Плату открывать в программе Layout 6

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

РадиоКот :: USB программатор PIC микроконтроллеров.

USB программатор PIC микроконтроллеров.

В данной статье рассматриваются практические аспекты сборки несложного USB программатора PIC микроконтроллеров, который имеет оригинальное название GTP-USB (Grabador TodoPic-USB). Существует старшая модель этого программатора GTP-USB plus который поддерживает и AVR микроконтроллеры, но предлагается за деньги. Однозначных сведений по схемам и прошивкам к GTP-USB plus обнаружить не удалось. Если у вас есть информация по GTP-USB plus, прошу связаться со мной.
Итак, GTP-USB. Данный программатор собран на микроконтроллере PIC18F2550. GTP-USB нельзя рекомендовать начинающим, т.к. для сборки требуется прошить PIC18F2550 и для этого требуется программатор. Замкнутый круг, но не настолько замкнутый, чтобы это стало препятствием для сборки.
Из оригинальной схемы GTP-USB исключены элементы индикации для упрощения рисунка печатной платы. Основной индикатор — это монитор вашего компьютера, на котором из программы WinPic800 версий 3.55G или 3.55B вы можете наблюдать за процессом программирования.
Облегченная схема GTP-USB.

Сигнальные линии Vpp1 и Vpp2 определены под микроконтроллеры в корпусах с различным количеством выводов. Линия Vpp/ICSP определена для внутрисхемного программирования. Остальные линии типовые.
Программатор собран на односторонней печатной плате.

Конструктивно сигнальные линии подпаиваются к подходящему разъему (в моем случае это разъем DB9).

На фотографии видно, что использован «нетипичный» разъем USB. К сожалению, в моём родном городе Саратове не удалось найти правильный разъем USB.
Для программирования микроконтроллеров в DIP корпусах очень удобно использовать адаптер с ZIF-панелью (Zero Insertion Force — с нулевым усилием на выводы микросхемы при ее установке). Схема адаптера на рисунке ниже.

Адаптер собран на односторонней печатной плате. Мне не удалось симпатичнее развести плату и минимизировать количество перемычек.

ZIF-панель любезно предоставлена Благородным котом этого сайта, который пожелал остаться неизвестным. (sic! Прим. Кота.) Большое спасибо ему за это. Ниже фотография собранного адаптера.

Адаптер можно безболезненно подключать к любому другому программатору PIC-микроконтроллеров, что, безусловно, удобно.
После сборки производим первое включение. По факту первого подключения GTP-USB к ПК появляется сообщение

Затем следует традиционный запрос на установку драйвера. Драйвер расположен в управляющей программе WinPic800 по примерному пути WinPic800 3.55GGTP-USBDriver GTP-USB.

Соглашаемся с предупреждениями и продолжаем установку.
Обращаю внимание. Данная схема программатора и прошивка к нему проверены на практике и работают с управляющей программой WinPic800 версий 3.55G и 3.55B. Более старшие версии, например, 3.63C не работают с этим программатором. Производим настройку управляющей программы: в меню Settings — Hardware (Установки — Оборудование) выбираем GTP-USB-#0 или GTP-USB-#F1 и нажимаем Apply (Применить).
Нажимаем на панели кнопку и производим тест оборудования. В результате успешного тестирования появляется сообщение (см. ниже), которое не может нас не радовать.

Данный программатор отлично работал со следующими контроллерами (из того что было в наличии): PIC12F675, PIC16F84A, PIC16F628A, PIC16F874A, PIC16F876A, PIC18F252. Тест контроллеров, запись и чтение данных — выполнены успешно. Скорость работы впечатляет. Чтение 1-2 сек. Запись 3-5 сек. Глюков не замечено. Часть зашитых МК протестировано в железе — работает.

Ниже рисунки установки кристаллов в ZIF-панель:

Теперь несколько слов о том, как прошить PIC18F2550, точнее, чем прошить. На этом сайте представлено несколько вариантов программатора Extra-PIC. Этот программатор можно рекомендовать для прошивки PIC18F2550.
Существует непроверенная информация по схеме элементарного программатора ART2003, который подключается к LPT-порту ПК. Данный программатор поддерживается всё тем же WinPic800 3.55G.

Ниже типовые настройки WinPic800 3.55G для работы с ART2003.

