<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd"><html><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><title> ATprogISPUSB02A </title><meta name="keywords" content="stavebnice MLAB USB ISP programátor ATMEL AVR"><meta name="description" content="Projekt MLAB, USB ISP programátor pro procesory ATMEL AVR"><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Head.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl"><link rel="StyleSheet" href="../../../../../Web/CSS/MLAB_Print.css" type="text/css" media="print"><link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="../../../../../Web/PIC/MLAB.ico"><script type="text/javascript" src="../../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script><!-- AUTOINCLUDE END --></head><body lang="cs"><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Header.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== HLAVICKA ============== --><div class="Header"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawHeader();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Menu.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== MENU ============== --><div class="Menu"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawMenu();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --><!-- ============== TEXT ============== --><div class="Text"><p class="Title">Programátor pro procesory AVR</p><p class=Autor>Miroslav Janás, Milan Horkel</p><p class="Subtitle">Modul USB programátoru procesorů AVR s šestipinovým ISP rozhraním.Programátor patří do rodiny programátorů STK500. Programátor obsahujetlačítko RESET pro resetování cílového procesoru a přepínač VTG pronapájení cílového zařízení napětím 5V přímo z USB nebo 3.3Vz vnitřního stabilizátoru.</p><p class="Subtitle"><img width="561" height="282" src="Pictures/image001.jpg"alt="Osazený programátor, pohled zhora"></p><p><a href="../ATprogISPUSB02A.cs.pdf"><img class="NoBorder"src="../../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"alt="Acrobat"> PDF verze</a></p><h1> Technické parametry </h1><table><tr><th> Parametr </th><th> Hodnota </th><th> Poznámka </th></tr><tr><td> Napájení </td><td> 5V </td><td> Napájeno z USB rozhraní</td></tr><tr><td> Napájení cílového zařízení </td><td> 5V z USB<br>3.3V z vlastního stabilizátoru </td><td> Omezeno USB portem<br>Maximálně cca 90mA/490mA <sup>1)</sup> </td></tr><tr><td> Spotřeba </td><td> cca 10mA </td><td> Bez cílového zařízení </td></tr><tr><td> Interface </td><td> USB 1.1, USB 2.0 </td><td> USB kabel A-B </td></tr><tr><td> Kompatibilita </td><td> AVR Studio 4<br>AVRDUDE </td><td> STK500<br>STK500v2 </td></tr><tr><td> Rozměry </td><td> 65x25x20mm </td><td> Výška nad nosnou deskou </td></tr></table><p><sup>1)</sup> Proud je omezen na cca 90mA pokud je osazen menšístabilizátor a nebo pokud je použit nenapájený USB HUB</p><h1> Popis konstrukce </h1><h2> Úvodem </h2><p>Protože nové počítače a zejména notebooky již nemají oblíbený LPT portke kterému se připojují různé jednoduché programátory procesorů,naklonovali jsme z dostupných pramenů tento programátor, který sepřipojuje přes všudypřítomnou USB sběrnici. Konstrukce vychází zejménaz EVERTOOL – <span lang="EN-US">combined AVR programmer anddebugger</span>. Aby byla konstrukce jednodušší, nahrává se firmwarepřes ISP konektor z jiného programátoru. Podrobnosti viz kapitolaoživení dále v textu.</p><h2> Zapojení modulu </h2><p>Modul je připojen k USB sběrnici prostřednictvím převodníkuUSR-RS232 s obvodem FTDI TF232R. Tento převodník je běžněrozšířený s podporovaný ve všech používaných operačních systémech.Pokud ve vaší instalaci OS není driver přítomen, bude jej třebanainstalovat.</p><p>Pojistka F1 omezuje proud na cca 0.75A protože některé počítače nemajínapájecí proud z USB portů omezen. Pojistka je samoopravná. DiodaD1 chrání programátor před zničením, pokud je špatně zapojený USB kabelnebo port.