Attiny2313 при параллельное программирование

В данной работе описывается конструкция параллельного программатора, единственной задачей которого является восстановление значений фьюзов микроконтроллера «по умолчанию», т.е. записанных на заводе. К достоинствам прибора следует отнести его простоту, автономность (независимость от ПК), а также возможность постоянно модернизировать и усовершенствовать, в зависимости от поставленных задач. Недостатком является, пожалуй, необходимость задействования достаточно большого количества линий связи с микроконтроллером, но иначе нельзя, ведь это — параллельное программирование.

Идея разработки этого устройства родилась после ошибочной записи значений фьюзов в ATmega8, после которой вывод сброса стал обычным вводом/выводом порта, синхронизация предусматривала внешний источник, да ещё и запрещалось программирование по SPI — короче говоря «полный набор». Поиск схем параллельного программатора по интернету и в печати не дал практически ничего, что удовлетворяло бы заданным условиям простоты и повторяемости. После изучения соответствующих даташитов решено было разработать устройство на одном микроконтроллере, которое восстанавливало бы значения фьюзов, необходимые для работы на обычном последовательном программаторе. Вообще-то, честно говоря, параллельный программатор больше ни для чего и не нужен в любительском конструировании — все функции программирования успешно выполняют широко распространённые последовательные «5 проводков», «STK-200», «AVR910», «usbasp» иже с ними.
Итак, задача поставлена — ищем решение. Начинаем, конечно, с выбора контроллера. Для параллельного программирования необходимо иметь как минимум 19 выводов ( см. таблицу).

Восьмивыводные кристаллы сразу отпадают. Можно, открывая ключи +5В и +12В от одного вывода, использовать 18 линий- в этом случае появляется возможность использовать 20-ти выводные корпуса, ATtiny2313, например. В своей же конструкции я использовал ATmega8515, исходя исключительно из удобства расположения портов (на одной стороне) и линий питания — всё для упрощения разводки печатной платы. Можно применить и 28-ми выводные контроллеры, но я изначально планировал последующее подключение LCD-индикатора и 4-х кнопочной клавиатуры. А, в принципе, собрать устройство можно на любом имеющемся кристалле с необходимым количеством выводов — длина кода — 330 байт.
Кроме того, для коммутирования напряжений питания 5 В и программирования 12 В необходимы соответствующие ключи. Изобретать велосипед я не стал, и использовал широко известное схемное решение в виде транзисторного ключа.
Как и в любой диалоговой системе необходимы устройства ввода и вывода — добавляем, соответственно, кнопку и светодиод.
В результате родилась схема, представленная на рисунке:

Схема, как вы видите, проста до безобразия и особых разъяснений не требует. Единственное, что вызовет определенные конструктивные затруднения — это подключение программируемых контроллеров к программатору. Можно это сделать, например, коммутацией проводниками на макетной плате, а можно (и гораздо удобнее) собрать универсальную плату расширения для основных типов контроллеров (или для тех, с которыми постоянно работаешь), подключаемую к программатору шлейфом.
Питать устройство необходимо от стабилизированного источника 12 В. На микросхеме IC1 собран стабилизатор напряжения питания 5 В. Кнопка SA1 «PROG»- даёт команду на перезапись фьюзов, светодиод зелёного свечения VD1 «DONE» — сигнализирует об успешном перепрограммировании. На транзисторах VT1 — VT4 собраны ключи для коммутации напряжений питания и программирования. Сразу оговорюсь, что схему можно совершенствовать сколько душе угодно. Допустим, установить стабилизатор на 12 В — в этом случае можно питать устройство от нестабилизированного источника 16-22 В. Возможно заменить транзисторные ключи на микросхему коммутатора тока и пр.
Конструкция программатора может быть любой — в зависимости от Ваших возможностей и умения. Я сам программатор сделал на печатной плате, а программируемые микроконтроллеры подключал через макетку. В дальнейшем планирую сделать универсальную плату расширения и подключать к программатору 20-ти жильным шлейфом. Детали любые малогабаритные, номиналы указаны на схеме.
Пару слов о программной части. Программа написана на языке С в оболочке WinAVR. Порядок действий в ней полностью соответствует даташиту ATmega8 (раздел о параллельном программировании).
Работать с программатором очень просто. Контроллер, в котором необходимо переписать фьюзы, вставляется в соответствующую панельку. Включается питание и нажимается кнопка «PROG». Загоревшийся светодиод «DONE» сигнализирует об успешной перезаписи. Питание выключается и, после изъятия из панельки, контроллер используется обычным способом.
В своей конструкции я подключал к программатору, кроме панели для ATmega8 ещё панель для ATmega16, поскольку алгоритм программирования для него почти такой же и прошиваемые значения фьюзов позволяют работать с последовательным программатором. В результате устройство даже в такой представленной «игрушечной» версии успешно «реанимирует» кроме ATmega8 ещё и ATmega8535, ATmega16, ATmega32 — это то, что я лично пробовал перепрограммировать
В дальнейшем я планирую дополнить программатор некоторыми функциями, расширить номенклатуру «реанимируемых» контроллеров. В планах добавить функцию считывания байта сигнатуры и, в зависимости от типа контроллера, прошивать его своими «даташитовскими» значениями. А, вообще, приведённых сведений более чем достаточно, чтобы пользователь мог сам модернизировать программатор — хоть в схемной, хоть в программной части.

Источник

Параллельный программатор для микроконтроллеров AVR (ATmega16)

Поводом для создания данного устройства послужило появление новых чипов AVR поддерживающих отладку по протоколу debugWIRE. Так как он не является протоколом программирования, то после смены исходного кода во время отладки и, естесственно, забыв отключить фуз DWEN — AVRStudio не может заново «подключиться» к отлаживаему кристаллу. Это значит, что фуз DWEN не может быть «сброшен» и, следовательно, отлаживаемый чип больше не может быть запрограммирован через SPI.

После «убийства» двух tiny2313 была написана программа для mega16, которая позволяла, подключившись к меге через житаг, в AVRStudio перепрограммировать фузы тини в параллельном режиме.

Правда это было несколько неудобно и была написана программа для PC, в которой была возможность программирования всех бит фузов для tiny2313.
Дальнейшим развитием стало введение возможности программирования, проверки и чтения Flash памяти, а также введена поддержка других МК.
Поддержка программирования EEPROM не вводилась в виду ненадобности. Вообще программа для МК должна быть написана таким образом, чтоб она сама устанавливала начальные значения EEPROM.

Самым очевидным недостатком данного устройства является то, что для сборки программатора AVR необходимо запрограммировать mega16. Однако такой подход имеет право на существование, т.к. даже Atmel предлагает для своего программатора AVRISP схему на своем же микроконтроллере.
Mega16, используемая в данном устройстве, может быть запрограммирована при помощи программатора AVReal и схемы FBPRG («6 проводков на LPT»). Или через интерфейс JTAG с помощью AVR miniICE

К сожалению COM порт компьютера не позволил реализовать «супербыстрое» программирование. Однако на глаз все равно оно проходит быстрее чем последовательное. DIP корпуса использованы исключительно потому, что автором при отладке используются именно они. Желающие могут сами переделать всю эту конструкцию под SMD.

Программирование AVR в параллельном режиме.
Возможность «безболезненно» программировать фузы DWEN и RSTDISBL
Возможность программирования фуза SPIEN

Поддерживаемые микроконтроллеры:
ATtiny 2313, ATmega32, ATmega16, ATmega8515, ATmega8535, ATmega8, ATmega48, ATmega88, ATmega168

Схема проста и не имеет каких то особенностей.

На микросхеме DA1 собран стабилизатор напряжения +5V
На транзисторах VT1 и VT2 реализован конвертер TTL — RS232
Микросхема DD2 может быть применена с любым буквенным индексом
Разъем XS2 служит для подключения к COM порту компьютера
К разъему XS3 подключается программируемый микроконтроллер.
Разъем XS4 предназначался для внутрисхемной отладки и может быть исключен или же использован для программирования mega16 по интерфейсу JTAG
Питание устройства осуществляется от внешнего стабилизированного источника +12V

Mega16 должна быть запрограммирована файлом code.hex из прилагаемого архива.
Фузы mega16 должны быть запрограммированы следующим образом:
CKSEL = 1110
SUT = 00
В архиве также имеется схема в форматах PDF и PCAD2002, разведенная печатная плата для головного модуля устройства и адаптеров для различных видов МК.

