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.
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:
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.
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.
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:
Изменение скорости программирования (1МГц):
На этом подготовительная работа завершена, теперь можно попробовать прошить какой-нибудь микроконтроллер.
(скачено: 1 203)
Универсальный программатор для микроконтроллеров AVR и PIC
В радиолюбительских журналах и сети Интернет приводится множество схем программаторов. Они отличаются способом подключения к компьютеру: через LPT, COM, USB. Программаторы для порта LPT наиболее простые, для COM - чуть сложнее. Для программатора, подключаемого к USB-порту, нужно иметь либо микроконтроллер, либо специализированную микросхему, преобразователь USB - UART. Кроме этого, разные программаторы предназначены для прошивки разных микроконтроллеров: AVR или PIC, при том, что алгоритм программирования этих двух типов микроконтроллеров отличается незначительно. Поэтому само собой напрашивается желание собрать универсальный программатор для любых микроконтроллеров - AVR и PIC.
Оптимальной нам показалась приведённая ниже схема программатора. Он подключается к COM-порту компьютера и содержит известную микросхему MAX232, которая корректно работает с любым COM-портом (у разных компьютеров уровни порта могут существенно отличаться от стандарта), защищая его при случайных ошибках монтажа или подключения. Программатор имеет панельки для разных корпусов микроконтроллеров, а также возможность для внутрисхемного программирования ICSP, когда программатор подключается проводами к плате с микроконтроллером или непосредственно к ножкам микроконтроллера без установки его в панельку. Программатор видится программами как JDM, поэтому проблем с программным обеспечением не возникает. Можно рекомендовать программу IC-PROG 1.06В.
Переключение режимов AVR - PIC производится микропереключателем. Процесс работы устройства индицируется четырьмя светодиодами. Программатор прост и не требует наладки, используются очень распространённые детали.
Вместо микросхемы 74LS00 можно поставить К555ЛА3 или КР1533ЛА3, транзисторы, в принципе, заменимы на похожие. У данной схемы есть одна странность - номиналы токоограничительных резисторов для светодиодов. Так как светодиоды подключены к разным участкам схемы, напряжения на этих участках также разные, из-за чего светодиоды светятся с разной яркостью. Для того, чтобы это исправить, можно попробовать подобрать резисторы, в частности - уменьшить R4 и R7. Вместо КД523 можно использовать распространённые 1N4148.
Печатная плата.lay (для Sprint Layout) Разводка выполнена под SMD-резисторы, остальные компоненты - в обычном исполнении.
Внимание! На печатной плате проводки MOSI и MISO к панельке ATMEGA8 показаны неправильно, их нужно перекинуть. Также C7 и C9 имеют перемычки - их нужно убрать.
Работа с IC-PROG
Скачивать программу нужно с официального сайта:
http://www.ic-prog.com/index1.htm
В каталоге программы должны находиться следующие файлы:
icprog.exe - непосредственно программа
icprog.sys - драйвер доступа к портам под XP
Необходимо нажать правой клавишей мыши на файле icprog.exe и выбрать "свойства". На вкладке "совместимость" необходимо поставить галочку "запустить в режиме совместимости" и выбрать Windows 2000.
Далее необходимо зайти в меню "Настройки" и выбрать пункт "Программатор". Тип программатора необходимо установить JDM и указать COM-порт, к которому физически подключен программатор. Для очень быстрых компьютеров можно также установить задержку ввода-вывода. В этом же окне необходимо указать интерфейс "Прямой доступ к портам". Все галочки параметров сигналов должны быть сняты.
Затем необходимо зайти в меню "Настройки" и выбрать пункт "Опции", вкладку "Общие", где установить галочку "Включить NT/2000/XP драйвер". При этом появится окно подтверждения установки драйвера и программа перезапустится.
После этого программа готова к работе с программатором.
Когда-то давно пару лет назад, в очередной раз пересмотрел подшивку како-го радиотехнического журнала и задумался: а не пора ли осваивать микроконтроллеры? С этим проблем не было, литературы много, примеров достаточно. Изучил матчасть, написал свою первую ПРОГРАММУ. Потом начались поиски того, чем эту программу запихнуть в контроллер, тоесть программатора. Нужна была схема простая, чтоб собрать из того, что под рукой и надежная, без глюков так сказать. После долгих поисков выбор пал на схему программатора из журнала "РАДИО" №10 2007г. ст. 31. Описывать эту схему не стану, для желающих в архиве есть оригинал статьи. Скажу лишь, что схема отлично работала, шила все подряд без проблем, только почему-то иногда вилетал МАХ232 (заменил 3 шт., может бракованые попались). Тот программатор подарил коллеге и решил собрать себе такой-же, но у меня не оказалось еще одного управляемого стабилизатора K78R12C, опять начались поиски замены... В результате родилась вот такая схема, это результат "скрещивания" журнальной схемы и фирменного программатора SI-PROG:MAX232 заменил на более быстродействующий ST232, управляемый стабилизатор заменил обычным 7812 и транзисторным ключем после него, транзисторы - ВС547, все остальные детали - по рекомендациям из оригинальной статьи. Также добавил отдельную подключаемую плату с панельками для разных типов контроллеров (так как в основном юзаю РІС-и, то плата пока только под них, а если нужно прошить AVR - то проводочками:-)). Монтируется все это на вот такой плате:
А это сменная плата для ПИК-ов и микросхем памяти:
Из панелек все неиспользуемые контакты удалить, чтобы не сверлить много лишних отверстий. Вот фото собраной платы:
Программатор собрал в поляцком корпусе, который обозначается Z50, собственно под него и проектировалась плата, ниже несколько фото:
На фото видно в корпусе трансформатор питания, я его потом выкинул, так как он оказался слабоват (сделал светодиодную подсветку передней панели из сверхярких светодиодов, и трансформатор не осилил:-). Сейчас используется внешний блок питания 15В, и током до 1А. Программатор работает с программами PonyProg, Si-prog, WinPic800. Используя для управления программу PonyProg следует выбрать в соответствующем ее окне программатор SI Prog I/O и задать инверсию сигналов в соответствии с таблицей 1, для программ Si-Prog и WinPic 800 следует выбрать программатор JDM Programmer, а инверсию сигналов задать в соответствии с таблицами 2 и 3.
Однажды я решил собрать несложный LC-метр на pic16f628a и естественно его надо было чем-то прошить. Раньше у меня был компьютер с физическим com-портом, но сейчас в моём распоряжении только usb и плата pci-lpt-2com. Для начала я собрал простой JDM программатор, но как оказалось ни с платой pci-lpt-com, ни с usb-com переходником он работать не захотел (низкое напряжение сигналов RS-232). Тогда я бросился искать usb программаторы pic, но там, как оказалось всё ограничено использованием дорогих pic18f2550/4550, которых у меня естественно не было, да и жалко такие дорогие МК использовать, если на пиках я очень редко что-то делаю (предпочитаю авр-ы, их прошить проблем не составляет, они намного дешевле, да и программы писать мне кажется, на них проще). Долго копавшись на просторах интернета в одной из множества статей про программатор EXTRA-PIC и его всевозможные варианты один из авторов написал, что extrapic работает с любыми com-портами и даже переходником usb-com.
В схеме данного программатора используется преобразователь логических уровней max232.
Я подумал, если использовать usb адаптер, то будет очень глупо делать два раза преобразование уровней usb в usart TTL, TTL в RS232, RS232 обратно в TTL, если можно просто взять TTL сигналы порта RS232 из микросхемы usb-usart преобразователя.
Так и сделал. Взял микросхему CH340G (в которой есть все 8 сигналов com-порта) и подключил её вместо max232. И вот что получилось.
В моей схеме есть перемычка jp1, которой нет в экстрапике, её я поставил потому что, не знал, как себя поведёт вывод TX на ТТЛ уровне, поэтому сделал возможность его инвертировать на оставшемся свободном элементе И-НЕ и не прогадал, как оказалось, напрямую на выводе TX логическая единица, и поэтому на выводе VPP при включении присутствует 12 вольт, а при программировании ничего не будет (хотя можно инвертировать TX программно).
После сборки платы пришло время испытаний. И тут настало главное разочарование. Программатор определился сразу (программой ic-prog) и заработал, но очень медленно! В принципе - ожидаемо. Тогда в настройках com порта я выставил максимальную скорость (128 килобод) начал испытания всех найденных программ для JDM. В итоге, самой быстрой оказалась PicPgm. Мой pic16f628a прошивался полностью (hex, eeprom и config) плюс верификация где-то 4-6 минут (причём чтение идёт медленнее записи). IcProg тоже работает, но медленнее. Ошибок про программировании не возникло. Также я попробовал прошить eeprom 24с08, результат тот же - всё шьёт, но очень медленно.
Выводы: программатор достаточно простой, в нём нет дорогостоящих деталей (CH340 - 0.3-0.5$ , к1533ла3 можно вообще найти среди радиохлама), работает на любом компьютере, ноутбуке (и даже можно использовать планшеты на windows 8/10). Минусы: он очень медленный. Также он требует внешнее питание для сигнала VPP. В итоге, как мне показалось, для нечастой прошивки пиков - это несложный для повторения и недорогой вариант для тех, у кого нет под рукой древнего компьютера с нужными портами.
Вот фото готового девайса:
Как поётся в песне "я его слепила из того, что было". Набор деталей самый разнообразный: и smd, и DIP.
Для тех, кто рискнёт повторить схему, в качестве usb-uart конвертера подойдёт почти любой (ft232, pl2303, cp2101 и др), вместо к1533ла3 подойдёт к555, думаю даже к155 серия или зарубежный аналог 74als00, возможно даже будет работать с логическими НЕ элементами типа к1533лн1. Прилагаю свою печатную плату, но разводка там под те элементы, что были в наличии, каждый может перерисовать под себя.
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | Микросхема | CH340G | 1 | В блокнот | ||
| IC2 | Микросхема | К1533ЛА3 | 1 | В блокнот | ||
| VR1 | Линейный регулятор | LM7812 | 1 | В блокнот | ||
| VR2 | Линейный регулятор | LM7805 | 1 | В блокнот | ||
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ502Е | 1 | В блокнот | ||
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ3102Е | 1 | В блокнот | ||
| VD1-VD3 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 2 | В блокнот | ||
| C1, C2, C5-C7 | Конденсатор | 100 нФ | 5 | В блокнот | ||
| C3, C4 | Конденсатор | 22 пФ | 2 | В блокнот | ||
| HL1-HL4 | Светодиод | Любой | 4 | В блокнот | ||
| R1, R3, R4 | Резистор | 1 кОм | 3 |
