AVT-5325.pdf

(1473 KB) Pobierz
PROJEKTY
UsbAsp
AVT
5325
Programator mikrokontrolerów
AVR
Opisów programatorów ISP
dla mikrokontrolerów AVR jest
w  Internecie bez liku. Ale
takich, które są wyposażone
w  interfejs USB już mniej,
a  jeśli, to najczęściej są one
oparte o  konwerter FT232.
W  artykule opisano programator,
który nie wymaga użycia
konwertera USB. Programator
może być używany pod kontrolą
systemów operacyjnych Linux
i  Windows, ze środowiskami
programistycznymi AvrStudio,
BascomAVR, CodeVisionAVR
i  innymi.
Rekomendacje:
programator ma
interfejs USB, więc doskonale
sprawdzi się po zmianie
komputera na nowszy, ponieważ
zazwyczaj są one wyposażone
tylko w  ten rodzaj interfejsu.
Opisywany programator jest wzorowany
na projekcie opracowanym przez
http://www.
fischl.de/usbasp/.
W  porównaniu z  orygina-
łem dodano bufor 74LVC125, dzięki czemu
można programować układy zasilane napię-
ciem z zakresu 1,2...6,5 V.
Budowa programatora jest nieskompliko-
wana. Zawiera on mikrokontroler ATmega8
oraz kilka dodatkowych elementów. Istotną za-
letą programatora jest, że ma on interfejs USB,
dzięki czemu można go bez problemu używać
go na laptopie bez interfejsów LPT czy RS232C.
Dostępne jest oprogramowanie interfejsu użyt-
kownika zarówno dla Windows jak i Linux.
Transmisją sygnałów po USB zajmuje się
mikrokontroler, nie jest wymagany dodatko-
wy, stosunkowo drogi konwerter USB. Szyb-
kość programowania oscyluje o  okolicach
5  kB/s, w  razie potrzeby można ją zmniej-
szyć. Programator pobiera prąd zasilający
mniejszy niż 100  mA, dzięki czemu może
być zasilany również z  wyjścia pasywnego
(bez dodatkowego zasilacza) HUB’a  USB.
Płytka drukowana programatora została
przystosowana do obudowy typu Z-70.
Budowa i zasada działania:
Schemat ideowy programatora pokazano
na
rysunku 1.
Jego sercem jest mikrokontro-
ler U1 – ATmega8. Emuluje on programowo
interfejs USB, dzięki czemu nie jest potrzeb-
ny dodatkowy konwerter USB<–>RS232
(np. FT232RL), co obniża cenę gotowego
urządzenia. Ze względu na to, że mikrokon-
troler jest zasilany napięciem 5  V z  portu
USB, zastosowano diody Zenera D1 i D2 dla
obniżenia maksymalnego napięcia występu-
jącego na magistrali USB (brak diod spowo-
duje pojawianie się błędów SYNC).
Napięcia zasilania jest filtrowane przez
C1, C2.
Diody LED sygnalizują stan programatora:
– D3 (czerwona) przyłączenie do USB,
– D4 (zielona) operacje na programowa-
nym procesorze.
Układ U2 powinien być zasilany na-
pięciem zawierającym się w  przedziale
1,2...3,6 V, ponieważ w takim zakresie napię-
cia zasilania producent gwarantuje popraw-
ną pracę układu. W  układach produkowa-
nych przez NXP napięcie zasilające do 6,5 V
nie spowoduje jego zniszczenia. Maksymal-
na wartość napięcia zasilającego zależy od
producenta układu. Zaleca się więc pracę
z  programatorem przy zasilaniu programo-
wanego CPU napięciami 1,2...3,6 V. Aby pro-
gramować układy zasilane napięciem 2...6 V
zaleca się wymienić układ U2 na 74HC125.