Перед началом работы необходимо вставить программируемый микроконтроллер в соответствующую панельку. Соединить центральный модуль устройства с платой адаптеров 20-ти проводным кабелем. Подать питание и запустить управляющую программу ParaPROG.exe

После старта управляющая программа имеет следующий вид:

Доступна только одна кнопка «Read Chip». При нажатии на эту кнопку программа ParaPROG осуществляет поиск программируемого микроконтроллера и пытается прочесть фузы и лок биты.

Если поиск устройства был неудачным программа выводит сообщение о неудачной попытке и остается в прежнем состоянии.

При удачном поиске осуществляется автоопределение подключенного микроконтроллера, считываются фузы, лок биты и вся эта информация выводится в основном окне программы. Становятся доступны все остальные кнопки.

Значения фузов и лок битов выводятся в формате принятом Atmel. Т.е. 1 = бит не запрограммирован (соответсвует установленному флажку) и 0 = бит запрограммирован (соответсвует снятому флажку)

Кнопки выполняют следующие функции:
Read Chip
Нажатие на эту кнопку осуществляет синхронизацию управляющей программы и центрального модуля программатора, поиск программируемого микроконтроллера, читает сигнатуру, фузы и лок биты
Write Fuses
Запись фузов в соответсвии со значениями заданными флажками для фузов
Write Lock Bits
Запись лок битов соответсвии со значениями заданными флажками для фузов
Chip Erase
Стирает Flash память программируемого микроконтроллера и сброс лок битов
Write Flash
Программирование Flash памяти в соответсвии с файлом, имя которого задано в поле рядом с этой кнопкой
Verify Flash
Сравнение Flash памяти с содержимым файла, имя которого задано в поле рядом с кнопкой Write Flash
Read Flash
Считывание Flash памяти в файл, имя которого задано в поле рядом с этой кнопкой

Программа принимает для записи/сравнения, а также выходным для чтения Flash является файлы binary формата. Получить их можно при помощи утилиты hex2bin из прилагаемого архива.
Во время работы программой выводятся сообщения в строке состояния, диалоговых окнах помогающие пользователю сориентироваться в работе программы.

Замеченные и пока не устранненные ошибки:
Так как при постоянно поданном напряжении +12V на Reset программируемые МК довольно сильно грелись, алгоритм работы устройства был сменен на временное включение режима программирования и немедленное выключение его после выполнения действия. Вледсвие этого при работе с некоторыми МК (например мега48) происходит рассинхронизация управляющей программы и основного модуля программатора. Поэтому рекомендуется иногда нажимать кнопку «Read Chip» проводя этим повторную синхронизацию (желательно перед каждым новым действием)
Иногда имя выходного файла при операции «Read Flash» самопроизвольно меняется на имя «Reading Flash»

Новая версия управляющей программы 0.2.0.7

Поддержка ATmega162.
Возможность добавления пользователем новых кристаллов. Поддержка различных процессоров вынесена в INI-файлы. Теперь для добавления нового процессора достаточно создать для него файл. В этом файле помимо всего прочего есть дефолтные значения для фузов (из даташита).
После считывания битов конфигурации с чипа для каждого байта отображается его HEX-представление (для более удобного переноса значений, например, в скрипт пакетной прошивки PonyProg).
Значения фузов, не соответствующие дефолтным, отображаются красным цветом.
Окошко ввода ком-порта и сохранение этой информации, а также путей к файлам BIN и HEX, в файл конфигурации.
Ручной выбор программируемого кристалла. Это полезно, когда у программируемого чипа испортились байты сигнатуры и обычным способом он не видится программатором (иногда бывает 🙂 ).
Автоматический запуск конвертера hex2bin при выборе для заливки во флэш файла типа HEX.
Исправлена ошибка самопроизвольного изменения имени выходного файла при операции «Read Flash».

Автор статьи: Павел Сироткин и Олег Шепель E-mail: pol_s@list.ru oleg@shepel.ru
Просмотров: 11968

Источник