В моём случае это абсолютный рекордсмен по скорости доставки - около 5 месяцев беспечного блуждания непонятно где. Несмотря на чудовищную задержку по времени, пакет я всё-таки получил, чему несказанно рад, не взирая на недочёты, о коих поведаю ниже. Поскольку у меня весьма плохая память, то нужно было объединить найденную полезную информацию где-то в одном месте в виде памятки, собирать её по крупицам в разных закоулках сети оказалось делом нетривиальным, поэтому оформлю всё это отдельным постом.
USB ISP - самый дешёвый программатор контроллеров AVR, что можно найти в продаже, брался для расширения кругозора и более углубленного изучения AVR.
Обзор в себя включает: описание программатора, как его подключить к чипу, настройку его работы в программах AvrDude Prog, Khazama, Atmel Studio 7, и не только это.

Конечно вместо него можно использовать Arduino UNO с прошитым в него скетчем ArduinoISP, но это не удобно, возня с проводами, особенно если UNO всего одна, отбивает энтузиазм. Проще было заиметь отдельно такой программатор, точнее два. По двум причинам:
1) Ещё перед покупкой уже из отзывов было понятно, что качество пайки этих устройств страдает, а некоторым ещё и с расколотыми стабилитронами они приходили. Решено было подстраховаться, заказав два.
2) Один программатор к тому же можно шить другим, переставив перемычку на ведомом устройстве.

Технические характеристики

Поддерживаемые ОС: Windows, MacOS, Linux
Процессор: Atmega8A
Интерфейс подключения к ПК: USB
Интерфейс программирования: ISP (внутрисхемное)
Напряжение программирования: 5В или 3.3В (в зависимости от положения перемычки JP2)
Частота программирования: 375кГц (по умолчанию) и 8кГц (при замкнутой перемычке JP3)
Поддерживаемые контроллеры: все AVR с интерфейсом SPI
Описание:

Список поддерживаемых микроконтроллеров

ATmega серия

ATmega8 ATmega48 ATmega88 ATmega168 ATmega328
ATmega103 ATmega128 ATmega1280 ATmega1281 ATmega16
ATmega161 ATmega162 ATmega163 ATmega164 ATmega169
ATmega2560 ATmega2561 ATmega32 ATmega324 ATmega329
ATmega3290 ATmega640 ATmega644 ATMEGA64 ATmega649
ATmega6490 ATmega8515 ATmega8535

Tiny серия

ATtiny12 ATtiny13 ATtiny15 ATtiny26 ATTINY25
ATtiny45 Attiny85 ATtiny2313

Серия Classic

AT90S1200 AT90S2313 AT90S2333 AT90S2343 AT90S4414
AT90S4433 AT90S4434 AT90S8515
AT90S8535

CAN серия

AT90CAN128

PWM серия

AT90PWM2 AT90PWM3

Внешний вид

Комплект поставки минимальный - программатор + шлейф без резинки. В моём случае в удвоенном количестве.

Культура исполнения и вправду хромает, мне в глаза сразу бросились криво припаянные гребёнки. Везде где только можно - имеются следы флюса, причём с окислами, по всей видимости, программаторы давно валялись на складе, а сборка их производилась с присущей китайцам быстротой.

Некоторые отверстия не целиком заполнены припоем

SMD-элементы тоже криво припаяны

Гребёнку чуть позже выровнял, уж больно неприятно на такую раскосую смотреть, элементы пропаял, а плату затем отмыл

Размеры платы несколько больше USB-TTL-конвертера на CP2102

Длина шлейфа около 30см, бытует мнение, что чем короче шлейф, тем лучше. Некоторые его специально укорачивают. Если заказать оригинальный USBASP - там комплектный шлейф уже 50см.

Органы управления на плате

На плате имеются три перемычки, задающие разные режимы работы программатора:

JP1 - замыкается в случае обновления прошивки самого программатора
JP2 - тройная перемычка, здесь выбирается, какое напряжение будет подаваться на прошиваемый микроконтроллер, либо 5В (левое положение) и 3.3В (правое положение)
JP3 - если её замкнуть, то программирование контроллера будет происходить с пониженной частотой, однако китайцы не стали сюда впаивать гребёнку, т.к. на данной прошивке она не требуется

Программатор, как можно заметить, построен на базе Atmega8 с кварцем на 12МГц. Самый правый верхний элемент, подписанный F1, с перевёрнутой цифрой 4 - самовосстанавливающийся предохранитель, защищает USB-порт ПК/ноутбука, если на прошиваемой плате вдруг произошло короткое замыкание. Под перемычкой JP2 находится LDO-стабилизатор 662К , понижающий напряжение с 5В до 3.3В, если перемычка установлена в правое положение.