Programator jest odseparowany od pro-
gramowanego procesora buforem U2 typu
74LVC125AD. Bufor jest zasilany z systemu
AVT-5325 w ofercie AVT:
AVT-5325A – płytka drukowana
AVT-5325B – płytka drukowana + elementy
Podstawowe informacje:
• Zasilanie programatora z  portu USB.
• Napięcie zasilające programowanego
mikrokontrolera: 1,2...6 V.
• Lista obsługiwanych mikrokontrolerów AVR:
ATmega6450, ATmega3250, ATmega645,
Atmega325, ATmega2561, ATmega2560,
ATmega1281, Atmega1280, Atmega640,
ATmega168, ATmega88, Atmega48,
ATmega8535, ATmega8515, ATmega8,
Atmega161, ATmega32, ATmega6490,
ATmega649, ATmega3290P, ATmega3290,
ATmega329P, ATmega329, Atmega169,
ATmega163, ATmega162, ATmega644P,
Atmega644, ATmega324P, ATmega164P,
Atmega16, ATmega128, ATmega64,
ATmega103, ATtiny15, ATtiny13, ATtiny12,
Attiny11, Attiny2313, ATtiny84, ATtiny44,
Attiny24, ATtiny85, ATtiny45, Attiny25,
ATtiny861, ATtiny461, Attiny261, ATtiny26.
• Współpraca ze środowiskami
programistycznymi AvrStudio, BascomAVR,
CodeVisionAVR itp.
• Praca pod kontrolą systematów: Windows
(XP/Vista), Linux, MacOS X, FreeBSD.
Dodatkowe materiały na CD/FTP:
ftp://ep.com.pl,
user:
17692,
pass:
4yv87ftn
• wzory płytek PCB
• karty katalogowe i  noty aplikacyjne
elementów oznaczonych w 
Wykazie
elementów
kolorem czerwonym
Projekty pokrewne na CD/FTP:
AVT-5279 Programator PIC (EP 2/2011)
AVT-5172 Uniwersalny programator
mikrokontrolerów AVR (EP 2/2009)
AVT-5153 Uniwersalny programator JTAG/ISP
(EP 10/2008)
AVT-5125 Programator USB AVR (STK500)
(EP 2/2008)
AVT-1462 Uniwersalny adapter dla
programatorów AVR-ISP (EP 2/2008)
AVT-2855 Ulepszony programator STK200
(EdW 2/2008)
AVT-988 Programator AVRISP z interfejsem
USB (STK500) (EP 7/2007)
(wymienione artykuły są w  całości dostępne na CD)
26
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011
Programator mikrokontrolerów AVR
Rysunek 1. Schemat ideowy programatora AVR z interfejsem USB
Wykaz elementów
Rezystory:
(0,125 W)
R1: 2,2 kV
R2, R8: 10 kV
R3, R6, R7: 68
V
R4, R5: 470
V
Kondensatory:
C1: 4,7
mF/25 V
C2: 100 nF
C3, C4: 22 pF
C5: 100 nF
Półprzewodniki:
D1, D2: dioda Zenera 3,6 V
D3: dioda LED 3 mm zielona
D4: dioda LED 3 mm czerwona
U2: 74LVC125AD (SO-16)
U1: ATmega8A-PU (DIP-28)
Inne:
Q1: rezonator kwarcowy 12 MHz
J1: gniazdo USB, kątowe do druku
JP5: gniazdo IDC6 lub goldpin 2×3
J3, J4: goldpin 1×3 + zworka
Fuse high byte:
0xc9 (szesnastkowo)
RSTDISBL = 1
WDTON = 1
SPIEN = 0
CKOPT = 0
REKLAMA
Rysunek 2. Schemat montażowy programatora AVR z interfejsem USB
programowanego za pośrednictwem złącza
JP5. Napięcie zasilające bufor jest filtrowane
przez C5. Charakterystyczną cechą U2 jest
to, że napięcia na jego wejściach mogą osią-
gać wartość 5,5 V, choć sam układ może być
zasilany napięciem dużo niższym. Dzięki
temu nie ma problemu z  programowaniem
mikrokontrolerów zasilanych napięciem
3,3 V i niższymi. Gdyby zamiast układu LVC
zastosować 74HC125, wtedy to rezystory
R9…11 zabezpiecza U2 przed zniszczeniem,
gdyby był on zasilany napięciem niższym
niż 4,4 V. Rezystor R3 zabezpiecza U1 w wy-
padku, gdy U2 jest zasilany napięciem 6 V.