Если Вы повторите предложенную схему ART2003, вне зависимости от результатов прошивания прошу поделиться информацией о его работе (фотографии и принтскрины приветствуются).

На форуме нашего сайта довольно активно обсуждается данный программатор. Однако многие, в том числе и ваш покорный автор, периодически сталкивались с ситуацией, когда программатор переставал опознаваться компьютером и, соответственно, не работал. Попытки перегрузить, переподключить, использовать другой USB порт в составе ПК не всегда излечивали данную проблему. В отдельных случаях программатор «самоизлечивался» и работал как положено.
Благодаря нашим читателям выяснилось, что проблема на самом деле пустяковая и лежит на поверхности. Достаточно на линии питания от разъема USB поставить фильтрующий электролитический конденсатор емкостью порядка 100,0 мкф на рабочее напряжение не менее 6,3 вольта. На существующей печатной плате этот конденсатор можно вполне культурно установить.
Для этого необходимо просверлить два отверстия, загнуть к печатным проводникам вывода конденсатора и пропаять их. Ниже рисунок печатной платы и расположение конденсатора (выделено красным кругом).

Файлы:
Печатные платы в формате SL4.0
Прошивка МК
WinPic800 3.55G

Все вопросы — в Форум.

Программатор pic-контроллеров Extra-pic своими руками

Схема программатора

Материалы

• Стабилизатор 78L05 – 2 шт.
  
• Стабилизатор 78L12 – 1 шт.
  
• Светодиод на 3 в. зелёный – 1 шт.
  
• Светодиод на 3 в. красный – 1 шт.
  
• Диод 1N4007 – 1 шт.
  
• Диод 1N4148 – 2 шт.
  
• Резистор 0,125 Вт 4,7 кОм – 2 шт.
  
• Резистор 0,125 Вт 1 кОм – 6 шт.
  
• Конденсатор 10 мкФ 16В – 4 шт.
  
• Конденсатор 220 мкФ 25В – 1 шт.
  
• Конденсатор 100 нФ – 3 шт.
  
• Транзистор КТ3102 – 1 шт.
  
• Транзистор КТ502 – 1 шт.
  
• Микросхема MAX232 – 1 шт.
  
• Микросхема КР1533ЛА3 – 1 шт.
  
• Разъём питания – 1 шт
  
• Разъём COM порта «мама» — 1 шт.
  
• Панелька DIP40 – 1 шт.
  
• Панелька DIP8 – 2 шт.
  
• Панелька DIP14 – 1 шт.
  
• Панелька DIP16 – 1 шт.
  
• Панелька DIP18 – 1 шт.
  
• Панелька DIP28 – 1 шт.

Изготовление печатной платы

Сборка программатора

Осваиваем простейший микроконтроллер PIC. Часть 1 / Habr

Первым делом необходимо скачать документацию по выбранному микроконтроллеру. Достаточно зайти на сайт производителя и скачать Datasheet.

На первых страницах перечислены основные характеристики МК (русское описание).

Основные моменты, которые нам понадобятся:

• микроконтроллер содержит внутренний генератор на 4 MHz, так же можно подключить внешний кварц частотой до 20 MHz
• 16 ног микроконтроллера можно использовать как цифровые входы\выходы
• есть 2 аналоговых компаратора
• 3 таймера
• CCP модуль
• USART модуль
• 128 байт энергонезависимой памяти EEPROM

Схема расположения выводов:

Vdd — питание.
Vss — земля.

Это минимум, необходимый для работы МК.

Остаются доступными 16 ног МК. Не сложно посчитать, что использование каждой ноги каким-либо модулем уменьшает максимальное число используемых цифровых портов.

Компилятор

Качаем JALPack, устанавливаем.
В этом паке содержаться все необходимые библиотеки, а так же примеры их использования.

Запускаем JALEdit. Открываем пример програмы для нашего микроконтроллера: 16f628a_blink.jal, дабы не портить исходник, сразу сохраняем ее в новый файл, к примеру, 16f628a_test.jal.