Установка драйверов

Чтобы начать пользоваться программатором, необходимо сперва поставить на него драйвера. Вставляю любой программатор в USB-порт ПК, звучит сигнал о новом оборудовании, на самом девайсе горит светодиод, но автоматического поиска драйверов не происходит.

примечание. перед установкой драйвера необходимо отключить проверку цифровой подписи в Windows

1) Скачать , распаковать в удобное место.
2) Зайти в «Диспетчер устройств», например навести курсор на главную кнопку (Win10), нажать ПКМ и выбрать пункт «Диспетчер устройств».

3) В ветке «Другие устройства» можно увидеть неопознанное устройство USBASP с оранжевым треугольничком - > навести на него курсор, нажать ПКМ -> «Обновить драйверы...»

4) Указать путь до раннее распакованной папки с драйверами - «libusb_1.2.4.0», нажать «ОК»

5) «Всё равно установить этот драйвер»

6) Готово, теперь оранжевый треугольничек пропал, драйвера поставлены

Прошивка собрата

Мне уже было известно до этого, что китайцы продают эти программаторы с не самой свежей прошивкой. Решил сперва обновить прошивку на одном из них, а затем ради интереса сравнить оба программатора в работе. Для этого соединяю шлейфом оба устройства, на ведущем (который вставляю в USB-порт) никакие перемычки не трогаются, а на ведомом программаторе (на котором будем обновлять прошивку) я переставил перемычку с JP2 на JP1 :

Захожу в программу Khazama AVR Programmer, выбираю из выпадающего списка ATmega8 и сперва считаю Flash-память через пункт меню «Command» -> «Read FLASH to Buffer», чтобы cохранить китайскую заводскую прошивку у себя. На всякий случай.

При этом периодически будет выпадать такая ошибка, закрыв окно, программа продолжит работу.

Идёт считывание, которое завершается всплывающим окном об успешном считывании FLASH-памяти в буфер

Теперь нужно сохранить содержимое буфера: «File» -> «Save FLASH Buffer As...». Выбрать удобное место, куда старая прошивка сохранится, дать имя (я например её назвал firmware_1) и дописать расширение *.hex - если его не писать, то она сохранится как просто файл без расширения.

Скачиваю прошивку для программатора с странички, архив usbasp.2011-05-28.tar.gz (в этом же архиве есть драйвера для Windows, распаковываю содержимое в удобное место.
Тем временем в Khazama загружу скачанную прошивку в буфер. «File» -> «Load FLASH File to Buffer». Выбираю прошивку, где в названии написано atmega8, поскольку прошиваемый программатор на этом чипе.

Как видно, здесь три прошивки - для Atmega8, 48 и 88. В нашем случае Atmega 8 - её и выбираю.

Прошиваю. «Command» -> «Write FLASH File to Buffer». Снова возникает ошибка, но после идёт процесс, завершающийся успехом.

Поскольку в обычном понимании «запрограммировать» означает выставить 1, то при работе со фьюзами всё ровно наоборот, от чего возникает путаница и в этом случае можно по неосторожности заблокировать контроллер и прошить потом его будет уже нельзя. Программа Khazama AVR Programmer удобна просмотром фьюз-битов - там наглядно видно и расписано , какие из них установлены, а какие нет.

Находятся они по пути «Command» -> «Fuses and Lock Bits...», откроется окно:

Где по нажатии кнопки «Read All» считаются фьюз- и лок-биты, а пресловутая ошибка успеет вылезти аж 5 раз подряд. Ошибки сыпятся именно на заводской китайской прошивке. Но если вставить в USB-порт недавно прошитый программатор, прошивкой скаченной по ссылке выше, то этих ошибок вылазить уже не будет, однако баги вылезут в другом месте, но о них позже.