Zworkę J4 można ustawić w  jednej
z dwóch pozycji. Gdy J4 (ThreeState) ma zwar-
te wyprowadzenia 2-3 (pozycja
ON)
bufor jest
cały czas przyłączony do programowanego
mikrokontrolera. Gdy zwarte są wyprowadze-
nia 1-2 (pozycja
AUTO),
wówczas bufor jest
przyłączany tylko na czas operacji na mikro-
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011
kontrolerze (programowanie, weryfikacja, od-
czyt). Zworka J3 umożliwia współpracę z pro-
cesorami AVR taktowanymi sygnałem zega-
rowym o częstotliwości niższej niż 1,5 MHz.
Zwarcie wyprowadzeń 1-2 zmniejsza zegar
częstotliwość taktowania interfejsu SPI, zwar-
cie 2-3 umożliwia pracę z pełna prędkością.
Montaż i uruchomienie:
Schemat montażowy programatora
umieszczono na
rysunku 2.
Montaż rozpo-
czynamy od wlutowania układu U2 od stro-
ny miedzi. Później montujemy elementy od
najmniejszego do największego. Pod U1
warto zastosować podstawkę precyzyjną.
U1 należy zaprogramować przy użyciu ze-
wnętrznego programatora plikiem
usbasp.
atmega8.2011-05-28.hex.
Ustawienie bitów
konfiguracyjnych (fuse
bitów)
jest następu-
jące („1” oznacza bit niezaprogramowany,
tak jak w kartach katalogowych):
27
Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów
oznaczonych w  wykazie elementów kolorem czerwonym
PROJEKTY
Po umieszczeniu zaprogramowanego
procesora w  podstawce U1 i  sprawdzeniu
funkcjonowania programatora, płytkę można
umieścić w obudowie Z-70.
Instalacja sterowników
Aby programator działał prawidłowo,
w  systemie Windows należy zainstalować
sterowniki USB. Po podłączeniu USBasp
do komputera system wykryje programa-
tor i  uruchomi kreatora znajdowania no-
wego sprzętu. Wskazujemy sterownik (plik
„usbasp.inf”) znajdujący się w pakiecie opro-
gramowania dostępnym na CD-EP12/2011
i serwerze ftp w katalogu
usbasp.2011-05-28/
bin/win-driver/libusb_1.2.4.0.
Na pytanie
o plik
usblib0.sys
wskazujemy folder
x86.
Po
instalacji sterowników w  menedżerze urzą-
dzeń pojawi się USBasp (rysunek 
3).
Teraz
można zainstalować program
avrdude.
W  Linuksie instalacja jest łatwiejsza. Wy-
starczy zainstalowanie programu
avrdude
z re-
pozytorium użytkowanego systemu Linux.
Rysunek 7. Wybór programatora ze-
wnętrznego w Bascom AVR
• W oknie
arguments
podajemy parametry:
-p m168 -c usbasp -P usb -U flash:w:”plik.
hex”:a  -U  flash:v:”plik.hex”:a,
gdzie
m168 to typ mikrokontrolera.
• W 
Initial directory
wpisujemy ścieżkę
dostępu do pliku (trzeba pamiętać o koń-
cowym znaku „\”)
• Zmiany zatwierdzamy przyciskiem
Close.
• W celu zaprogramowania mikrokontrole-
ra wybieramy w  menu
Tools
nazwę na-
szego programatora (w  przykładzie jest
to USBasp (rysunek
5).
• Do funkcji programowania można przy-
pisać klawisz skrótu (rysunek
6).
