AVR / Программатор Для ATMEL

ПРОГРАММАТОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ

СЕРИИ AT89/AT90 ФИРМЫ ATMEL

В рамках совместного проекта с нашим журналом, МАСТЕР КИТ планирует выпустить серию измерительных приборов, ядром которых является микроконтроллер. Для обновления версий программного обеспечения потребуется несложный программатор, собрать его можно из набора МАСТЕР КИТ NM9211 .

Сегодня невозможно представить развитие электроники без использования микроконтроллеров, они все больше проникают и в область любительских конструкций. Отвечая требованиям времени, начинают появляться наборы для самостоятельной сборки, основанные на микроконтроллерах. В качестве базовых выбраны микроконтроллеры серии AVR фирмы Atmel. Выбор обусловлен широким ассортиментом этих микроконтроллеров, невысокой ценой и возможностью их перепрограммирования в составе уже собранного устройства (внутрисхемное программирование). В ближайшее время МАСТЕР КИТ планирует выпустить набор «Микропроцессорный частотомер», который будет комплектоваться широким набором сменных модулей, превращающих частотомер в самые разнообразные приборы. Вместе с тем, чтобы сборка микропроцессорных устройств не превращалась просто в практикум по пайке, планируется выставлять на сайте МАСТЕР КИТ описания программ и обновляемые прошивки. Для того чтобы любители смогли сами экспериментировать с программным обеспечением и обновлять версии программного обеспечения собранных устройств, им потребуется программатор. Поэтому первым устройством из серии микроконтроллерных наборов было решено подготовить к выпуску внутрисхемный программатор.

Предлагаемое устройство позволит программировать микроконтроллеры серии AT89/AT90 фирмы Atmel. Программатор позволяет программировать микросхемы, имеющие возможность загрузки ПЗУ программ и ЭСПЗУ данных через SPI-порт. Программатор реализует возможность, как внутрисхемного программирования собранных устройств, так и программирования отдельно микросхем микроконтроллеров. Для расширения возможностей программирования предусмотрено регулирование напряжения питания программируемых устройств. Устройство компактно, надежно и просто в использовании. Собрать его можно из набора МАСТЕР КИТ NM9211 .

Технические характеристики программатора

Программируемые микроконтроллеры (Программатор позволяет программировать микросхемы имеющие возможность загрузки ПЗУ программ и ЭСПЗУ данных через SPI порт)	AT90S1200, AT90S2313, AT90S2323, AT90S2343, AT90S8414, AT90S8515, AT89S8252
Напряжение питания (от внешнего источника, через стабилизатор на DA1), В	9…37 (типовое 12 )
Диапазон регулировки напряжения питания программируемого устройства, В	3…7 (типовое 5 )
Размеры печатной платы, мм	45х67

Описание работы модуля

Принципиальная электрическая схема программатора показана на рис.1. Программатор состоит из преобразователя уровней логических сигналов COM-порта компьютера (12 В) в ТТЛ уровни (5 В) на элементах VD1, VD2, VT1, VT2, микросхемы программатора (AT90S2313 с записанной программой) с задающим генератором на ZQ1, C2, C3, регулируемого стабилизатора напряжения DA1 (LM317T) и светодиода VD3, индицирующего нормальную работу устройства.

Так как различные экземпляры микроконтроллеров могут программироваться при разных напряжениях питания, предусмотрена плавная регулировка напряжения программирования в пределах 4…6 В. Необходимое значение напряжения подбирается, обычно опытным путем. Типовым значением является 5 В.

Питание программатора может осуществляться как от собственного блока питания, подключаемого к входу регулируемого стабилизатора DA1, так и через разъем внутрисхемного программирования от программируемого устройства. Программатор потребляет ток не более 20 мА, поэтому незначительно нагружает источник питания программируемого устройства. Естественно, что при использовании любого из типов питания другой источник должен быть отключен. Необходимо иметь в виду, что при питании программатора от программируемого устройства Вы теряете возможность регулирования напряжения программирования. При таком построении питания автоматически выполняется необходимое условие программирования – равенство питающих напряжений программатора и программируемого микроконтроллера.

Программатор подключается к любому свободному COM-порту компьютера, а запись программ производится с использованием программы AVRProg из пакета AVRStudio, которую можно найти на сайте www.atmel.com.

Рисунок 1. Схема электрическая принципиальная

Перечень элементов

Позиция	Наименование	Примечание	Кол.
C1	1 мкФ/16 В	-	1
C2, C3, C6, C7	C7 30 пФ	-	4
C4, C5	0,22 мкФ	-	2
DA1	LM317T	-	1
DD1	AT90S2313	Микроконтроллер с прошивкой	1
R1…R6	4,7 кОм	-	6
R7, R12	1 мОм	-	2
R8	240 Ом	-	1
R9	1 кОм	Подстроечный резистор	1
R10	330 Ом	-	1
R11	3,3 кОм	-	1
VD1, VD2	1N4148	-	2
VD3	LED	Диод светоизлучающий	1
VT1	KT361	С любым буквенным индексом	1
VT2	КТ315	С любым буквенным индексом	1
20pin DIP	DIP20	20ти контактная DIP колодка	1
ZQ1, ZQ2	4 МГц	Кварцевый резонатор	2

Конструкция

Внешний вид программатора показан на рис.2, печатная плата на рис.3, расположение элементов на рис.4.

Рисунок 2. Внешний вид программатора

Рисунок 3. Печатная плата программатора (вид со стороны печати)

Рисунок 4. Расположение элементов на печатной плате программатора

Конструктивно программатор выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита размером 45х67 мм. Для фиксации платы предусмотрены монтажные отверстия под винты 2,5 мм.

Конструктив устройства позволяет монтировать программатор в корпусе BOX-G025 (72х50х21 мм) с использованием имеющихся монтажных отверстий. В корпусе необходимо предварительно просверлить два отверстия для светодиода VD3 и для доступа к подстроечному резистору R9.

К точкам 1…6, обозначенным на печатной плате как 6-PIN CON, необходимо припаять шлейф с шестиконтактной стандартной колодкой в соответствии с принципиальной схемой.

К точкам X1…Х3 в соответствии с принципиальной схемой присоединяется шлейф со стандартным 9-штырьковым разъемом для COM-порта компьютера (удобно использовать провод от старой «мышки»).

На плате программатора предусмотрена установка кварцевого резонатора с элементами согласования (C6, C7, R12, ZQ2) и колодки DIP-20 для автономного программирования микроконтроллеров. При установке колодки рекомендуется срезать часть крышки корпуса так, чтобы колодка была открыта, а часть платы с установленными компонентами – закрыта. Отрезанный кусок крышки корпуса может использоваться как заглушка, когда колодка DIP-20 не эксплуатируется.

Правильно собранный программатор не требует настройки. Перед его использованием необходимо выполнить несколько операций:

-   проверить правильность монтажа. Внимание! Особенно внимательно проверьте правильность установки транзисторов, диодов, микросхемы и электролитических конденсаторов;

-   проверить правильность подключения источника питающего напряжения, ПК и программируемого устройства;

-   установите движок подстроечного резистора R9 в среднее положение, что соответствует напряжению питания 5 В.

При неудовлетворительной работе может потребоваться изменение напряжения питания программатора при помощи резистора R9.

Прошивка процессора

Заключение

МАСТЕР КИТ подготовил набор NM9211 , состоящий из печатной платы, корпуса BOX-G025, всех необходимых компонентов, руководства по сборке и настройке. Кроме этого набор включает программное обеспечение: AVRProg, WavrASM и откомпилированную прошивку программатора NM9211.hex. Дополнительную информацию и программное обеспечение по микроконтроллерам Atmel можно получить на www.atmel.com и www.atmel.ru.