Связь с платой Pro Mini (Atmega 168, 3.3V/8MHz)

В этом случае выводы программатора соединяются с выводами платы Pro Mini, как проиллюстрировано на схематичном рисунке ниже. Перемычки не переставляются, т.е. остаётся в положении 5В.
Несмотря на то, что плата Pro Mini подписана как 3.3В, на 168-ю Атмегу можно подавать и 5В. Стабилизатор AMS1117 на 3.3В кстати вообще выпаян из платы.

AVRDUDE PROG 3.3
Консольная программа для прошивки микросхем, своего графического интерфейса не имеет, в стоке работает из командной строки, но энтузиастами было написано немало оболочек на неё, для удобства работы с ней. Одна из таких оболочек называется AVRDUDE PROG, созданная русскоязычными разработчиками. Эта оболочка, на мой взгляд удобна как раз для Flash-перепрошивки МК. После её запуска выбирается контроллер, в данном случае Atmega168 и тип программатора - USBasp. После чего можно заниматься записью/считыванием памяти. Что на заводской прошивке, что на новой - в обоих случаях никаких проблем с общением с Atmega168 не возникло. Прошил ради интереса ардуиновский стандартный blink-скетч, экспортированный в бинарный HEX-файл. Всё гладко.

Khazama AVR Programmer
Здесь достаточно выбрать микроконтроллер из выпадающего списка и можно уже работать с памятью/битами.
Однако если на самом программаторе установлена заводская прошивка, периодически будут сыпаться ошибки, о чём выше уже было упомянуто, на новой прошивке - данных ошибок уже нет.

Связь с контроллером ATtiny13A в корпусе SOIC8

Соединение согласно схеме ниже. Но тут всё немного интереснее.

Поскольку голый чип в SMD-корпусе SOIC8, в данном случае я поместил его в переходник SOIC8-DIP8 для удобства соединения с программатором в дальнейшем. Обзор на этот переходник можно почитать .

AVRDUDE PROG 3.3
Тут выбирается из списка одноимённый контроллер, программатор USBasp и, если программатор прошит заводской китайской прошивкой, то все операции проходят ровно и гладко. Однако стоит заменить программатор на другой, с обновлённой прошивкой, то при любой операции возникает ошибка.

Появляется она из-за того, что ни программа, ни программатор не могут автоматически перейти в режим медленного программирования, необходимый для ATtiny13. Но есть как минимум два выхода:
1) Железный: замкнуть перемычку JP3

2) Программный: отредактировать файл «programm.ini» в папке с программой AVRDUDE PROG 3.3


Внести туда четыре строчки кода и сохранить. (взято )
progisp=jtag2pdiportprog=COM1portenabled=1 progisp=Usbasp -B 3 portprog=usb portenabled=0

Примечание. Здесь применён ключ "-B", который и занимается переводом программатора на пониженную частоту программирования. Значение «3» - время в микросекундах

После этого снова запустить AVRDUDE PROG 3.3 и в выпадающем списке программаторов выбрать UsbaspSpeed. Теперь работа с ATtiny13 на программаторе с новой прошивкой будет уже без ошибок, а перемычку JP3 замыкать больше не потребуется в этом случае.

Khazama AVR Programmer
Выбирается контроллер из списка и почти та же ситуация.

Программатор с заводской прошивкой нормально работает с ATtiny13, если не считать постоянно появляющихся окон с ошибкой, о чём раннее уже рассказывал.
Но с программатором на новой прошивке уже появляется иная ошибка с невозможностью прочесть сигнатуру (цифровую подпись) контроллера.

Но стоит замкнуть перемычку JP3 , и можно спокойно работать

Или просто задать частоту работы из выпадающего списка по пути «Command» -> «Programm Options», я выставил частоту 187.5кГц.

Примечание. Частота программирования должна быть меньше тактовой частоты прошиваемой микросхемы не менее, чем в 4 раза. Но если посмотреть на считанные с ATtiny13 фьюзы, то на последней строчке Int.Rc.Osc. указано 9.6МГц.
Как минимум, у новичка возникнет вопрос - почему на выставленных в KHazame 1.5МГц - появляется та же ошибка? А также почему, если в AtmelStudio написать например код мигания светодиода с частотой раз в секунду и в макросе прописать:
#define f_cpu 9600000 то загрузив код на Attiny13, светодиод будет мигать очень медленно?
- посмотрим на предпоследнюю строчку, где Divide Clock by 8 Internally - это включенный предделитель частоты, который делит эти 9.6МГц на 8, и поэтому реальная частота чипа здесь - 1.2МГц. Поэтому при выборе частоты 187.5кГц или меньше, ошибки исчезают и можно работать нормально с контроллером.