Весь код можно разделить на 4 блока:

• выбор МК и его конфигурация
  

  include 16f628a -- подключение библиотеки нашего МК
--
-- This program assumes a 20 MHz resonator or crystal
-- is connected to pins OSC1 and OSC2.
pragma target clock 20_000_000 -- oscillator frequency
-- configuration memory settings (fuses)
pragma target OSC HS -- HS crystal or resonator
pragma target WDT disabled -- no watchdog
pragma target LVP disabled -- no Low Voltage Programming
pragma target MCLR external -- reset externally
--


  
  
• объявление переменных, процедур, функций
  

  alias led is pin_A0
pin_A0_direction = output


  
  
• выполнение настроек и расчетов до основного цикла
  

  enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим


• бесконечный цикл основных действий МК
  

  forever loop
led = on
_usec_delay(250000)
led = off
_usec_delay(250000)
end loop

Code :58/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Конфигурация

-- Symbolic Fuse definitions
-- -------------------------
--
-- addr 0x2007
--
pragma fuse_def OSC 0x13 { -- oscillator
RC_CLKOUT = 0x13 -- rc: clkout on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin
RC_NOCLKOUT = 0x12 -- rc: i/o on ra6/osc2/clkout, rc on ra7/osc1/clkin
INTOSC_CLKOUT = 0x11 -- intosc: clkout on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin
INTOSC_NOCLKOUT = 0x10 -- intosc: i/o on ra6/osc2/clkout, i/o on ra7/osc1/clkin
EC_NOCLKOUT = 0x3 -- ec
HS = 0x2 -- hs
XT = 0x1 -- xt
LP = 0x0 -- lp
}
pragma fuse_def WDT 0x4 { -- watchdog timer
ENABLED = 0x4 -- on
DISABLED = 0x0 -- off
}
pragma fuse_def PWRTE 0x8 { -- power up timer
DISABLED = 0x8 -- disabled
ENABLED = 0x0 -- enabled
}
pragma fuse_def MCLR 0x20 { -- master clear enable
EXTERNAL = 0x20 -- enabled
INTERNAL = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def BROWNOUT 0x40 { -- brown out detect
ENABLED = 0x40 -- enabled
DISABLED = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def LVP 0x80 { -- low voltage program
ENABLED = 0x80 -- enabled
DISABLED = 0x0 -- disabled
}
pragma fuse_def CPD 0x100 { -- data ee read protect
DISABLED = 0x100 -- disabled
ENABLED = 0x0 -- enabled
}
pragma fuse_def CP 0x2000 { -- code protect
DISABLED = 0x2000 -- off
ENABLED = 0x0 -- on
}


• OSC — конфигурация источника тактирования
  может принимать 8 различных значений, 4 из которых нам могут понадобиться
  
  1. INTOSC_NOCLKOUT — внутренний генератор (4M Hz)
  2. HS — внешний высокочастотный кварц (8-20 MHz)
  3. XT = внешний кварц (200 kHz — 4 MHz)
  4. LP — внешний низкочастотный кварц (до 200 kHz)
• WDT — сторожевой таймер.
  Основная работа этого таймера в том, что бы перезагрузить микроконтроллер когда он дотикает до конца.
  Что бы перезагрузки не происходило, его нужно своевременно обнулять.
  Таким образом при сбое счетчик таймера перестанет обнуляться, что приведет к сбросу МК. Иногда бывает удобно, но в данный момент нам это не потребуется.
• PWRTE — очередной таймер.
  При активации он будет сбрасывать МК до тех пор, пока питание не поднимется до нужного уровня.
• BROWNOUT — сброс МК при падении питания ниже нормы.
• MCLR — активация возможности внешнего сброса МК.
  При включении функции МК будет в постоянном резете до тех пор, пока на ноге MCLR (pin 4) не будет положительного напряжения.
  Для сброса МК достаточно установить кнопку, замыкающую pin 4 на землю.
  
• LVP — активация возможности программирования при низком напряжении.
  При активации один цифровой вход переключится в режим LVP (pin 10). Если подать 5В на эту ногу, то МК перейдет в режим программирования. Для нормальной работы МК требуется держать на этой ноге 0В (подсоединить к земле).
  Мы будем использовать программатор, использующий повышенное напряжение, потому LVP активировать не требуется.
• CPD — защита EEPROM от считывания программатором.
• CP — защита FLASH (прошивки) от считывания программатором.

