводы LPT-порта следующим образом:

    В момент запуска UniProf, она автоматом определяет вид микроконтроллера. Загружаем в память UniProf прошивку Atmega8_USB_prog.hex, отклоняем подключение файла EEPROM.

    Выставляем следующим образом фьюзы (для программы UniProF), нажав кнопку «FUSE»:

    Для запоминания установок нажимаем все три кнопки «Write». Затем нажав на «Erase» предварительно очищаем память прошиваемого микроконтроллера. После этого уже жмем на «Prog» и дожидаемся завершения прошивки.

    Настройка USB программатора

    После того как наш микроконтроллер прошит, его необходимо установить в плату USB программатора. Далее подключаем программатор к USB порту компьютера, но пока питание не подаем.

    Настройка порта:

    Настройка терминала:

    Настройка ASCII:

    Теперь после всех проделанных процедур, подаем питание на USB программатор. Светодиод HL1 должен промигать 6 раз и затем светится постоянно.

    Для проверки связи USB программатора с компьютером 2 раза нажимаем клавишу «Enter» в программе HyperTerminal. Если все в порядке мы должны увидеть следующую картину:

    Если это не так проверяем еще раз монтаж, особенно линию TxD.

    Далее вводим версию программатора 2.10, так как без этого програм­матор не будет работать с программами «верхнего уровня». Для этого вводим «2» и нажимаем «Enter», вводим «а» (английская) и нажимаем «Enter».

    USB программатор способен распознавать подключение программируемого микроконтроллера. Выполнено это в виде контроля «подтяжки» сигнала Reset к источнику питания. Этот режим включается и выключается следующим образом:

    • «0», «Enter» — режим выключен.
    • «1», «Enter» — режим включён.

    Изменение скорости программирования (1МГц):

    • «0», «Enter» – максимальная скорость.
    • «1», «Enter» – сниженная скорость.

    На этом подготовительная работа завершена, теперь можно попробовать прошить какой-нибудь микроконтроллер.

    (скачено: 1 203)