Примечание 2. Способ с выбором частоты в KHazame по скорости работы в несколько раз выигрывает у метода с физическим замыканием перемычки JP3, потому как в последнем случае частота понижается до 8кГц.

Интеграция программатора в Atmel Studio 7

Atmel Studio - среда разработки от фирмы Atmel, но напрямую работать с USBASP, тем более китайским, она не может. Однако благодаря той же программе AVRDUDE, входящий в состав пакета AVRDUDE PROG 3.3, которая будет играть здесь роль посредника, можно соорудить «костыль», а уже в самой среде затем добавить возможность прошивать МК, подключенный через USBASP.

Сперва нужно запустить среду, предполагается, что некий код у нас уже написан и собран. В моём примере это простая мигалка светодиодом - Blink.

На верхней панели инструментов выбрать «Tools» - «External Tools...»

Откроется небольшое окно, нажать «Add»

В самом верхнем поле «Title:» ввести любое удобное название, я написал «Atmega168», т.к. та конфигурация, что приведу чуть ниже относится конкретно к этому контроллеру, и для любого другого контроллера она настраивается индивидуально.
В большом поле наверху, название инструмента будет автоматически продублировано.

Вторая строка, поле «Command:» - здесь нужно указать путь до файла «avrdude.exe», который находится в папке с вышерассмотренной программой

Третья строка, поле «Arguments:» необходимо ввести собственно саму конфигурацию

Конфигурация для Atmega168

P m168 -c usbasp -P usb -U flash:w:$(ProjectDir)Debug\$(TargetName).hex:a
-p - наименование контроллера
-с - какой программатор
-P - порт, через который будет заливаться прошивка
-U - какая операция с какой памятью будет производится (в данном случае запись во Flash)
Если нужно настроить для другого МК, то параметр «m168» нужно изменить на соответствующий контроллер, который будет прошиваться. Например «m8» для Atmega8 или «m328p», если Atmega328p. Параметры для других МК смотрите - также там найдёте описания ключей AVRDUDE.

Конфигурация для ATtiny13

После заполнения полей нажать «Apply» и «ОК». Окно закроется

Теперь, если снова кликнуть по «Tools», там появится только что созданный инструмент. И по нажатии по нему откомпилированный код будет автоматически прошит в контроллер.

Но эта операция происходит в два клика, что не очень удобно. Надо вынести этот инструмент на главную панель инструментов, чтобы он был всегда на виду.
Для этого нужно снова зайти в «Tools», затем кликнуть по пункту «Customize...»
Откроется следующее окно:

Перейти во вкладку «Commands» - нажать кнопку «Add Command...»

Ещё одно окно появится. В нём - в левой колонке выбрать «Tools», а в правой колонке выделить «External Command 1». Нажать «OK»

«External Command 1» окажется наверху списка, и, обратите внимание на саму панель инструментов - в интерфейсе появился пункт «Atmega168».

Но как мне кажется, место ему отведено не совсем удачное, желательно его сдвинуть вправо, для этого нажимается кнопка «Move Down» (одно нажатие = сдвиг на одну позицию вправо). После этого можно закрывать окно по кнопке «Close» и шить чип прямо из студии в один клик через обозреваемый программатор.

При перепрошивке чипа таким методом, на секунду появляется консольное окно AVRDUDE. Но может возникнуть необходимость как-то сохранить этот лог для дальнейшего его просмотра - тогда в окне «External tools» нужно поставить галку на «Use Output window».

И теперь лог будет отображаться в окне вывода, что внизу программы ATmel Studio 7. Данная галка может задаваться отдельно для каждого добавленного в «External tools» контроллера.

Дополнение по фьюзам программатора

Из документа READMI, идущего в комплекте с драйверами и прошивкой для USBASP, позже выяснилось, что разработчик рекомендует выставить определённую конфигурацию фьюз-битов, определяющих работу внешнего резонатора.
Минусом khazam"ы является то, что в окне со фьюзами не отображаются HEX-значения выставленных битов. Это уже можно посмотреть в AVRDUDE PROG. Заводские фьюзы, выставленные китайцами, выглядят так (обязательно поставить точку «инверсные» - выделил синим прямоугольником ):

Это нужно снять две галки с «BODEN» и «SUT1» (выделено красным овалом),
поставить две галки на «CKOPT» и «SUT0» (выделено зелёным прямоугольником),
справа в колонке при этом будут отображаться HEX-значения изменённых битов (выделено жирным красным прямоугольником): Lock Byte: 3F , Fuse High Byte: C9 , Fuse Low Byte: EF .

Если всё сходится, можно нажимать «программирование»

ВНИМАНИЕ. Злой фьюз-бит RSTDISBL - не трогать ни в коем случае, иначе его установка заблокирует контроллер и прошить потом через USBASP его уже будет нельзя.

_____________________________________

Выводы

Опробовано, работает. Если khazam не планируется использовать, то в обновлении прошивки для программатора - смысла нет, благо и так прекрасно работает, причём в случае с ATtiny13 никаких правок и перемычек вносить не требуется. Последняя прошивка - почему-то оказалась более капризна в этом плане. Единственное, после получения, плату надо пропаять и отмыть.

Список ссылок

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

Как театр начинается с вешалки, так программирование микроконтроллеров начинается с выбора хорошего программатора. Так как начинаю осваивать микроконтроллеры фирмы ATMEL, то досконально пришлось ознакомится с тем что предлагают производители. Предлагают они много всего интересного и вкусного, только совсем по заоблачным ценам. К примеру, платка с одним двадцатиногим микроконтроллером с парой резисторов и диодов в качестве обвязки, стоит как «самолет». Поэтому остро встал вопрос о самостоятельной сборке программатора. После долгого изучения наработок радиолюбителей со стажем, было решено собрать хорошо зарекомендовавший себя программатор USBASP, мозгом которого служит микроконтроллер Atmega8 (так же есть варианты прошивки под atmega88 и atmega48). Минимальная обвязка микроконтроллера позволяет собрать достаточно миниатюрный программатор, который всегда можно взять с собой, как флэшку.

Автором данного программатора является немец Thomas Fichl, страничка его разработки со схемами, файлами печатных плат и драйверами.
Раз решено было собрать миниатюрный программатор, то перерисовал схему под микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP32 (распиновка микроконтроллера отличается от распиновки в корпусе DIP):

Перемычка J1 применяется, в случае если необходимо прошить микроконтроллер с тактовой частотой ниже 1,5МГц. Кстати, эту перемычку вообще можно исключить, посадив 25 ногу МК на землю. Тогда программатор будет всегда работать на пониженной частоте. Лично для себя отметил, что программирование на пониженной скорости на доли секунды дольше, и поэтому теперь перемычку не дёргаю, а постоянно шью с ней.
Стабилитроны D1 и D2 служат для согласования уровней между программатором и USB шиной, без них работать будет, но далеко не на всех компьютерах.
Светодиод blue показывает наличие готовности к программированию схемы, red загорается во время программирования. Контакты для программирования выведены на разъем IDC-06, распиновка соответствует стандарту ATMEL для 6-ти пинового ISP разъема:

На этот разъем выведены контакты для питания программируемых устройств, здесь оно берется напрямую с USB порта компьютера, поэтому нужно быть внимательным и не допускать кз. Этот же разъем применяется и для программирования управляющего микроконтроллера, для этого достаточно соединить выводы Reset на разъеме и на мк (см. красный пунктир на схеме). В авторской схеме это делается джампером, но я не стал загромождать плату и убрал его. Для единичной прошивки хватит и простой проволочной перемычки. Плата получилась двухсторонняя, размерами 45х18 мм.

