WebSVN – MLAB – Blame – /Modules/AVR/ATprogISPUSB02A/DOC/HTML/ATprogISPUSB02A.cs.html

1338

miho

1

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">

2

<html>

3

<head>

4

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">

5

<title> ATprogISPUSB02A </title>

6

<meta name="keywords" content="stavebnice MLAB USB ISP programátor ATMEL AVR">

7

<meta name="description" content="Projekt MLAB, USB ISP programátor pro procesory ATMEL AVR">

8

9

<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">

10

<link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print">

11

<link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico">

12

<script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>

13

14

</head>

15

16

<body lang="cs">

17

18

19

20

<div class="Header">

21

<script type="text/javascript">

22

<!--

23

SetRelativePath("../../../../../");

24

DrawHeader();

25

// -->

26

</script>

27

<noscript>

28

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

29

</noscript>

30

</div>

31

32

33

34

35

<div class="Menu">

36

<script type="text/javascript">

37

<!--

38

SetRelativePath("../../../../../");

39

DrawMenu();

40

// -->

41

</script>

42

<noscript>

43

<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>

44

</noscript>

45

</div>

46

47

48

49

<div class="Text">

50

<p class="Title">

51

Programátor pro procesory AVR

52

</p>

53

<p class=Autor>

54

Miroslav Janás, Milan Horkel

55

</p>

56

<p class="Subtitle">

57

Modul USB programátoru procesorů AVR s šestipinovým ISP rozhraním.

58

Programátor patří do rodiny programátorů STK500. Programátor obsahuje

59

tlačítko RESET pro resetování cílového procesoru a přepínač VTG pro

60

napájení cílového zařízení napětím 5V přímo z USB nebo 3.3V

61

z vnitřního stabilizátoru.

62

</p>

63

<p class="Subtitle">

64

<img width="561" height="282" src="Pictures/image001.jpg"

65

alt="Osazený programátor, pohled zhora">

66

</p>

67

<p>

68

<a href="../ATprogISPUSB02A.cs.pdf"><img class="NoBorder"

69

src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"

70

alt="Acrobat"> PDF verze</a>

71

</p>

72

73

<h1> Technické parametry </h1>

74

75

<table>

76

<tr>

77

<th> Parametr </th>

78

<th> Hodnota </th>

79

<th> Poznámka </th>

80

</tr>

81

<tr>

82

<td> Napájení </td>

83

<td> 5V </td>

84

<td> Napájeno z USB rozhraní

85

</td>

86

</tr>

87

<tr>

88

<td> Napájení cílového zařízení </td>

89

<td> 5V z USB<br>

90

3.3V z vlastního stabilizátoru </td>

91

<td> Omezeno USB portem<br>

92

Maximálně cca 90mA/490mA <sup>1)</sup> </td>

93

</tr>

94

<tr>

95

<td> Spotřeba </td>

96

<td> cca 10mA </td>

97

<td> Bez cílového zařízení </td>

98

</tr>

99

<tr>

100

<td> Interface </td>

101

<td> USB 1.1, USB 2.0 </td>

102

<td> USB kabel A-B </td>

103

</tr>

104

<tr>

105

<td> Kompatibilita </td>

106

<td> AVR Studio 4<br>

107

AVRDUDE </td>

108

<td> STK500<br>

109

STK500v2 </td>

110

</tr>

111

<tr>

112

<td> Rozměry </td>

113

<td> 65x25x20mm </td>

114

<td> Výška nad nosnou deskou </td>

115

</tr>

116

</table>

117

118

<p>

119

<sup>1)</sup> Proud je omezen na cca 90mA pokud je osazen menší

120

stabilizátor a nebo pokud je použit nenapájený USB HUB

121

</p>

122

123

<h1> Popis konstrukce </h1>

124

125

<h2> Úvodem </h2>

126

127

<p>

128

Protože nové počítače a zejména notebooky již nemají oblíbený LPT port

129

ke kterému se připojují různé jednoduché programátory procesorů,

130

naklonovali jsme z dostupných pramenů tento programátor, který se

131

připojuje přes všudypřítomnou USB sběrnici. Konstrukce vychází zejména

132

z EVERTOOL – <span lang="EN-US">combined AVR programmer and

133

debugger</span>. Aby byla konstrukce jednodušší, nahrává se firmware

134

přes ISP konektor z jiného programátoru. Podrobnosti viz kapitola

135

oživení dále v textu.