</p><p><img width="922" height="471" src="Pictures/image002.png"alt="Schéma USB rozhraní"></p><p>Napájecí napětí pro programátor se bere z USB portu. Z USBkonektoru běžného počítače lze odebírat proud až 500mA. Z portuz nenapájeného USB rozbočovače (a z malých PDA počítačů) lzeodebírat jen 100mA. Vlastní spotřeba programátoru je cca 10mA a zbyteklze použít pro napájení cílové aplikace. Aby bylo možné napájet cílovouaplikaci i napětím 3.3V je programátor vybaven stabilizátorem U2. Menšíobvod U2_1 poskytne cílové aplikaci cca 90mA, větší obvod U2_2 pak až490mA. <i>Osazuje se jen jeden z nich!</i> Propojkou J2 se volínapětí 3.3V (stav rozpojeno) nebo 5V (stav spojeno).</p><p><img width="585" height="408" src="Pictures/image003.png"alt="Schéma napájecí části"></p><p>Srdcem programátoru je procesor U3 ATmega8535. Použití právě tohotoprocesoru je dáno tím, že do programátoru musí pasovat firmware proprogramátor STK500. Procesor komunikuje sériově přes USB-RS232převodník U1. Odpory 100Ω v sérii s ISP signály jsouochranné, aby nebylo tak snadné zničit programátor nebo cílovouaplikaci, zejména při nevhodném napájení.</p><p><img width="1029" height="431" src="Pictures/image004.png"alt="Schéma části s procesorem"></p><p>Přepínač (propojka) J4 přepíná ISP signály buď do režimu normálnífunkce (poloha 2-3) kdy programátor funguje jako programátor nebo dorežimu programování firmwaru vlastního programátoru (poloha 1-2).V tomto režimu se ISP konektor J5 použije jako vstupní propřipojení externího programátoru.</p><p>Je třeba si uvědomit, že 5V na USB nemusí znamenat 5V v cílovéaplikaci protože se zde projeví úbytky na kabelech, pojistkách atolerance napájecího zdroje PC. Napájení cílové aplikace se zapínápřepínačem SW2.</p><p><img width="672" height="260" src="Pictures/image005.png"alt="Schéma ISP konektoru"></p><p>Tlačítko SW1 slouží pro resetování cílové aplikace, ale neresetujesamotný programátor. Je nutné ho osadit, protože současně funguje jakodrátová propojka na plošném spoji.</p><p>Zelená LED dioda D2 značí připravenost programátoru, červená LEDdioda D3 oznamuje právě probíhající programování.</p><h2> Mechanická konstrukce </h2><p>Modul je navržen jako standardní modul do stavebnice MLABs upevňovacími sloupky v rozích.</p><p><img width="561" height="282" src="Pictures/image006.jpg"alt="Pohled ze strany součástek"></p><p><img width="561" height="274" src="Pictures/image007.jpg"alt="Pohled ze strany spojů"></p><h1> Osazení a oživení </h1><h2> Osazení </h2><p>Modul je navržen na jednostranné desce a obsahuje dvě propojky. Jednapropojka je realizována prostřednictvím tlačítka RESET. Pokud setlačítko neosadí, je třeba osadit propojku. Druhá propojka se nachází ukonektoru J4. Katody LED diod jsou označeny v potisku a jsousměrem k procesoru.</p><p>Deska při pohledu ze strany součástek</p><p><img width="705" height="358" src="Pictures/image008.png"alt="Osazovák ze strany součástek"></p><p>Deska při pohledu ze strany spojů</p><p><img width="699" height="354" src="Pictures/image009.png"alt="Osazovák ze strany spojů"></p><p>Seznam použitých součástek</p><table class="Soupiska"><tr><th> Počet </th><th> Reference </th><th> Název </th><th> Pouzdro </th></tr><tr><th colspan="4"> Odpory </th></tr><tr><td> 4 </td><td> R5, R6, R7, R17 </td><td> 100 </td><td> R0805 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> R15, R16 </td><td> 1k5 </td><td> R0805 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> R1 </td><td> 4k7 </td><td> R0805 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> R2, R3, R4, R8, R9, R10, R11, R12 </td><td> 10k </td><td> R0805 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> R14 </td><td> 33k </td><td> R0805 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> R13 </td><td> 68k </td><td> R0805 </td></tr><tr><th colspan="4"> Keramické kondenzátory </th></tr><tr><td> 2 </td><td> C14, C15 </td><td> 22p </td><td> C0805 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> C1, C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10, C11, C12, C13 </td><td> 100n </td><td> C0805 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> C2, C7, C16 </td><td> 2.2uF/6.3V/C0805 </td><td> C0805 </td></tr><tr><th colspan="4"> Indukčnosti </th></tr><tr><td> 1 </td><td> L1 </td><td> BLM21P300SPT </td><td> R0805 </td></tr><tr><th colspan="4"> Pojistky </th></tr><tr><td> 1 </td><td> F1 </td><td> RXE075E_SMD </td><td> F1812 </td></tr><tr><th colspan="4"> Diody </th></tr><tr><td> 1 </td><td> D1 </td><td> 1N4007SMD </td><td> MELF </td></tr><tr><td> 1 </td><td> D2 </td><td> green </td><td> LED3 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> D3 </td><td> red </td><td> LED3 </td></tr><tr><th colspan="4"> Integrované obvody </th></tr><tr><td> 1 </td><td> U1 </td><td> FT232RL </td><td> SSO28_210 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> U3 </td><td> ATmega8535L-8AU </td><td> TQFP44 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> U2_1 </td><td> LE33CD </td><td> SO8_150 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> U2_2 </td><td> LT1117-3.3 </td><td> SOT223 </td></tr><tr><th colspan="4"> Krystaly </th></tr><tr><td> 1 </td><td> X1 </td><td> 3.6864MHz </td><td> XTAL050 </td></tr><tr><th colspan="4"> Mechanické součástky </th></tr><tr><td> 1 </td><td> SW1 </td><td> P-B1720A </td><td> PUSH050x050 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> SW2 </td><td> P-B143 </td><td> P-B143 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> J1 </td><td> USB_B_01 </td><td> USB_B_01 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> J2 </td><td> JUMP2 </td><td> JUMP2 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> J4 </td><td> JUMP3 </td><td> JUMP3 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> J3, J5 </td><td> JUMP2X3 </td><td> JUMP2X3 </td></tr><tr><th colspan="4"> Konstrukční součástky </th></tr><tr><td> 2 </td><td> </td><td> Jumper propojka </td><td> </td></tr><tr><td> 4 </td><td> </td><td> Šroub M3x12 </td><td> </td></tr><tr><td> 4 </td><td> </td><td> Podložka M3 </td><td> </td></tr><tr><td> 4 </td><td> Sloupek M3x5mm </td><td> DI5M3X05 </td><td> </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Konektor 2x3 piny na kabel </td><td> NDR-06 </td><td> </td></tr><tr><td> 12 </td><td> Piny do konektoru </td><td> NDR-T </td><td> </td></tr><tr><td> 1 </td><td> Plošný spoj </td><td> ATprogISPUSB02A </td><td> </td></tr></table><h2> Oživení </h2><p>Pokud je deska dobře osazená, zbývá jen do procesoru nahrát firmware.Aby se zjednodušila konstrukce, byl vynechán pomocný procesor, kterýfirmware nahrával do programátoru. Do tohoto pomocného procesoru semusel stejně nahrát další firmware, který pak už komunikovals aplikaci AVR studio. Do našeho programátoru tedy nahrajeme jenpatřičný HEX soubor s pojistkami pomocí externího programátoru.Nemáme tedy možnost automatického upgrade firmware. Pro upgrade jenutné zase použít externí programátor jako při prvotním programovánífirmwaru.</p><p>Jednoduchý externí programátor (pro LPT port) je uveden v návoduv sekci „Modules/AVR“ na webu<a href="http://www.mlab.cz/">http://www.mlab.cz</a>.</p><p><img width="701" height="355" src="Pictures/image010.png"alt="Osazení zhora"></p><table><tr><th> J1 </th><td> je USB konektor pro připojení k počítači PC </td></tr><tr><th> J2 </th><td> slouží pro volbu napájecího napětí programátoru a cílové aplikace </td></tr><tr><th> J3 </th><td> je konektor napájení programátoru (3.3V nebo 5V) </td></tr><tr><th> J4 </th><td> přepíná režim normální funkce nebo režim programování programátoru </td></tr><tr><th> J5 </th><td> je ISP programovací konektor </td></tr><tr><th> SW1 </th><td> je RESET pro cílovou aplikaci </td></tr><tr><th> SW2 </th><td> zapíná napájecí napětí pro cílovou aplikaci pokud nemá aplikace vlastní zdroj </td></tr></table><h3> Nahrání procesoru v programátoru </h3><p>Budeme potřebovat soubor <i>stk500.hex</i> s firmwarem. Tennaleznete v sekci HW tohoto projektu (na webu<a href="http://www.mlab.cz/">http://www.mlab.cz</a>).</p><p>Dále budete potřebovat nějaký fungující programátor pro procesoryATMEL. Aby popis byl konkrétní, popíšeme použití jednoduchéhoprogramátoru <i>picoweb</i> spolu s aplikací <i>avrdude</i>.</p><p>Do procesoru je třeba nahrát i správné hodnoty konfiguračních přepínačů<i>lfuse</i> a <i>hfuse</i>.</p><p>Přepneme propojku J4 (ISP SELECTION) do polohy 1-2 a připojíme externíprogramátor k ISP konektoru J5. Pokud použitý externí programátorpotřebuje ke své činnosti napájení z cílového zařízení, zapnemenapájení přepínačem SW2 (TARGET POWER) přepnutím do polohy ON a zvolímeprogramovací napětí pomocí propojky J1 (SELECT) na 5V nebo 3,3V podletoho, co vyžaduje externí programátor. Obvyklá hodnota je 5V. Připojímeoživovaný programátor k USB portu počítače, tím se přivedenapájení a druhým programátorem pak můžeme nahrát do procesoru firmwarea konfigurační slova.</p><p>Pro nahrání je připraven dávkový soubor <i>flash.bat</i>, který sibudete muset přizpůsobit podle vaší konfigurace. Linuxoví uživatelémají připravený shell script <i>flash.sh</i>, který si přizpůsobípodle svého. Dělá to samé.</p><p><samp>avrdude -p atmega8535 -P lpt1 -c picoweb -v -U lfuse:w:0xff:m -Uhfuse:w:0xdb:m</samp></p><p><samp>avrdude -p atmega8535 -P lpt1 -c picoweb -U flash:w:stk500.hex:a</samp></p><p>Po naprogramování se propojka J4 vrátí do pracovní polohy 2-3 (režimnormal).</p><h1> Programové vybavení </h1><p>Pro uživatele Windows XP je nutné ještě nainstalovat ovladače USBpřevodníku FTDI. Aktuální drivery jsou na webu výrobce na adrese<a href="http://www.ftdichip.com/">http://www.ftdichip.com</a>. Hledámedrivery pro obvod FTDI232R pro Windows XP. Je jedno, zda zvolíme driverVCP nebo D2XX protože driver je ve skutečnosti jen jeden společný proobě API.</p><p>Programátor se v systému jeví jako nový COM port. Windows XPčíslují použité COM porty pořád dál a po nějaké době začne přidělovatvelká čísla (třeba COM11). AVR Studio umí použít jen port COM1 až COM9.V případě potřeby je možné systému vnutit pro dané zařízenílibovolné číslo COM portu. Dělá se to ve správci zařízenív pokročilých volbách (je nutné být pro tuto chvíliadministrátorem).</p><h2> Použití programátoru v programu AVR Studio 4 </h2><p>Po spuštění AVR studia vybereme na horní liště nástroje <samp>Tools /Program AVR / Auto Connect</samp>. A můžeme programovat.Pokud <samp>Auto Connect</samp> nic nenajde, zvolíme<samp>Tools / Program AVR / Connect</samp>… a vybereme<samp>Platform</samp>: „<i>STK500 or AVRISP</i>“ a případně nastavímeve volbě <samp>Port</samp>: správný COM port, na kterém je nášprogramátor.</p><p>Který COM port byl přiřazen USB programátoru můžeme poznat pomocíprogramu <samp>Příslušenství / Komunikace / Hyper Terminal</samp>,který zobrazuje přítomné COM porty i pro USB zařízení. Také je to vidětve správci zařízení v sekci sériových portů.</p><h2> Použití s programem AVRDUDE a AVRDUDEGUI </h2><p>Při použití AVRDUDE zadáváme v příkazové řádce parametryprogramátoru a portu dle příkladu:</p><p><samp>avrdude –p xxx –c stk500v2 –P comx – U flash:w:muj.hex:a</samp></p><p>-p xxx … určuje typ cílového procesoru<br>-c xxx … určuje druh programátoru, tento programátor je kompatibilnís stk500v2<br>-P comx … určuje komunikační com port, kde je náš programátor<br>muj.hex … soubor, který se programuje</p><p>Ostatní parametry viz příkaz <samp>avrdude –?</samp>, který vypíšenápovědu. Při použití nadstavby AVRDUDEGUI opět volíme programátor typustk500v2 a vybíráme správný COM port.</p></div><!-- AUTOINCLUDE START "Page/Footer.cs.ihtml" DO NOT REMOVE --><!-- ============== PATIČKA ============== --><div class="Footer"><script type="text/javascript"><!--SetRelativePath("../../../../../");DrawFooter();// --></script><noscript><p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p></noscript></div><!-- AUTOINCLUDE END --></body></html>