W Bascom AVR:
• Z menu wybieramy
Options
Programmer.
• Z  listy rozwijanej wybieramy
External
programmer
(rysunek
7).
• W zakładce
Other
(w dolnej części okna)
podajemy ścieżkę do
avrdude.
• W oknie parametrów wpisujemy
„avrdu-
de” -p m168 -c usbasp -U flash:w:”{FILE-
}”:a -U flash:v:”{FILE}”:a oraz
zaznacza-
my opcję
Use HEX file,
gdzie m168 to typ
mikrokontrolera.
• Programowanie wywołujemy klawiszem
F4 lub ikonką
Program chip
(rysunek
8).
Przykładowe typy procesorów po pa-
rametrze „-p”: m8 (ATmega8), m32 (ATme-
ga32), m128 (ATmega128), m168 (ATme-
ga168), t85 (ATtiny85), t2313 (ATtiny2313),
8515 (AT90S8515), 1200 (AT90S1200).
Rysunek 3. Okno menedżera urządzeń
z zainstalowanym programatorem
Obsługa
Rysunek 4. Wpisanie nazwy programato-
ra w AVR Studio
EESAVE = 1
BOOTSZ1 = 0
BOOTSZ0 = 0
BOOTRST = 1
Fuse low byte:
0x9f (szesnastkowo)
DODLEVEL = 1
BODEN = 0
SUT 1..0 = 01
CKSEL 3..0 = 1111
Przy korzystaniu z oprogramowania
avrdu-
de
programator obsługuje się za pomocą linii
komend. Poniżej kilka standardowych komend:
• Tylko odczyt sygnatury: (m8 to typ mi-
krokontrolera):
avrdude -p m8 -c usbasp,
• Odczyt programu z  pamięci mikrokon-
trolera do pliku hex:
avrdude -p m8 -c
usbasp -U flash:r:program.hex,
• Zapis programu z  pliku hex do pamię-
ci mikrokontrolera:
avrdude -p m8 -c
usbasp -U flash:w:program.hex,
Pozostałe rozkazy możemy poznać wpi-
sując w  linii komend
avrdude
bez parame-
trów (wyświetli się pomoc).
Obsługa programatora z  linii komend
nie jest zbyt wygodna. W systemie Windows
obsługę ułatwia program
AVR Burn-O-Mat.
Oczywiście, jego użytkowanie jest opcjo-
nalne. Po zainstalowaniu
AVR Burn-O-Mat
w  ustawieniach (menu
Settings)
wybieramy
port USB. Obsługa programu jest intuicyjna
i nie wymaga szerszego omawiania.
Dzięki temu, że program obsługuje się
z linii komend, bez problemu może on współ-
pracować z różnymi środowiskami programi-
stycznymi takimi jak AvrStudio, BascomAVR,
CodeVisionAVR, Keil itp. Dla przykładu omó-
wiono konfigurację popularnych środowisk
programistycznych
AVR Studio
i Bascom
AVR.
W AVR Studio:
• Z menu Tools wybieramy
Customize...
• Otworzy się okno
Command,
w  którym
wybieramy zakładkę
Tools.
• Wskazujemy ikonkę
New
lub wciskamy
klawisz
Insert.
• Wpisujemy nazwę programatora, np.
USBasp
(rysunek 4).
• W oknie
Command
wskazujemy ścieżkę
do
avrdude
(np.: C:\WinAVR-20100110\
bin\avrdude.exe).
Sławomir Skrzyński, EP
Bibliografia:
http://mirley.firlej.org/programator_na_usb_
usbasp
http://www.elektroda.pl/rtvforum/
topic1784303.html
http://avrside.fr.pl/pol/ind_pol.html
Rysunek 5. Wybór programatora w AVR
Studio
Rysunek 6. Przypisanie klawisza skrótu
w AVR Studio
Rysunek 8. Uruchomienie programowania
w Bascom AVR
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011
28

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin