Главная » Работа с файлами » Avr программаторы для win 7. Программатор USB ISP для AVR: Ещё один шаг в сторону от ардуинонизации

Avr программаторы для win 7. Программатор USB ISP для AVR: Ещё один шаг в сторону от ардуинонизации

Раньше, для прошивки AVR микроконтроллеров я использовал AvrUsb500 by Petka (STK500) и AVR Studio 4. Всё было нормально, пока микросхема FTDI FT232RL не дала сбой и не хотела работать. После этого начал искать альтернативы и наткнулся на Khazama AVR Programmer и . Программа сразу понравилась именно своим минимализмом, имеет простой и интуитивно понятный интерфейс. Маленькая да удаленькая. Вот с тех пор и пользуюсь этим замечательным АВР программатором.

Khazama AVR Programmer — возможности

Khazama работает со всеми ходовыми микроконтроллерами AVR, позволяет программировать flash и eeprom, прочитать содержимое памяти flash и eeprom, стирать чип, а также менять конфигурацию фьюз-битов (Fuses and Lock Bits). Всё необходимое для прошивки микроконтроллеров AVR. Настройка фьюзов осуществляется выбором источника тактирования из выпадающего списка, таким образом, вероятность «убить» контроллер по ошибке резко снижается. Фьюзы можно менять и расстановкой галок в нижнем поле, при этом нельзя расставить галки на несуществующую конфигурацию, что делает конфигурацию фьюзов более безопасной. И это тоже большой плюс.

Запись фьюзов (Fuses)

Запись фьюзов в память микроконтроллера осуществляется при нажатии кнопки Write All. Для сохранения текущей конфигурации есть кнопка Save, а Load возвращает сохраненную. Кнопка Default предназначена для записи стандартной конфигурации фьюзов, такой, с какой микроконтроллеры идут с завода, обычно это 1МГц от внутреннего RC.
В общем, за все время пользования этим программатором, он показал себя с наилучшей стороны в плане стабильности, безопасности и скорости работы. Рекомендую пользоваться всем, кто хочет программировать AVR микроконтроллеров.

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

Для программирования микроконтроллеров AVR требуется программатор. Проще всего сделать программатор для COM либо LPT. Но я работаю на ноутбуке, а в них сейчас устанавливаются только USB порты. Вот и назрела необходимость обзавестись программатором для AVR по USB. Сейчас, я скорее всего купил бы данный программатор. На ebay они стоят недорого, наверное, даже дешевле чем купить детали, сделать плату и всё спаять. Хотя если посмотреть с другой стороны, заказ с ebay будет идти по почте не меньше месяца, а собрать программатор avr usb своими руками, в силу его простоты, можно за вечер. Более того, если начинающий радиолюбитель сам соберёт программатор, то в дополнении к программатору он получит опыт, бесценный опыт, а это дорогого стоит.
Это второй мой USB программатор для AVR, первым я сделал программатор USB-asp, но он мне не очень понравился, так как иногда отваливался от моего компьютера, хотя на другом компьютере ничего подобного не наблюдалось. Я решил попробовать собрать другой программатор, и мой выбор пал на программатор AVR910. У данного программатора немного по другому реализована схема подключения по USB, и как позже оказалась, на моём компьютере всё работает очень хорошо. Я забыл о проблемах, которые у меня были с моим прошлым программатором. Описанный в данной статье программатор AVR910 является на данный момент моим основным программатором для AVR.
Схема и прошивка использованы с сайта проекта (http://prottoss.com/projects/AVR910.usb.prog/avr910_usb_programmer.htm).

Питается программатор от USB порта. Для того чтобы не требовалось согласование с уровнями линий данных USB порта (3.6В) питание микроконтроллера составляет 3.6В. Для получения из 5В в USB порте 3.6В, используется схема их двух последовательно прямо включённых кремниевых диодов. На каждом диоде падает по 0.7В, а в сумме получается 1.4В. Диоды должны быть кремниевыми, не допускается использование диодов шотки, так как на них падает меньше 0,7В. Выходы разъёма программирования подключены через резисторы на 330 Ом для согласования уровней. Работает устройство на микроконтроллере AtMega8-16 на тактовой частоте 12МГц. На схеме приведены номера выводов для микроконтроллера в DIP корпусе, хотя я отраcсировал плату под SMD корпус, который называется TQFP. Программатор имеет индикацию записи, чтения, наличия питания. Также данный программатор имеет выход, на котором всегда присутствует меандр, частотой 1 МГц. Это очень классная и полезная штука для восстановления микроконтроллеров, у которых из-за ошибочно запрограммированных Fuse битов тактирование сконфигурировано от внешнего источника тактовых импульсов. Я таким образом уже несколько раз восстанавливал микроконтроллеры. Нужно всего лишь посмотреть в даташите на конкретный микропроцессор AVR, к какому выводу подключается внешний источник тактового сигнала, и подпаять к данному выводу источник меандра. Подключить программатор, и перепрограммировать fuse. Всё очень просто, но иногда здорово выручает!
Имеющиеся варианты реализации печатных плат под программатор AVR910 не совсем меня устраивали, и я выполнил трассировку своего варианта (скачать файлы проекта можно в конце статьи).

Защитный рисунок на фольгированный стеклотекстолит нанесён при помощи лазерного принтера и утюга.

После травления получилась вот такая красота. Я не сдержался, и процарапал тонер на дорожках между ножками микросхемы. Мне не терпелось проверить получились они или нет.

Для удобства пользования я отметил назначение каждого вывода программатора AVR910. Для это я нарисовал небольшую табличку, которую напечатал на глянцевой фотобумаге и наклеил на плату программатора двусторонним скотчем.

Групповую заготовку для таблички для печати на фотобумаге размером 10х15 я положил в архив со всеми файлами к данной записи. Скачать его можно в конце данной статьи.
Прошивку для программатора можно скачать по ссылке в конце статьи.
Fuse биты устанавливаются с соответствии с рисунком ниже:

Как запрограммировать микроконтроллер AtMega8 для программатора AVR910 можно посмотреть в моём видео:

Корпус для программатора AVR910 я не смог подобрать, мне хотелось, чтобы программатор оставался маленького размера, и изначально я пользовался голой, никак не изолированной платой. Но затем я купил широкую прозрачную термоусадку и усадил в неё программатор. Что в итоге получилось вы видите на фото. По моему довольно интересно и даже симпатично.

С термоусадкой всё кажется просто, но мне было сложно сделать отверстия под штыри. Если протыкать отверстия шилом, то при усадке термоусадочная трубочка рвётся начиная от данных отверстий. Я даже испортил несколько заготовок, но у меня в конце экспериментов всё получилось. В итоге я отверстия не протыкал, а проплавлял горячим паяльником с жалом иглой. По краям платы я спаял концы термоусадочной трубки. Спаиваются они очень просто – нагреваются оба конца трубочки, затем быстро, пока они не успели остыть, зажимаются и удерживаются зажатыми до полного остывания. Получается достаточно прочный спай. Я зажимал медицинским зажимом, на термоусадке даже остались следы от насечек на его губках.
При первом подключении к компьютеру программатора AVR910 в системе появится новое устройство AVR910. Теперь необходимо установить драйвера и можно работать.
Я работал с данным программатором на 32 битных системах Windows XP и Windows 7. Всё работает очень хорошо и никаких проблем не возникает. Проблемы возникли у меня когда я попытался установить драйвера для 64 битной Windows 7. Дело в том, что этот драйвер не имеет цифровой подписи Microsoft и 64 битный Windows 7, будучи более защищенным в безопасности, блокирует все драйвера без цифровой подписи. Эту блокировку можно отключить, но это не совсем просто….. Так что имейте ввиду.
Заливаю прошивку в микроконтроллер я при помощи программы AvrOsp2. Она очень простая, не требует установки, бесплатна, поддерживает программатор AVR910 и огромное кол-во микроконтроллеров АВР, хорошо работает и имеет очень удобное меню для работы с FUSE битами. В общем, классная программка, мне она очень нравится, рекомендую! В видео ниже я показал процесс установки драйверов для AVR910, как настроить и пользоваться программой AvrOsp2.

В моей версии программатора я не установил выводной электролитический конденсатор на 22 мкФ, который устанавливается со стороны противоположной дорожкам и паяется в отверстия, которые находятся возле разъёма USB. Возможно потребуется установить дополнительный электролитический конденсатор ёмкостью 10-50мкФ параллельно впаянному керамическому конденсатору 0.1 мкФ, возле зелёного светодиода PWR. Ниже на картинке, от руки показаны места подключения.

Для работы программатора необходим микроконтроллер способный работать до 16 МГц. AVR AtMega8 выпускается в двух сериях, работающих до 8 МГц (серия L), они нам не подходят, так как проект работает от кварца на 12 МГц. Есть и обычная версия, которая работоспособна вплоть до частоты 16 МГц. Это то, что нам нужно. Ниже представлен кусочек даташита AVR AtMega8, в котором вычеркнуты версии микроконтроллеров которые не буду работать в данном программаторе, и выделены зелёной рамкой версии микроконтроллеров которые будут работать в данном проекте.

Khazama AVR Programmer - графическая оболочка консольной программы avrdude, разработана арабским программистом, поддерживаемая системами Windows XP/Vista/7. Программа предназначена для прошивки микроконтроллеров фирмы Atmel семейства AT90/ATtiny/ATmega/ATXmega.

Khazama может считывать и записывать программный код, очищать память и программировать FUSE-биты, так же есть функция автоматического программирования и настройка тактовой частоты программирования. Программа поддерживает работу с программатором .

Настройка и прошивка

Запускаем программу

Для настройки программы заходим в Command -> Program Options

Здесь находятся настройки программы, подавляющее большинство которых настройка Auto program (автоматического программирования), выделенные в списке красным цветом. Используя функцию автоматического программирования, такие действия как считывание, стирания, запись и проверка выполняются по очереди автоматически, что очень удобно. Достаточно нажать, кнопку Auto program и все пункты отмечены галочками в настройках программы будут выполнены.

1. Располагать окно программы поверх остальных окон
2. Загружать в буфер программы последний закрытый файл
3. Считать FLASH память микроконтроллера в буфер программы
4. Считать EEPROM память микроконтроллера в буфер программы
5. Очистить память микроконтроллера
6. Записать прошивку в FLASH память микроконтроллера
7. Записать прошивку в EEPROM память микроконтроллера
8. Сверить байты FLASH память микроконтроллера после записи
9. Сверить байты EEPROM память микроконтроллера после записи
10. Записать Fuse bits в микроконтроллер
11. Проверять правильность выбора модели микроконтроллера
12. Настройка тактовой частоты программирования

Выбираем микроконтроллер через выпадающий список

или через меню File -> AVR -> …

Загружаем файл прошивки в программу File -> Load FLASH file to Buffer , указываем файл и нажимаем Открыть

Программа обновлена до версии 08.06.2010.
Автор UniProf не покладая рук работает над улучшением своей программы, делая ее еще лучше. Версия программы от 08.06.2010 значительно лучше шьет микроконтроллеры. Наблюдаемые в предыдущей версии частые сбои при программировании без галочки «тормоз» остались в прошлом. Все остальное, что нам так нравиться в UniProf, осталось на месте.

Честно говоря, по началу, я решил использовать для прошивки микроконтроллеров программу AVRDUDE («дудка»). AVRDUDE мощная программа, заслуживающая уважения – умеющая работать с огромным количеством программаторов, с кучей настроек и довольно широко используемая для AVR микроконтроллеров. Программа не имеет своего «GUI» (работает с командной строки) и я собирался писать батники под каждую прошивку, чтобы в «один тык» прошивать контроллер. Но, немного поразмышляв, пришел к выводу:
— программа должна быть простой и доступной – чтобы с ней мог разобраться даже человек ни разу не работавший с микроконтроллерами (ну вот такой я идеалист:));
— была небольшой, портативной, со своим ГУИем, визуально отображала все этапы программирования, поддерживала микроконтроллеры используемые в блоге.
К сожалению, под эти требования AVRDUDE не подходит.
Зато подходит другая программа — UniProf-универсальный программатор для AVR . Программа имеет определенные недостатки, но они компенсируются простотой и доступностью. Кроме того, UniProf умеет работать с нашими LPT и COM программаторами. Поэтому я решил сделать общий пост-обзор программы UniProf, а позже отдельно опишу программирование через LPT и COM порт. Итак …

Автор программы Михаил Николаев. Программа имеет довольно продолжительную историю, но не может похвастаться частыми обновлениями. В то же время программа настолько проста и удобна, что не теряет своей актуальности и сейчас даже на фоне более продвинутых программ.

Начнем ознакомление.
вмещает в себя весь функционал программы. Вам не придется лазить по меню – все делается в «один тык». Программа имеет свою справку (нажимаем F1) в которой все подробно описано. Интерфейс UniProf интуитивно понятен, но давайте пройдемся по элементам окна.
Главным элементом является окошко PROGRAM. В нем (в ячейках таблицы) отображаются прочитанные или записываемые значения ячеек памяти контроллера. Если убрать галочку PROGRAM окошко скроется. Также есть галочка EEPROM для показа или скрытия окна EEPROM памяти контроллера (в большинстве случаев EEPROM нам не нужен – убираем галочку).

Верхний ряд кнопок (слева на право)

Записать содержимое окошек (прошивку) в контроллер. Предварительно нужно загрузить в окошки прошивку из файла. (при установленной галочке EEPROM – записывается также область EEPROM).

Проверка (верификация) памяти контроллера со значениями в окошках. Отличия обозначаются звездочками. (После записи верификация производится автоматически – поэтому проверять не нужно).

Проверка контроллера на чистоту . У «чистого» контроллера все ячейки памяти содержат 0xFF, что и проверяется.

Установка FUSE битов. Внимательно установите галочки как на картинке прилагаемой к каждой прошивке.
Важно! До прошивки FUSE битов обязательно установите галочку «тормоз» это уменьшит риск их неправильной записи.

Низкоуровневая команда. Лучше не трогайте.

Очистка (Erase) контроллера. Перед каждым программированием делайте очистку кристалла.

Первые три открывают файл прошивки соответствующего типа (я буду выкладывать HEX-прошивки) и заполняют окошки значениями с открытого файла. Следующие три сохраняют в файл выбранного типа значения из окошек.

«osccal» — чтение калибровочных байт контроллера. Нам не нужно.

F1-помощь – вызов встроенной справки.

Следующие две кнопки отладка в контроллере – нам не нужно.

LPT pins – очень полезная штука для тех, кто уже успел пальнуть некоторые линии LPT порта или использует программатор другой конструкции. Позволяет назначить любые линии порта взамен выгоревшим.

Чекбоксы под кнопками.

Ставим как на картинке . Первый показывает прочитанные или готовые для записи в контроллер байты. Второй для принудительной записи 0хFF в пустую ячейку. Третий — инвертирование линий COM порта (при использовании буферной микросхемы в программаторе). Синеньким будет светиться название подключенного контроллера. Далее — вкл/выкл окошка EEPROM. Красненьким показывается системная частота.
Важно! Если кликать по красному программа повторно засинхронизируется с контроллером. Нажимайте, на всякий случай, до начала программирования.

Другие элементы окна.

Этими галочками убираются лишние кнопки (чтоб не путались). Ставим как на картинке.

Очень важно! Нужный чекбокс. В старой версии программы были определенные проблемы с надежностью программирования без этого чекбокса. В новой версии программы эта проблема решена! Но если при записи или чтении происходят ошибки — программа сразу честно признается в этом. Если у Вас выдается – ставьте галочку «тормоз» и все запишется без проблем! Только медленней. При записи фьюзов «тормоз» обязателен! Не надо рисковать.

Можно указать какую область прожечь – ставим «Все!».

Выбор порта, с которым будем работать. Если незнаем куда тыкнули программатор – по очереди перебираем все, пока синеньким не высветится Ваш контроллер.