Разъем для программирования и перемычка для снижения скорости работы программатора вынесены на торец устройства, это очень удобно

Прошивка управляющего микроконтроллера

Итак, после сборки устройства осталось самое важное - прошить управляющий микроконтроллер. Для этих целей хорошо подходят друзья у которых остались компьютеры с LPT портом:) Простейший программатор на пяти проводках для AVR
Микроконтроллер можно прошивать с разъема программирования, соединив выводы Reset микроконтроллера (29 нога) и разъема. Прошивка существует для моделей Atmega48, Atmega8 и Atmega88. Желательно использовать один из двух последних камней, так как поддержка версии под Atmega48 прекращена и последняя версия прошивки датируется 2009 годом. А версии под 8-й и 88-й камни постоянно обновляются, и автор вроде как планирует добавить в функционал внутрисхемный отладчик. Прошивку берем на странице немца. Для заливки управляющей программы в микроконтроллер я использовал программу PonyProg. При программировании необходимо завести кристалл на работу от внешнего источника тактирования на 12 МГц. Скрин программы с настройками fuse перемычек в PonyProg:

После прошивки должен загореться светодиод подключенный к 23 ноге микроконтроллера. Это будет верный признак того, что программатор прошит удачно и готов к работе.

Установка драйвера

Установка велась на машину с системой Windows 7 и никаких проблем не возникло. При первом подключении к компьютеру выйдет сообщение об обнаружении нового устройства, с предложением установки драйвера. Выбираем установку из указанного места:

Мигом появится окно с предупреждением о том, что устанавливаемый драйвер не имеет цифровой подписи у мелкомягких:

Забиваем на предупреждение и продолжаем установку, после небольшой паузы появится окно, сообщающее об успешном окончании операции установки драйвера

Все, теперь программатор готов к работе.

Khazama AVR Programmer

Для работы c программатором я выбрал прошивальщик Khazama AVR Programmer . Замечательная программка, с минималистичным интерфейсом.

Она работает со всеми ходовыми микроконтроллерами AVR, позволяет прошивать flash и eeprom, смотреть содержимое памяти, стирать чип, а также менять конфигурацию фьюз-битов. В общем, вполне стандартный набор. Настройка фьюзов осуществляется выбором источника тактирования из выпадающего списка, таким образом, вероятность залочить кристалл по ошибке резко снижается. Фьюзы можно менять и расстановкой галок в нижнем поле, при этом нельзя расставить галки на несуществующую конфигурацию, и это тоже большой плюс в плане безопасности.

Запись фьюзов в память мк, как можно догадаться, осуществляется при нажатии кнопки Write All. Кнопка Save сохраняет текущую конфигурацию, а Load возвращает сохраненную. Правда я так и не смог придумать практического применения этих кнопок. 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 и скорости работы. Он без проблем заработал как на древнем стационарном пк так и на новом ноутбуке.

Скачать файл печатной платы в SprintLayout можно по

В интернете много схем USB программаторов для микроконтроллеров AVR. Все их можно разделить на три группы: программаторы на основе микроконтроллеров AVR, в которых USB интерфейс реализован программно, программаторы на основе микроконтроллеров AVR с аппаратной поддержкой USB, и программаторы на основе микросхем FT232, которые работают в режиме BitBang.

Один из наиболее простых для повторения AVR USB программаторов – это USBasp. Он собран на микроконтроллере Atmega8 (или Atmega48), требует минимум внешних компонентов, имеет несколько готовых вариантов разводки печатной платы и оболочек для программирования, а также может работать под Linux и MacOS.

Правда есть одно НО! Для оживления этого программатора в микроконтроллер нужно записать прошивку, а значит, у вас уже должен быть какой-то работающий AVR программатор или хотя бы возможность его где-то взять.

Схема программатора USBasp представлена на рисунке ниже. Я взял за основу схему с сайта автора http://www.fischl.de/usbasp и немного изменил ee. Были добавлены диоды VD1 - VD3, чтобы уменьшить напряжение питания и согласовать логические уровни микроконтроллера и USB порта без стабилитронов. Были выкинуты цепи подключенные к UART`у, так как они не использовались, и добавлен джампер JP1.

Расскажу о назначении светодиодов и джамперов.

HL1 сигнализирует о том, что идет процесс программирования. Он зажигается на время записи прошивки.

HL2 показывает, что программатор находится в рабочем состоянии. Он зажигается при подаче питания.

JP1 закорачивает цепочку из диодов, что позволяет изменять напряжение на разъеме программирования с 3 на 5 В. Однако без стабилитронов это прокатит не со всеми компьютерами. Многие компы не опознают USBASP, если у него 5-и вольтовые логические уровни.

JP2 изменяет частоту SCK сигнала. При разомкнутом джампере частота SCK будет 375 кГц, при замкнутом - 8 кГц. Это требуется для программирования микроконтроллеров с низкой тактовой частотой (меньше 1.5 МГц).