136

</p>

137

138

<h2> Zapojení modulu </h2>

139

140

<p>

141

Modul je připojen k USB sběrnici prostřednictvím převodníku

142

USR-RS232 s obvodem FTDI TF232R. Tento převodník je běžně

143

rozšířený s podporovaný ve všech používaných operačních systémech.

144

Pokud ve vaší instalaci OS není driver přítomen, bude jej třeba

145

nainstalovat.

146

</p>

147

148

<p>

149

Pojistka F1 omezuje proud na cca 0.75A protože některé počítače nemají

150

napájecí proud z USB portů omezen. Pojistka je samoopravná. Dioda

151

D1 chrání programátor před zničením, pokud je špatně zapojený USB kabel

152

nebo port.

153

</p>

154

155

<p>

156

<img width="922" height="471" src="Pictures/image002.png"

157

alt="Schéma USB rozhraní">

158

</p>

159

160

<p>

161

Napájecí napětí pro programátor se bere z USB portu. Z USB

162

konektoru běžného počítače lze odebírat proud až 500mA. Z portu

163

z nenapájeného USB rozbočovače (a z malých PDA počítačů) lze

164

odebírat jen 100mA. Vlastní spotřeba programátoru je cca 10mA a zbytek

165

lze použít pro napájení cílové aplikace. Aby bylo možné napájet cílovou

166

aplikaci i napětím 3.3V je programátor vybaven stabilizátorem U2. Menší

167

obvod U2_1 poskytne cílové aplikaci cca 90mA, větší obvod U2_2 pak až

168

490mA. <i>Osazuje se jen jeden z nich!</i> Propojkou J2 se volí

169

napětí 3.3V (stav rozpojeno) nebo 5V (stav spojeno).

170

</p>

171

172

<p>

173

<img width="585" height="408" src="Pictures/image003.png"

174

alt="Schéma napájecí části">

175

</p>

176

177

<p>

178

Srdcem programátoru je procesor U3 ATmega8535. Použití právě tohoto

179

procesoru je dáno tím, že do programátoru musí pasovat firmware pro

180

programátor STK500. Procesor komunikuje sériově přes USB-RS232

181

převodník U1. Odpory 100Ω v sérii s ISP signály jsou

182

ochranné, aby nebylo tak snadné zničit programátor nebo cílovou

183

aplikaci, zejména při nevhodném napájení.

184

</p>

185

186

<p>

187

<img width="1029" height="431" src="Pictures/image004.png"

188

alt="Schéma části s procesorem">

189

</p>

190

191

<p>

192

Přepínač (propojka) J4 přepíná ISP signály buď do režimu normální

193

funkce (poloha 2-3) kdy programátor funguje jako programátor nebo do

194

režimu programování firmwaru vlastního programátoru (poloha 1-2).

195

V tomto režimu se ISP konektor J5 použije jako vstupní pro

196

připojení externího programátoru.

197

</p>

198

199

<p>

200

Je třeba si uvědomit, že 5V na USB nemusí znamenat 5V v cílové

201

aplikaci protože se zde projeví úbytky na kabelech, pojistkách a

202

tolerance napájecího zdroje PC. Napájení cílové aplikace se zapíná

203

přepínačem SW2.

204

</p>

205

206

<p>

207

<img width="672" height="260" src="Pictures/image005.png"

208

alt="Schéma ISP konektoru">

209

</p>

210

211

<p>

212

Tlačítko SW1 slouží pro resetování cílové aplikace, ale neresetuje

213

samotný programátor. Je nutné ho osadit, protože současně funguje jako

214

drátová propojka na plošném spoji.

215

</p>

216

217

<p>

218

Zelená  LED dioda D2 značí připravenost programátoru, červená LED

219

dioda D3 oznamuje právě probíhající programování.