Изменим конфигурацию под себя:

pragma target clock 4_000_000 -- указываем рабочую частоту, необходимо для некоторых функций расчета времени
-- конфигурация микроконтроллера
pragma target OSC INTOSC_NOCLKOUT -- используем внутренний генератор
pragma target WDT disabled -- сторожевой таймер отключен
pragma target PWRTE disabled -- таймер питания отключен
pragma target MCLR external -- внешний сброс активен
pragma target BROWNOUT disabled -- сбос при падении питания отключен
pragma target LVP disabled -- программирование низким напряжением отключено
pragma target CPD disabled -- защита EEPROM отключена
pragma target CP disabled -- защита кода отключена

Моргаем светодиодом по нажатию кнопки

Цифровой выход

В первом случае ток потечет от МК при установке единицы, а во втором — к МК при установке нуля.

Дабы светодиод зажигался от логической единицы, остановимся на первом варианте.

Для ограничения тока через ногу (максимально допустимо 25 мА на цифровой вход или 200 мА на все порты) установлен токоограничительный резистор. По простейшей формуле высчитываем минимальное значение в 125 Ом. Но так как предел нам не нужен, возьмем резистор в 500 Ом (а точнее ближайший подходящий).

Для подключения более мощной нагрузки можно использовать транзисторы в различных вариантах.

Цифровой вход

В данном варианте резистор используется в качестве подтяжки (Pull-up). Обычно для подтяжки применяют резистор номиналом 10 кОм.

Впрочем, подтягивающий резистор не всегда необходим. Все ноги PORTB (RB0-RB7) имеют внутреннюю подтяжку, подключаемую программно. Но использование внешней подтяжки куда надежнее.

Кнопка сброса

После нажатия такой кнопки МК начнет выполнение программы с нуля.

Прошивка

enable_digital_io() -- переключение всех входов\выходов на цифровой режим
--
alias led is pin_B5 -- светодиод подключен к RB5
pin_B5_direction = output -- настраиваем RB5 как цифровой выход
--
alias button is pin_B4 -- кнопка подключена к RB4
pin_B4_direction = input -- настраиваем RB4 как вход
led = off -- выключаем светодиод


Теперь напишем необходимые нам действия в бесконечном цикле (эти действия будут выполняться постоянно. При отсутствии бесконечного цикла МК зависнет):

forever loop
led = off -- выключаем светодиод
_usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек
if Button == 0 then -- если кнопка нажата, выполняем действия
led = on -- зажигаем светодиод
_usec_delay(500000) -- ждем 0,5 сек
end if
end loop


Компилируем прошивку:

Errors :0 Warnings :0
Code :60/2048 Data:4/208 Hardware Stack: 0/8 Software Stack :80

Программатор

Смотрим на распиновку:

• PGD — pin 13
• PGC — pin 12
• MCLR(Vpp) — pin 4
• Vdd — pin 14
• Vss — pin 5

Некачественная пайка — одна из основных проблем неработоспособности устройства.
Не повторяйте мои плохие привычки: не используйте навесной монтаж.

В качестве питания 5В в данном случае использовался хвост от старой PS/2 мыши, вставленный в разъем для мыши.

Качаем и запускаем WinPic800.

Идем в Settings->Hardware, выбираем JDM и номер порта, на котором висит программатор

Нажимаем Hardware Test, затем Detect Device

Открываем нашу прошивку pic628a_test.hex

На вкладке Setting можно проверить, что конфигурационные биты выставлены верно, при желании тут же их можно изменить

Program All, затем Verify All

Если ошибок не возникло, продолжаем паять.

Результат

От программатора нам мешает только высокое напряжение (12в) на MCLR. Дабы не отпаивать весь программатор, можно отпаять только один провод… Или просто не подключать программатор к COM порту. Остальные провода нам мешать не будут (а подключенные питание и земля только упростят пайку).

Кнопку на MCLR паять можно по желанию, но подтяжка обязательна.

При повторном подключении программатора резистор необходимо будет убрать, иначе он подтянет 12в к питанию.

Результат работы можно увидеть на видео.

Итак, у нас получилось самое простое устройство на микроконтроллере: мигалка светодиодом.

Теперь нам необходимо научиться пользоваться всей оставшейся периферией, но об этом в следущей статье.