JP3 подключает вывод RESET к разъему программирования. Это нужно для того, чтобы запрограммировать сам микроконтроллер программатора.

JP4 подключает к разъему программирования +5В от USB порта. Эта функция может понадобиться, чтобы запитать программируемую плату от программатора.

Сборка USBASP

Для сборки программатора USBASP понадобятся следующие компоненты:

Изготовление платы методом ЛУТа не представляет особых сложностей - плата односторонняя, дорожки широкие. При печати не надо зеркалить рисунок платы.

После сборки платы ее нужно тщательно проверить на предмет замыканий. Особенно по цепям питания. Если все в порядке, то можно записать в микроконтроллер прошивку. Ее можно в конце статьи. На сегодняшний день это самая последняя версия, но на всякий случай загляните на сайт автора.

Запрограммировать микроконтроллер можно прямо в составе платы. Для этого нужно замкнуть джампер JP3 и JP4, подключить USBasp к компьютеру для подачи питания и подключить программатор к разъему BH-10. Остальные действия зависят от того, какой программатор вы используете.

После того как микроконтроллер запрограммирован, нужно настроить Fuse биты, чтобы он тактировался от внешнего кварцевого резонатора. Значения Fuse битов такие:

atmega8 HFUSE=0xc9 LFUSE=0xef
atmega88 HFUSE=0xdd LFUSE=0xff

Я прошивал USBASP родным атмеловским программатором. У меня в Atmel Studio окно с Fuse битами выглядело так.

Если прошивать USBasp программатором на FT232 , то в SinaProg изображение Fuse битов будет таким.

Разницы никакой, так что не задавайте вопросы какие Fuse биты установить.

Установка драйверов для USBasp

Для работы с программатором под Windows требуется установить драйвера. Их можно скачать с сайта автора. Для операционных систем Linux и MacOS X USBasp`у драйвера не требуется.

Подключаем собранный и запрограммированный USBasp к компьютеру. Операционная система оповестит нас о нахождении нового оборудовании и предложит установить драйвера.

Выбираем опцию - установить из указанного места

Указываем папку в которой лежат драйвера для программатора.

Система немного потупит, а затем начнется процесс установки.

Если все прошло удачно, мастер оборудования завершит работу.

А Windows оповестит нас об установке нового оборудования

Теперь программатором можно пользоваться.

Описанная процедура может немного отличаться в зависимости от версии операционной системы, но суть одна - подсунуть драйвера из папки.

Оболочки для работы с USBasp

Для работы с USBasp`ом есть несколько программ - avrdude, eXtremeBurner, Khazama и.. какие то еще.

На мой взгляд наиболее удобная в использование программа для USBaspa - это Khazama. Она имеет простой и интуитивно понятный оконный интерфейс. Процесс программирования микроконтроллера выполняется в три шага.

Сегодня расскажу, о недорогим и очень простом программаторе USBAsp v.2.0 для микроконтроллеров AVR (основанный на дизайне Томаса Фишла), с его помощью можно прошивать контроллеры AVR по интерфейсу ISP (не выпаивая его с платы), а самое главное, можно прошить загрузочный сектор на контроллерах Arduino.

Технические параметры

Напряжение питания: 5 В, DC
Интерфейс: USB 2.0
Программирование/ чтение: Atmel (AVR)
Габариты: 70 мм x 18 мм x 10 мм
Поддержка операционных систем: Windows XP / 7 / 8 / 8.1 / 10.

Общие сведения

Программатор USBAsp распространяется и открытым исходным кодом, так что при желании можно изготовить самому, скачав печатную плату и прошивку с сайта Thomas, из-за этого в различных интернет магазинах существует различные варианты программатора с одинаковым функционалом. В моем случае буду рассказывать о USBAsp V2.0 китайского производителя LC Technelogy.

Программатор собран на синий печатной плате, слева расположен USB-разъем необходимый для подключения к компьютеру. В центре располагается контроллер ATmega8A, рядом установлен кварцевый резонатор на 12 МГц и электрическая обвязка (резисторы, конденсаторы). Справа расположен 10-контактный разъем (два ряда, по пять выводов, шагом 2.54 мм), обеспечивающий обмен данными с прошиваемым микроконтроллером (интерфейс ISP). В комплекте поставляется кабель, с каждой стороны которого, установлен разъем IDC (10 выводов), для простоты прошивки некоторых плат (например Arduino), советую приобрести адаптер-переходник с 10-pin на 6-pin. Назначение выводов программатора USBAsp можно посмотреть на рисунке ниже, вид на стороне программатора.

Назначение выводов:
1 – MOSI
2 – VCC
3, 8, 10 – GND
4 – TXD
5 – RESET
6 – RXD
7 – SCK
9 – MISO

Световая индикация
Красный светодиод G - Включен
Красный светодиод R - Обмен данными

Перемычки
JP1 — POWER, управляет напряжением на разъеме ISP VCC (вывод 2), можно установить на + 3.3В, + 5В или вовсе убрать перемычку, если программируемое устройство, имеет собственный источник питания.
JP2 — SERVICE, обновления прошивки USBasp.
JP3 — SLOW, программирования на низких скоростях, если программируемое устройство, работает на частоте ниже 1.5 МГц, SCK (вывод 7) уменьшит частоту с 375 кГц до 8 кГц.

Принципиальная схема программатора USBAsp V2.0 можно посмотреть на рисунке ниже.

Список поддерживаемых AVR микроконтроллеров:
Mega Series: ATmega8, ATmega8A, ATmega48, ATmega48A, ATmega48P, ATmega48PA, ATmega88, ATmega88A, ATmega88P, ATmega88PA, ATmega168, ATmega168A, ATmega168P, ATmega168PA, ATmega328, ATmega328P, ATmega103, ATmega128, ATmega128P, ATmega1280, ATmega1281, ATmega16, ATmega16A, ATmega161, ATmega162, ATmega163, ATmega164, ATmega164A, ATmega164P, ATmega164PA, ATmega169, ATmega169A, ATmega169P, ATmega169PA, ATmega2560, ATmega2561, ATmega32, ATmega32A, ATmega324, ATmega324A, ATmega324P, ATmega324PA, ATmega329, ATmega329A, ATmega329P, ATmega329PA, ATmega3290, ATmega3290A, ATmega3290P, ATmega64, ATmega64A, ATmega640, ATmega644, ATmega644A, ATmega644P, ATmega644PA, ATmega649, ATmega649A, ATmega649P, ATmega6490, ATmega6490A, ATmega6490P, ATmega8515, ATmega8535,
Tiny Series: ATtiny12, ATtiny13, ATtiny13A, ATtiny15, ATtiny25, ATtiny26, ATtiny45, ATtiny85, ATtiny2313, ATtiny2313A
Classic Series: AT90S1200, AT90S2313, AT90S2333, AT90S2343, AT90S4414, AT90S4433, AT90S4434, AT90S8515, AT90S8535
Can Series: AT90CAN128
PWN Series: AT90PWM2, AT90PWM3

Установка драйвера USBAsp на Windows 8/10

Подключаем программатор к USB порту на компьютере, если все нормально, на плате загорится красный светодиод. Далее операционная система начнет поиск драйвера

Так как, в операционной системе нету необходимого драйвера, в «Диспетчере устройств » появится устройство «USBAsp » с восклицательным знаком.

Скачиваем с цифровой подписью, разархивируем и запускаем «InstallDriver.exe»

Драйвер установлен, в «Диспетчере устройств » пропадет восклицательный знак с «USBAsp ».

Установка драйвера на Windows XP и Windows 7 аналогичная, программатор готов к работе.

Программу разработал «Боднар Сергей », работает не только с китайским программатором USBAsp v.2.0, но и другими программаторами. Первым делом скачиваем программу, разархивируем и запускаем «AVRDUDEPROG.exe ».
В качестве примера, прошью китайскую плату в которой установлен микросхема ATmega328P. В программе, жмем на вкладку «Микроконтроллеры » и выбираем ATmega328P.

Далее, необходимо выбрать прошивку, в строке «Flash » нажимаем «. . . », переходим в папку «C:\Program Files\Arduino\hardware\arduino\avr\bootloaders\atmega » и выбираем «ATmegaBOOT_168_atmega328.hex », жмем «Открыть »

Подключаем программатор к плате «Arduino UNO R3 », и нажимаем кнопку «Программирование ».

В конце, выйдет диалоговое окно, о удачном окончании программировании.