220

</p>

221

222

<h2> Mechanická konstrukce </h2>

223

224

<p>

225

Modul je navržen jako standardní modul do stavebnice MLAB

226

s upevňovacími sloupky v rozích.

227

</p>

228

229

<p>

230

<img width="561" height="282" src="Pictures/image006.jpg"

231

alt="Pohled ze strany součástek">

232

</p>

233

234

<p>

235

<img width="561" height="274" src="Pictures/image007.jpg"

236

alt="Pohled ze strany spojů">

237

</p>

238

239

<h1> Osazení a oživení </h1>

240

241

<h2> Osazení </h2>

242

243

<p>

244

Modul je navržen na jednostranné desce a obsahuje dvě propojky. Jedna

245

propojka je realizována prostřednictvím tlačítka RESET. Pokud se

246

tlačítko neosadí, je třeba osadit propojku. Druhá propojka se nachází u

247

konektoru J4. Katody LED diod jsou označeny v potisku a jsou

248

směrem k procesoru.

249

</p>

250

251

<p>

252

Deska při pohledu ze strany součástek

253

</p>

254

255

<p>

256

<img width="705" height="358" src="Pictures/image008.png"

257

alt="Osazovák ze strany součástek">

258

</p>

259

260

<p>

261

Deska při pohledu ze strany spojů

262

</p>

263

264

<p>

265

<img width="699" height="354" src="Pictures/image009.png"

266

alt="Osazovák ze strany spojů">

267

</p>

268

269

<p>

270

Seznam použitých součástek

271

</p>

272

273

<table class="Soupiska">

274

<tr>

275

<th> Počet </th>

276

<th> Reference </th>

277

<th> Název </th>

278

<th> Pouzdro </th>

279

</tr>

280

<tr>

281

<th colspan="4"> Odpory </th>

282

</tr>

283

<tr>

284

<td> 4 </td>

285

<td> R5, R6, R7, R17 </td>

286

<td> 100 </td>

287

<td> R0805 </td>

288

</tr>

289

<tr>

290

<td> 2 </td>

291

<td> R15, R16 </td>

292

<td> 1k5 </td>

293

<td> R0805 </td>

294

</tr>

295

<tr>

296

<td> 1 </td>

297

<td> R1 </td>

298

<td> 4k7 </td>

299

<td> R0805 </td>

300

</tr>

301

<tr>

302

<td> 8 </td>

303

<td> R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12 </td>

304

<td> 10k </td>

305

<td> R0805 </td>

306

</tr>

307

<tr>

308

<td> 1 </td>

309

<td> R14 </td>

310

<td> 33k </td>

311

<td> R0805 </td>

312

</tr>

313

<tr>

314

<td> 1 </td>

315

<td> R13 </td>

316

<td> 68k </td>

317

<td> R0805 </td>

318

</tr>

319

<tr>

320

<th colspan="4"> Keramické kondenzátory </th>

321

</tr>

322

<tr>

323

<td> 2 </td>

324

<td> C14, C15 </td>

325

<td> 22p </td>

326

<td> C0805 </td>

327

</tr>

328

<tr>

329

<td> 11 </td>

330

<td> C1, C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10, C11, C12, C13 </td>

331

<td> 100n </td>

332

<td> C0805 </td>

333

</tr>

334

<tr>

335

<td> 3 </td>

336

<td> C2, C7, C16 </td>

337

<td> 2.2uF/6.3V/C0805 </td>

338

<td> C0805 </td>

339

</tr>

340

<tr>

341

<th colspan="4"> Indukčnosti </th>

342

</tr>

343

<tr>

344

<td> 1 </td>

345

<td> L1 </td>

346

<td> BLM21P300SPT </td>

347

<td> R0805 </td>

348

</tr>

349

<tr>

350

<th colspan="4"> Pojistky </th>

351

</tr>

352

<tr>

353

<td> 1 </td>

354

<td> F1 </td>

355

<td> RXE075E_SMD </td>

356

<td> F1812 </td>

357

</tr>

358

<tr>

359

<th colspan="4"> Diody </th>

360

</tr>

361

<tr>

362

<td> 1 </td>

363

<td> D1 </td>

364

<td> 1N4007SMD </td>

365

<td> MELF </td>

366

</tr>

367

<tr>

368

<td> 1 </td>

369

<td> D2 </td>

370

<td> green </td>

371

<td> LED3 </td>

372

</tr>

373

<tr>

374

<td> 1 </td>

375

<td> D3 </td>

376

<td> red </td>

377

<td> LED3 </td>

378

</tr>

379

<tr>

380

<th colspan="4"> Integrované obvody </th>

381

</tr>

382

<tr>

383

<td> 1 </td>

384

<td> U1 </td>

385

<td> FT232RL </td>

386

<td> SSO28_210 </td>

387

</tr>

388

<tr>

389

<td> 1 </td>

390

<td> U3 </td>

391

<td> ATmega8535L-8AU </td>

392

<td> TQFP44 </td>

393

</tr>

394

<tr>

395

<td> 1 </td>

396

<td> U2_1 </td>

397

<td> LE33CD </td>

398

<td> SO8_150 </td>

399

</tr>

400

<tr>

401

<td> 1 </td>

402

<td> U2_2 </td>

403

<td> LT1117-3.3 </td>

404

<td> SOT223 </td>

405

</tr>

406

<tr>

407

<th colspan="4"> Krystaly </th>

408

</tr>

409

<tr>

410

<td> 1 </td>

411

<td> X1 </td>

412

<td> 3.6864MHz </td>

413

<td> XTAL050 </td>

414

</tr>

415

<tr>

416

<th colspan="4"> Mechanické součástky </th>

417

</tr>

418

<tr>

419

<td> 1 </td>

420

<td> SW1 </td>

421

<td> P-B1720A </td>

422

<td> PUSH050x050 </td>

423

</tr>

424

<tr>

425

<td> 1 </td>

426

<td> SW2 </td>

427

<td> P-B143 </td>

428

<td> P-B143 </td>

429

</tr>

430

<tr>

431

<td> 1 </td>

432

<td> J1 </td>

433

<td> USB_B_01 </td>

434

<td> USB_B_01 </td>

435

</tr>

436

<tr>

437

<td> 1 </td>

438

<td> J2 </td>

439

<td> JUMP2 </td>

440

<td> JUMP2 </td>

441

</tr>

442

<tr>

443

<td> 1 </td>

444

<td> J4 </td>

445

<td> JUMP3 </td>

446

<td> JUMP3 </td>

447

</tr>

448

<tr>

449

<td> 2 </td>

450

<td> J3, J5 </td>

451

<td> JUMP2X3 </td>

452

<td> JUMP2X3 </td>

453

</tr>

454

<tr>

455

<th colspan="4"> Konstrukční součástky </th>

456

</tr>

457

<tr>

458

<td> 2 </td>

459

<td>   </td>

460

<td> Jumper propojka </td>

461

<td>   </td>

462

</tr>

463

<tr>

464

<td> 4 </td>

465

<td>   </td>

466

<td> Šroub M3x12 </td>

467

<td>   </td>

468

</tr>

469

<tr>

470

<td> 4 </td>

471

<td>   </td>

472

<td> Podložka M3 </td>

473

<td>   </td>

474

</tr>

475

<tr>

476

<td> 4 </td>

477

<td> Sloupek M3x5mm </td>

478

<td> DI5M3X05 </td>

479

<td>   </td>

480

</tr>

481

<tr>

482

<td> 2 </td>

483

<td> Konektor 2x3 piny na kabel </td>

484

<td> NDR-06 </td>

485

<td>   </td>

486

</tr>

487

<tr>

488

<td> 12 </td>

489

<td> Piny do konektoru </td>

490

<td> NDR-T </td>

491

<td>   </td>

492

</tr>

493

<tr>

494

<td> 1 </td>

495

<td> Plošný spoj </td>

496

<td> ATprogISPUSB02A </td>

497

<td>   </td>

498

</tr>

499

</table>

500

501

<h2> Oživení </h2>

502

503

<p>

504

Pokud je deska dobře osazená, zbývá jen do procesoru nahrát firmware.

505

Aby se zjednodušila konstrukce, byl vynechán pomocný procesor, který

506

firmware nahrával do programátoru. Do tohoto pomocného procesoru se

507

musel stejně nahrát další firmware, který pak už komunikoval

508

s aplikaci AVR studio. Do našeho programátoru tedy nahrajeme jen

509

patřičný HEX soubor s pojistkami pomocí externího programátoru.

510

Nemáme tedy možnost automatického upgrade firmware. Pro upgrade je

511

nutné zase použít externí programátor jako při prvotním programování

512

firmwaru.

513

</p>

514

515

<p>

516

Jednoduchý externí programátor (pro LPT port) je uveden v návodu

517

v sekci „Modules/AVR“ na webu

518

<a href="http://www.mlab.cz/">http://www.mlab.cz</a>.

519

</p>

520

521

<p>

522

<img width="701" height="355" src="Pictures/image010.png"

523

alt="Osazení zhora">

524

</p>

525

526

<table>

527

<tr>

528

<th> J1 </th>

529

<td> je USB konektor pro připojení k počítači PC </td>

530

</tr>

531

<tr>

532

<th> J2 </th>

533

<td> slouží pro volbu napájecího napětí programátoru a cílové aplikace </td>

534

</tr>

535

<tr>

536

<th> J3 </th>

537

<td> je konektor napájení programátoru (3.3V nebo 5V) </td>

538

</tr>

539

<tr>

540

<th> J4 </th>

541

<td> přepíná režim normální funkce nebo režim programování programátoru </td>

542

</tr>

543

<tr>

544

<th> J5 </th>

545

<td> je ISP programovací konektor </td>

546

</tr>

547

<tr>

548

<th> SW1 </th>

549

<td> je RESET pro cílovou aplikaci </td>

550

</tr>

551

<tr>

552

<th> SW2 </th>

553

<td> zapíná napájecí napětí pro cílovou aplikaci pokud nemá aplikace vlastní zdroj </td>

554

</tr>

555

</table>

556

557

<h3> Nahrání procesoru v programátoru </h3>

558

559

<p>

560

Budeme potřebovat soubor <i>stk500.hex</i> s firmwarem. Ten

561

naleznete v sekci HW tohoto projektu (na webu

562

<a href="http://www.mlab.cz/">http://www.mlab.cz</a>).

563

</p>

564

565

<p>

566

Dále budete potřebovat nějaký fungující programátor pro procesory

567

ATMEL. Aby popis byl konkrétní, popíšeme použití jednoduchého

568

programátoru <i>picoweb</i> spolu s aplikací <i>avrdude</i>.

569

</p>

570

571

<p>

572

Do procesoru je třeba nahrát i správné hodnoty konfiguračních přepínačů

573

<i>lfuse</i> a <i>hfuse</i>.

574

</p>

575

576

<p>

577

Přepneme propojku J4 (ISP SELECTION) do polohy 1-2 a připojíme externí

578

programátor k ISP konektoru J5. Pokud použitý externí programátor

579

potřebuje ke své činnosti napájení z cílového zařízení, zapneme

580

napájení přepínačem SW2 (TARGET POWER) přepnutím do polohy ON a zvolíme

581

programovací napětí pomocí propojky J1 (SELECT) na 5V nebo 3,3V podle

582

toho, co vyžaduje externí programátor. Obvyklá hodnota je 5V. Připojíme

583

oživovaný programátor k USB portu počítače, tím se přivede

584

napájení a druhým programátorem pak můžeme nahrát do procesoru firmware

585

a konfigurační slova.

586

</p>

587

588

<p>

589

Pro nahrání je připraven dávkový soubor <i>flash.bat</i>, který si

590

budete muset přizpůsobit podle vaší konfigurace. Linuxoví uživatelé

591

mají připravený shell script <i>flash.sh</i>, který si přizpůsobí

592

podle svého. Dělá to samé.

593

</p>

594

595

<p>

596

<samp>avrdude -p atmega8535 -P lpt1 -c picoweb -v -U lfuse:w:0xff:m -U

597

hfuse:w:0xdb:m</samp>

598

</p>

599

600

<p>

601

<samp>avrdude -p atmega8535 -P lpt1 -c picoweb -U flash:w:stk500.hex:a</samp>

602

</p>

603

604

<p>

605

Po naprogramování se propojka J4 vrátí do pracovní polohy 2-3 (režim

606

normal).

607

</p>

608

609

<h1> Programové vybavení </h1>

610

611

<p>

612

Pro uživatele Windows XP je nutné ještě nainstalovat ovladače USB

613

převodníku FTDI. Aktuální drivery jsou na webu výrobce na adrese

614

<a href="http://www.ftdichip.com/">http://www.ftdichip.com</a>. Hledáme

615

drivery pro obvod FTDI232R pro Windows XP. Je jedno, zda zvolíme driver

616

VCP nebo D2XX protože driver je ve skutečnosti jen jeden společný pro

617

obě API.

618

</p>

619

620

<p>

621

Programátor se v systému jeví jako nový COM port. Windows XP

622

číslují použité COM porty pořád dál a po nějaké době začne přidělovat

623

velká čísla (třeba COM11). AVR Studio umí použít jen port COM1 až COM9.

624

V případě potřeby je možné systému vnutit pro dané zařízení

625

libovolné číslo COM portu. Dělá se to ve správci zařízení

626

v pokročilých volbách (je nutné být pro tuto chvíli

627

administrátorem).

628

</p>

629

630

<h2> Použití programátoru v programu AVR Studio 4 </h2>

631

632

<p>

633

Po spuštění AVR studia vybereme na horní liště nástroje <samp>Tools /

634

Program AVR / Auto Connect</samp>. A můžeme programovat.

635

Pokud  <samp>Auto Connect</samp> nic nenajde, zvolíme

636

<samp>Tools / Program AVR / Connect</samp>… a vybereme

637

<samp>Platform</samp>: „<i>STK500 or AVRISP</i>“ a případně nastavíme

638

ve volbě <samp>Port</samp>: správný COM port, na kterém je náš

639

programátor.

640

</p>

641

642

<p>

643

Který COM port byl přiřazen USB programátoru můžeme poznat pomocí

644

programu <samp>Příslušenství / Komunikace / Hyper Terminal</samp>,

645

který zobrazuje přítomné COM porty i pro USB zařízení. Také je to vidět

646

ve správci zařízení v sekci sériových portů.

647

</p>

648

649

<h2> Použití s programem AVRDUDE a AVRDUDEGUI </h2>

650

651

<p>

652

Při použití AVRDUDE zadáváme v příkazové řádce parametry

653

programátoru a portu dle příkladu:

654

</p>

655

656

<p>

657

<samp>avrdude –p xxx –c stk500v2 –P comx – U flash:w:muj.hex:a</samp>

658

</p>

659

660

<p>

661

-p xxx … určuje typ cílového procesoru

662

<br>

663

-c xxx … určuje druh programátoru, tento programátor je kompatibilní

664

s stk500v2

665

<br>

666

-P comx … určuje komunikační com port, kde je náš programátor

667

<br>

668

muj.hex … soubor, který se programuje

669

</p>

670

671

<p>

672

Ostatní parametry viz příkaz <samp>avrdude –?</samp>, který vypíše

673

nápovědu. Při použití nadstavby AVRDUDEGUI opět volíme programátor typu

674

stk500v2 a vybíráme správný COM port.

675

</p>

676

677

</div>

678

679

680

681

<div class="Footer">

682

<script type="text/javascript">

683

<!--

684

SetRelativePath("../../../../../");

685

DrawFooter();

686

// -->

687

</script>

688

<noscript>

689

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

690

</noscript>

691

</div>

692

693

694

</body>

695

</html>

Subversion Repositories – MLAB

(root)/Modules/AVR/ATprogISPUSB02A/DOC/HTML/ATprogISPUSB02A.cs.html @ 3468

Rev