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОГРАММАТОР

   Сейчас без микроконтроллеров не обходится ни одна серьёзная конструкция. Где-то ставят ПИК, где-то АВР. И для работы с ними нужен программатор. А чтоб не делать несколько разных — соберите один для различных типов МК. Предлагаю вашему вниманию универсальный программатор EXTRA-PIC v3.2, с возможностью программирования как PIC, так и AVR контроллеров.

   С помощью EXTRA-PIC+ можно программировать следующие чипы: 

• 10F серии: PIC10F206 PIC10F204 PIC10F202 PIC10F200 
• 12F серии: PIC12F683 PIC12F675 PIC12F635 PIC12F635 PIC12F629 PIC12F510 PIC12F509 PIC12F508 
• 16F/С серии: PIC16F627 PIC16F627A PIC16F628 PIC16F628A PIC16F630 PIC16F636 PIC16F639 PIC16F648A PIC16F676 PIC16F684 PIC16F685 PIC16F687 PIC16F688 PIC16F689 PIC16F690 PIC16F73 PIC16F74 PIC16F76 PIC16F77 PIC16F716 PIC16F737 PIC16F747 PIC16F767 PIC16F777 PIC16F83 PIC16F84 PIC16F84A PIC16F87 PIC16F88 PIC16F818 PIC16F819 PIC16F870 PIC16F871 PIC16F872 PIC16F873 PIC16F873A PIC16F874 PIC16F874A PIC16F876 PIC16F876A PIC16F877 PIC16F877A PIC16C61 PIC16C62 PIC16C62A/B PIC16C63 PIC16C63A PIC16C64 PIC16C64A PIC16C65 PIC16C65A/B PIC16C66 PIC16C67 PIC16C620/A PIC16C621/A PIC16C622/A PIC16CE623 PIC16CE624 PIC16CE625 PIC16C71 PIC16C72 PIC16C72A PIC16C73 PIC16C73A/B PIC16C74 PIC16C74A/B PIC16C76 PIC16C77 PIC16C710 PIC16C711 PIC16C712 PIC16C716 PIC16C745 PIC16C765 PIC16C773 PIC16C774 PIC16C923 PIC16C924 PIC16C925 PIC16C926 
• 18F серии: PIC18F1220 PIC18F2220 PIC18F2320 PIC18F2331 PIC18F2410 PIC18F242-2439 PIC18F2420 PIC18F2431 PIC18F2455 PIC18F248 PIC18F2480 PIC18F2510 PIC18F2515 PIC18F252-2539 PIC18F2520 PIC18F2525 PIC18F2550 PIC18F258 PIC18F2580 PIC18F2585 PIC18F2610 PIC18F2620 PIC18F2680 PIC18F4220 PIC18F4320 PIC18F4331 PIC18F4410 PIC18F442-4439 PIC18F4420 PIC18F4431 PIC18F4455 PIC18F448 PIC18F4480 PIC18F4510 PIC18F4515 PIC18F452-4539 PIC18F4520 PIC18F4525 PIC18F4550 PIC18F458 PIC18F4580 PIC18F4585 PIC18F4610 PIC18F4620 PIC18F4680 
• EEPROM 24C серии: 24C512 24C256 24C128 24C64 24C32 24C16 24C08 24C04 24C02 24C01
• EEPROM 93хх серии

   Данный перечень программируемых микросхем постоянно расширяется, их можно без труда программировать, только перед программированием, обязательно найдите datasheet на чип и проверьте расположение выводов.

Схема универсального программатора

   Теперь немного о значении джамперов и выключателя. Выключатель, как это и должно быть по логике, управляет питанием. Контактные штырьки J3 отвечают за возможность повторного программирования некоторых микроконтроллеров (так как после подачи напряжения на запрограммированный чип, он сразу же начинает выполнять свою программу, и из-за чего не поддается перепрограммированию). J3 – положение: 1-2 – режим первого программирования, 2-3 – режим повторного программирования (если первый выдает ошибки). Контактные штырьки J4 переключение между MISO и MOSI. Десятипиновый разъем предназначен для подключения адаптеров.

   Для использования универсального программатора EXTRA-PIC+ нужен софт, например давно обсуждаемые на нашем форуме IC-PROG, WinPic800 или PonyProg. Печатная плата в формате *.lay. прилагается. Проект испытал и представил для публикации на radioskot.ru — ГУБЕРНАТОР.

   Форум по МК

   Обсудить статью УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОГРАММАТОР