Программатор своими руками

Содержание

Схема программатора Громова

Давайте рассмотрим принципиальную схему программатора:

Что же мы видим на этой схеме ? Разъем СОМ порта, по другому называемый DB9, 7 резисторов одинакового номинала сопротивлением в 1 кОм и мощностью 0.25 Ватт и 3 импульсных диода. Из диодов подойдут, либо отечественные, КД522, КД510, либо импортные 1N4148.

Давайте разберем, как выглядят данные радиодетали.

На фото ниже представлен разъем DB9:

Как мы видим, пины (выводы) этого разъема обозначены цифрами на нем. Если будут какие-то затруднения с определением какой штырек соответствует какому отверстию разъема, рекомендую вставить проволочку в отверстие пина разъема, перевести мультиметр в режим звуковой прозвонки и прикоснувшись одновременно щупами мультиметра к проволочке по очереди к каждому из штырьков на разъеме, вызвонить соответствие штырьков отверстиям. Это может потребоваться в случае, если вы подключаете разъем проводками к плате. Если разъем будет впаян непосредственно в плату, то эти действия не требуются.

У кого на панели разъемов материнской платы, находящейся в задней части компьютера, нет COM разъема, можно купить планки с таким разъемом. Но нужно убедиться что производители распаяли контроллер СОМ порта на материнской плате, и предусмотрели подключение шлейфа данной планки, непосредственно к плате. Иначе такой вариант вам не поможет. В качестве альтернативного варианта, могу предложить приобрести контроллер СОМ порта, размещенный на специальной плате расширения, которую устанавливают в PCI слот ПК

Также при желании, если вы захотите, чтобы кабель, подключаемый к СОМ порту, у вас отключался от программатора, можно открутив винты крепления, снять разъем с планки, и закрепить его в корпусе программатора. Но будьте внимательны, и после покупки прозвоните все жилы, на соответствие номерам, с обоих концов кабеля, потому что часто в продаже встречаются похожие внешне кабеля, имеющие перекрещенные жилы. Кабель для подключения к данному разъему, должен быть обязательно полной распайки, DB9F – DB9F, прямой, не перекрещенный, с другими кабелями разъем работать не будет.

Если же возникают проблемы с приобретением данного кабеля, можно взять и перекрещенный кабель или удлинитель 9M-9F, но в таком случае может потребоваться обрезать разъем с другого конца, и вызвонив жилки по пинам разъема подпаяться непосредственно к плате программатора. У меня, кстати, был как раз такой кабель — удлинитель, и мне пришлось обрезать разъем со второго конца. Не покупайте кабеля для прошивки телефонов через СОМ порт, они не годятся для наших целей, так как там неполная распайка жил.

Что нас побудило разработать этот программатор.

Есть великое множество простых специализированных программаторов, пригодных для самостоятельного изготовления.

Есть множество дешевых китайских программаторов в уже готовом виде.

Есть немало любительских разработок, часто по качеству превосходящих последние.

Казалось бы, в чем смысл очередной поделки?

Мы длительное время занимаемся разработкой производством и поддержкой универсальных программаторов, в основном специального назначения. У нас богатый опыт работы с самыми разными микросхемами. Часто к нам обращаются люди уже собравшие, а часто и купившие, какой-нибудь из выше названных «изделий». Нашим специалистам часто без смеха/слез/ужаса (нужное подчеркнуть) невозможно смотреть на схемные решения, качество сборки и, особенно, на программное обеспечение этих приборов. Ладно когда программатор стоит «три копейки», купил, что-то работает, что-то не работает, зато деньги не большие. Но часто соотношение цена/возможности таких приборов у нас вызывают, мягко говоря, удивление. Хочется воскликнуть: это столько не стоит!

Кроме всего выше названного есть особая категория программаторов, пригодных для самостоятельного изготовления — это программаторы (точнее, схемы программаторов и программное обеспечение), разработанные специалистами фирм производящих микросхемы (в основном микроконтроллеры). Такие программаторы спроектированы вполне профессионально, в их схемотехнике нет «ляпов». Они поддерживают все заявленные микросхемы. Но есть два «маленьких» недостатка: перечень программируемых микросхем весьма ограничен (что вполне понятно) и программное обеспечение весьма спартанское — никаких лишних функций, как правило — только стереть, записать, верифицировать. Часто даже функции чтения микросхемы нет.

Нам стало обидно, что наш многолетний опыт полноценно используется только в такой узкой области, как программаторы специального назначения, поэтому мы решили поделиться своими знаниями с широкой публикой.

Итак, программатор ChipStar-Janus в начальной конфигурации — это внутрисхемный программатор. В таком режиме он поддерживает микроконтроллеры PIC и AVR фирмы Microchip, некоторые микроконтроллеры архитектуры MCS51, микроконтроллеры фирмы STMicroelectronics и еще ряд других, а также микросхемы последовательной памяти с интерфейсом I2C (в основном серия 24). К разъему расширения программатора можно подключить простейшие адаптеры и начать программировать микросхемы памяти «в панельке».

Сейчас реализовано программирование «в панельке»:

микросхемы последовательной памяти (Serial EPROM) с интерфейсом I2C (серия 24xx);
микросхемы последовательной флэш памяти (Serial FLASH) с интерфейсом SPI (SPI Flash);
микросхемы последовательной памяти (Serial EPROM) с интерфейсом MW (серия 93xx);
микросхемы NAND FLASH;

Схема первая

С помощью этого программатора можно прошивать практически любой AVR-контроллер от ATMEL, надо только свериться с распиновкой микросхемы.

СОМ-разъем на схеме — это «мама».

На всякий случай привожу разводку печатной платы для атмеги8 (скачать), хотя такую примитивную схему проще нарисовать от руки. Плату перед печатью нужно отзеркалить.

Файл печатной платы открывать с помощью популярной программы Sprint Layout (если она у вас еще не установлена, то качайте 5-ую версию или лучше сразу 6-ую).

Как понятно из схемы, для сборки программатора потребуется ничтожно малое количество деталек:

Вместо КТ315 я воткнул SMD-транзистор BFR93A, которые у меня остались после сборки микромощных радиомикрофонов.

А вот весь программатор в сборе:

Питание (+5В) я решил брать с USB-порта.

Если у вас новый микроконтроллер (и до этого никто не пытался его прошивать), то кварц с сопутствующими конденсаторами можно не ставить. Работа без кварцевого резонатора возможна благодаря тому, что камень с завода идет с битом на встроенный генератор и схема, соответственно, тактуется от него.

Если же ваша микросхема б/у-шная, то без внешнего кварца она может и не запуститься. Тогда лучше ставьте кварц на 4 МГц, а конденсаторы лучше на 33 пФ.

Как видите, я кварц с конденсаторами не ставил, но на всякий случай предусмотрел под них места на плате.

Заливать прошивку лучше всего с помощью программы PonyProg (скачать).

Прошивка с помощью PonyProg

Заходим в меню Setup -> Calibration -> Yes. Должно появиться окошко «Calibration OK».

Далее Setup -> Interface Setup. Выбираем «SI Prog API» и нужный порт, внизу нажимаем «Probe», должно появиться окно «Test OK». Далее выбираем микроконтроллер «Device -> AVR micro ATmega8».

Теперь втыкаем микроконтроллер в панельку программатора, и подаем питание 5 вольт (можно, например, от отдельного источника питания или порта ЮСБ). Затем жмем Command -> Read All.

После чтения появляется окно «Read successful». Если все ок, то выбираем файл с нужной прошивкой для заливки: File -> Open Device File. Жмем «Открыть».

Теперь жмем Command -> Security and Configuration Bits и выставляем фьюзы, какие нужно.

Тщательно все проверяем и жмем «OK». Далее нажимаем Command -> Write All -> Yes. Идет прошивка и проверка. По окончании проверки появляется окно «Write Successful».

Вот и все, МК прошит и готов к использованию!

Имейте в виду, что при прошивке с помощью других программ (не PonyProg) биты могут быть инверсными! Тогда их надо выставлять с точностью до наоборот. Определить это можно, считав фьюзы и посмотрев на галку «SPIEN».

Подготовка МК к прошивке

В прошлых статьях мы с вами рассматривали программатор Громова. Главный его минус в том, что нам требуется COM-порт, который с трудом можно сейчас найти в компьютере, а разъем USB зато есть на каждом компьютере. Поэтому, было принято решение о покупке самого дешевого USB программатора для AVR МК. Называется такой программатор USBASP и выглядит он примерно вот так

Если хорошенько порыться на Али, то можно найти очень сладкую цену на такой программатор. Например, здесь. Может быть найдете даже дешевле. Если будете брать у другого продавца, то внимательно смотрите, чтобы его надписи и радиоэлементы располагались именно так, как у меня на фото. В среднем его цена на момент написания статьи около 120 рублей. Такой программатор в корпусе обойдется чуток подороже.

Вот его вид сзади:

Его рабочий разъем выглядит примерно вот так:

С программатором также в придачу идет шлейф

который одним концом цепляется к рабочему разъему программатора:

Другой конец шлейфа мы будем цеплять к МК.

Если внимательно присмотреться, то можно узнать, какой вывод в разъеме является первым. Стрелка укажет на первый вывод разъема:

После того, как узнали, где находится первый вывод, можно без труда определить остальные выводы:

Дальше берем макетную плату с установленным на ней МК Tiny2313:

Итак, наша задача – соединить выводы МК с выводами программатора.

Для этого в разъем шлейфа втыкаем провода в гнезда MOSI, RST, SCK, MISO, VTG (VCC), GND. GND я взял 10 гнездо, можно и другое, где написано GND. Итого 6 проводков-джамперов:

Далее качаем даташит на наш МК. В данном случае у нас Tiny2313. Ищем в даташите лист с его цоколевкой:

VTG (он же VCC) цепляем к 20 ножке МК

SCK(UCSK) цепляем на 19 ножку МК

MISO цепляем к 18 ножке МК

MOSI на 17 ножку

GND на 10 ножку

RST на первую ножку

Должно получиться как-то вот так:

После первого включения программатора в разъем USB ПК, Диспетчер устройств нам выдаст новое устройство:

Не пугаемся, качаем вот этот архивчик, распаковываем его и указываем путь на него при установке “дров”. Когда “дровишки” на программатор установятся, то мы увидим что-то типа этого:

Все ОК, программатор готов к бою.

В этом же архиве находим папку “avrdudeprog”, открываем ее, находим там исполняемый файл AVRDUDEPROG и запускаем. Это и есть программная оболочка для прошивки МК с помощью нашего программатора.

Она выглядит вот так. Не забываем выбрать наш МК в списке.

Для того, чтобы прошить МК, нам надо выбрать файл с расширением HEX. Итак, вот мой файлик. Первым делом я нажимаю кнопочку “Стереть все”. А вдруг кто-то уже использовал МК и там залита уже какая-нибудь программа? Поэтому, перед прошивкой стираем память МК. Если “стирка” прошла удачно, то программка выдаст нам примерно такое сообщение:

ПРОГРАММАТОР AVR USB

Это такой софт как:

1.AVRDUDE_PROG (можно найти версию с интерфейсом преимущественно на русском языке);

2.PonyProg (свободное ПО, распространяется бесплатно, можно найти русифицированную версию);

3.Atmel Studio (для русификации потребуется установить Visual Studio);

4.И т.д.

Перевод Khazama AVR Programmer на русский

Если альтернативный софт вас не устраивает по ряду параметров, можно использовать Khazama AVR на английском, но с русскими подсказками по основным меню. А подсказки с переводом мы дадим ниже.

Скачать саму утилиту можно с оф.сайта — http://khazama.com/project/programmer/ (доступны 2 версии — v1.7 и v1.6.2, последняя предполагает поддержку ATMega88 и ATMega8).

Первый пункт меню “File” (Файл) выглядит следующим образом:

Основные элементы командоаппарата

На механических стиралках программатор – это ключевой узел управляющего блока. Внутри него множество деталей, каждая из которых со временем может загрязниться или сломаться. Для починки командоаппарата придется проверить все элементы конструкции, а при необходимости их подлатать или заменить.

Прежде чем начинать проверку и ремонтировать программатор, необходимо изучить его внутреннее устройство. Так, стандартный командоаппарат состоит из:

синхромотора;
редуктора;
контактов;
моторчика;
зубчаток и шестеренок;
кулачков (пазы, выемки и выступы).

Принцип работы программатора зависит и от его типа. Так, гибридные устройства надежнее и более просты в эксплуатации, но имеют ограниченный функционал. Электронные командоаппараты, напротив, удобнее в быту за счет тонкой настройки и наличия множества дополнительных опций. Но электроника чаще ломается, чутко реагируя на скачки напряжения.

Схема программатора

Как видно из схемы, тут нет кварцевого резонатора — это фишка схемы. Я сделал не очень компактный программатор, при желании можно уменьшить, а если есть двухсторонний текстолит, то можно запихнуть в USB, так что будет совсем незаметно. А сейчас небольшая фотосессия. Но сначала разводка USB:

Забыл сказать, что сначала не надо запрограммировать RSTDSBL, а запрограммировать CKSEL3, CKSEL2, CKSEL1 подключить к ПК, если компьютер нашел неизвестное устройство — это еще ничего не значит, должен установиться драйвер. После того можно запрограммировать RSTDSBL, так как количество ног у микроконтроллера ограничено, кстати можно использовать ATtiny45 или ATtiny85, главное чтобы было 20su в смд или 20pu в дип — например АTtіny45 20su в магазине не было ATtiny45, зато был ATtiny85 20su. Его запрограммировал так же как и ATtiny 45 и фюзы одинаковы, они отличаются только память flech. Фюзы которые нужно запрограммировать CKSEL3, CKSEL2, CKSEL1, BODLEVEL0 (детектор пониженного напряжения на 1,8 В), RSTDSBL.

Можно использовать любой разъем — там micro USB и тому подобное, я не мудрил, а взял штекер USB, снял шкуру, подпилил, припаял и получилось нечто такое, которое смахивает на обычную флешку

Подрезаем канцелярским ножиком, но осторожно, не порежетесь — лезвие очень острое

Вытаскиваем пластмасску с контактами, тоже очень осторожно

Возьмем и подпилим, чтобы был доступ жала паяльника до контактов USB, вверху уже лежит протравленная плата для USB программатора. Её травил в перекиси водорода + лимонная кислота. Он травит быстро.

Лудил плату. Сплавом Розе я еще не разжился, поэтому лужу жалом паяльника, для лужения бросил камушек в растворитель канифоли, помешал, камень растворился, набрал в шприц (пропорции не помню), покрыл плату и лудится очень удобно. Припаиваем нашу пластмассу, только не путайте при пайке контакты, а то как я будете перепаивать, внизу на фото неправильно.

Далее припаиваем резисторы и МК, здесь увидел ошибку и перепаял USB, соединение разрез должен быть на одной стороне с контроллером.

Другую сторону — стабилитроны должны быть не больше чем 500 мА.

Припаиваем шлейф кабель, желательно чтобы шлейф был экранированный, у меня кабель с кардридера использовал, брал провода которые экранированные — два оранжевых и экран = фольгу бросил на массу, фото без корпуса, надо сначала проверить на работоспособность, программа тора подключена ATtiny2313A зашилась скоро, я прошиваю на частоте 250 кГц, а фюзы на 2 кГц — так надежнее.

Корпус из чего сделать не было, у меня ни флешек лишних, ни поломанных модемов… ответ пришел сам — зажигалка, выпускам газ если он там есть распыляем, зажигалка такого типа изначально другая, фотка зажигалки потому, что первую уже распилил, а сфоткать забыл.

Выламываем среднюю стенку, запихиваем наш программатор, закрепляем горячим клеем, перед окончательным закреплением откорректируете положение платы.

И вот что получилось.

Удачи всем в повторенные конструкции, а программатор avrdude USBtiny, также в архиве вы найдете драйвера прошивку разные печати платы сокращенно ПП на платах есть надпись KALYAN datasheet или сокращенное K.d — это из-за нехватки места, на ЧП вы можете быть уверены в качестве разводки печатной платы, всем удачи. С вами был KALAYN.SUPER.BOS

2 Виды памяти контроллера

Для каждого семейства ЭБУ предназначен свой программатор. С помощью специального кабеля он подключается к бортовому компьютеру и вы производите необходимые действия: закачиваете новую версию прошивки (или даже несколько версий), проверяете результат. Проверка осуществляется с помощью специальной программы по диагностике работы системы.

Бортовой компьютер автомобиля принципом своего устройства мало чем отличается от настольного ПК. Разве что в более современных версиях оборудование ЭБУ использует два вида памяти, а именно FLASH и EEPROM, сохраняющие записанную на них информацию даже в условиях отсутствия источника питания. Первый вид является изменяемой памятью, то есть такой, которую можно перепрограммировать. На FLASH хранятся данные по управлению впрыском топлива и калибровке системы. В процессе прошивки эти данные переписываются по линии k-line системной диагностики. Оборудование для данного процесса особое: адаптер и подходящая программа-загрузчик. Память типа EEPROM предназначена для постоянных перезаписей и хранит временную информацию. Например, данные об ошибках системы, в дальнейшем помогающие провести диагностику неполадок. Коды доступа к сигнализации также находятся здесь, и некоторые семейства ЭБУ не поддерживают программатор без полного удаления иммобилайзера. Данные о типах памяти и их особенностях пригодятся при самостоятельном использовании прошивки.

Программатор Громова

Я не ошибусь, если скажу, что 80% новичков, если у них на компьютере есть в наличии СОМ порт, собирают в качестве первого программатора Программатор Громова. Эта схема, при своей простоте и умелом обращении, настоящий шедевр). Действительно, ведь для того, чтобы собрать своими руками программатор, подключаемый к USB порту и имеющий в своем составе микроконтроллер AVR, который требуется предварительно запрограммировать, нужен опять таки программатор. А где взять новичку программатор, пусть и для подобной разовой прошивки ? Получается парадокс курицы и яйца), чтобы собрать USB программатор, нам необходимо сначала запрограммировать микроконтроллер программатора))).

Итак, давайте разберем, что же такое вообще прошивание микроконтроллера (МК) с помощью программатора, и как оно осуществляется? Для того, чтобы прошить МК, нам потребуется связка из самого программатора, устройства, спаянного на печатной плате, и программа, называемая оболочкой, работающая с этим устройством.

Под каждый тип программатора чаще всего требуется своя программная оболочка. Для сборки программатора Громова не требуется программировать микроконтроллер. В данном программаторе он отсутствует. Этот программатор работает с двумя широко распространенными оболочками для прошивания: PonyProg и Uniprof. У нас будут посвящены отдельные обзоры на эти программки. Данный программатор подключается к СОМ порту. Единственным препятствием для его сборки может стать физическое отсутствие данного разъема на материнской плате вашего системного блока. Почему именно системного блока? Потому что ноутбуки, а также современные модели материнских плат 2010 — 2011 года выпуска и выше часто имеют на контактах СОМ порта пониженное напряжение питания. Что это означает? Это означает, что вы можете собрать данный программатор, а он у вас не заработает. Но с компьютерами 2007 — 2008 года выпуска и старше, за исключением ноутбуков, данный программатор должен гарантированно работать. Подключение через переходники USB – COM не спасают в этом случае, так как при этом наблюдается в лучшем случае, сильное снижение скорости, в худшем, программатор вообще отказывается работать.

Строительство USBasp программатора

Существует много версий печатной платы данного программатора, некоторые можно найти на официальном сайте USBasp. Однако, была сделана своя на основе выше представленной схемы.

К сожалению, из-за применения DIP переключателей, рисунок платы стал немного сложнее, что привело к применению 2 коротких перемычек, с целью чтобы печатная плата была по-прежнему односторонней.

Ниже результат печатной платы:

Как видно на рисунке, в программаторе не применялись SMD элементы. Пустое пространство на плате „залито” полем массы, главным образом для того, чтобы не вытравливать большое количество меди, а также снизить влияние помех на программатор.

Список элементов используемых в USBasp программаторе:

R1: 10к
R2: 180
R3: 100
R5, R6: 68
R7: 2к2
C1, C2: 22п
C3: 10мк
C4: 100н
LED1: Красный светодиод на 20мА
LED2: Зеленый светодиод на 20мА
D2, D3: стабилитроны на 3,6В
X1: Разъем USB, тип B
SV1: Гнездо под разъем IDC-10
Q1: Кварц 12МГц, корпус HC49-S
SW1: Dip переключатель трехпозиционный
IC1: Atmega8 (ПРИМЕЧАНИЕ: Не следует использовать микроконтроллер Atmega8 — PU из-за его ограничение максимальной тактовой частотой до 8 МГц!)

Перенос рисунка печатной платы USBasp программатора на стеклотекстолит выполнен с помощью метода ЛУТ (лазерно-утюжной технологии). Как это делать описывать не будем, поскольку данной информации в сети много.

Вкратце скажем, что сначала рисунок в масштабе 1:1 печатается на глянцевой бумаге, затем он накладывается на очищенную и обезжиренную медную сторону стеклотекстолита и фиксируется с помощью бумажного скотча. Далее бумажная сторона тщательно разглаживается утюгом на 3-ке. После все это дело вымачивается в воде и аккуратно очищается от бумаги.

Следующий этап – вытравливание платы в растворе хлорного железа. Во время травления желательно поддерживать температуру раствора не ниже 40 C, поэтому банку с раствором погружаем в горячую воду:

После завершения процесса травления необходимо удалить тонер ацетоном.

Остается теперь только просверлить отверстия. После завершения процесса изготовления платы можно приступать к пайке элементов USBasp программатора, начиная с перемычек.

Готовые к печати (в формате PDF) рисунок печатной платы находится в конце статьи. Вы также можете найти несколько вариантов на официальном сайте проекта.

Первый запуск USBasp программатора

Теперь, когда все детали спаяны, остается только «прошить» микроконтроллер Atmegę8 самого программатора. Для этого нужен отдельный программатор, это может быть, например, STK 200 (LPT порт), STK500 и т. д. LPT программатор подключается к USBasp через разъем IDC-10.

Обратите внимание, что распределение пинов в разъеме оригинального программатора (USBasp) находится справа, в то время как в версии, описываемой в этой статье – слева:

Распределение, показанное на рисунке справа, соответствует тем, которые применяет компания Atmel в своих оригинальных программаторах. Такое распределение уменьшает риск возникновения помех во время программирования в случае применения длинных проводов от программатора к контроллеру, так как каждая сигнальная линия экранирована массой, кроме MOSI.

На время программирования включите режим SELF путем переключения DIP переключателя № 3 в положение ON. Благодаря этому появляется возможность запрограммировать Atmega8. После завершения программирования, положение переключателя (3) должна быть переведено в состоянии OFF.

Последнюю версию прошивки можно скачать с официального сайта. Рекомендуем версию для Atmega8, которая находится в архиве: usbasp.2011-05-28.tar.gz.

Обратите внимание, чтобы перед программированием Atmega8 необходимо выставить фьюзы которые имеют следующие значения:

# для Atmega8: HFUSE=0xC9 LFUSE=0xEF
# для Atmega48: HFUSE=0xDD LFUSE=0xFF

В случае успешного программирования, подключаем программатор к USB разъему компьютера, при этом должен загореться красный светодиод, а компьютер должен оповестить об обнаружении нового оборудования.

Предварительная диагностика

Прямой признак неисправности электронного модуля всего один – соответствующий код ошибки на дисплее. И даже его отсутствие не исключает полностью сбой в работе модуля. Большинство признаков неисправностей могут свидетельствовать о неправильной работе платы, а также о поломках других деталей.

Перед принятием решения самостоятельно прошивать стиральную машину, необходимо убедиться, что неисправность не кроется в каком-то другом ее узле. Необходимо снять верхнюю и переднюю панели корпуса.

Демонтируются они следующим образом:

откручиваем саморезы верхней крышки, они находятся со стороны задней стенки корпуса стиральной машины;
сдвигаем крышку и убираем ее;
фотографируем все соединения, чтобы впоследствии по фото можно было правильно собрать;
скучиваем саморезы, которые держат панель управления, отсоединяем провода, которые крепятся к ней через разъемы;
открываем защелки и снимаем нижнюю панель;
снимаем манжету, вытягиваем хомут, нажав на пружину;
раскручиваем саморезы, на которых держится передняя панель;
снимаем замок люка;
снимаем переднюю панель, приподняв ее.

Вскрыв корпус стиральной машины, нужно прозвонить все узлы, чтобы исключить в них поломки. Прошивка электронного модуля – трудоемкое и рискованное занятие. Прошивать ее «на всякий случай» недальновидно.

Корпус стиральной машины

Исключив неисправность в других деталях, осматриваем электронный модуль на наличие механических повреждений. Если визуально таковых нет, вероятность программного сбоя высокая.

Программатор своими руками chipstar-janus