Usb программатор под микросхемы семейства pic. Как программировать PIC микроконтроллеры или Простой JDM программатор. Особенности практического использования
USB программатор PIC контроллеров - 3.8 out of 5 based on 11 votes
Фотогорафии программатора предоставленны Ансаганом Хасеновым
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 .
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 3.55G\GTP-USB\Driver 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.
Представляет собой наиболее простую конструкцию для прошивки контроллеров семейства PIC. Неоспоримые преимущества - простота, компактность, питание без внешнего источника данной классической схемы программатора сделали её очень популярной среди радиолюбителей, тем более что схеме уже лет 5, и за это время она зарекомендовала себя как простой и надёжный инструмент работы с микроконтроллерами.
Принципиальная схема программатора для pic контроллеров:
Питание на саму схему не требуется, ведь для этого служит COM порт компьютера, через который и осуществляется управление прошивкой микроконтроллера. Для низковольтного режима программирования вполне достаточно 5в, но могут быть не доступны все опции для изменения (фьюзы). Разъем подключения COM-9 порта смонтировал прямо на печатную плату программатора для PIC - получилось очень удобно.
Можно воткнуть плату без лишних шнуров прямо в порт. опробован на различных компьютерах и при программировании МК серий 12F,16F и 18F, показал высокое качество прошивки. Предложенная схема позволяет программировать микроконтроллеры PIC12F509, PIC16F84A, PIC16F628. Например недавно с помощью предложенного программатора успешно был прошит микроконтроллер для .
Для программирования используется WinPic800 - одна из лучших программ для программирования PIC контроллеров. Программа позволяет выполнять операции для микроконтроллеров семейства PIC: чтения, записи, стирания, проверки FLASH и EEPROM памяти и установку битов конфигураций.
Так уж сложилось, что знакомство с микроконтроллерами я начал с AVR. PIC микроконтроллеры до поры, до времени — обходил стороной. Но, все же на них тоже ведь есть уникальные, интересные для повторения, конструкции! А ведь эти микроконтроллеры тоже прошивать нужно . Эту статью пишу в основном для себя самого. Чтобы не забыть технологии, как без проблем и бессмысленных потерь времени прошить PIC микроконтроллер.
Как программировать PIC микроконтроллеры или Простой JDM программатор
Для первой схемы — долго и упорно пытался сделать PIC программатор по найденным в интернете схемам — ничего не вышло . Стыдно, но пришлось обращаться к знакомому, чтобы прошил МК. Но ведь это не дело — постоянно бегать по знакомым! Этот же знакомый и посоветовал простенькую схему, работающую от СОМ порта. Но даже и тогда, когда я ее собрал — все равно ничего не получалось . Ведь мало собрать программатор — нужно еще под него настроить программу, которой будем прошивать. А вот как раз это у меня и не получалось. Целая туча инструкций в интернете, и мало какая мне помогла…
Тогда, мне удалось прошить один микроконтроллер. Но так как прошивал в условиях жесткого дефицита времени — не догадался сохранить хотя бы ссылку на инструкцию. И ведь не нашел ее вполедствии. Поэтому повторюсь — пишу статью, чтобы иметь свою собственную инструкцию.
Итак, программатор для PIC микроконтроллеров. Простой, хотя и не 5 проводков, как для AVR микроконтроллеров, который я использую до сих пор. Вот схема:
Вот печатная плата ().
СОМ разъем припаивается штырьками прямо на контактные площадки (главное — не запутаться с нумерацией). Второй ряд штырьков соединяется с платой маленькими перемычками (очень непонятно сказал, ага). Попробую дать фотографию… хоть она и страшная (нету у меня сейчас нормального фотоаппарата ).
Самое злобное в том — что для PIC микроконтроллеров для прошивки нужны 12 вольт. А лучше не 12, а чуточку побольше. Скажем, 13. Или 13.5 (кстати, специалисты — поправьте меня в комментариях, если ошибаюсь. Пожалуйста.). 12 вольт еще можно где-то добыть. А 13 где? Я то выходил из положения просто — брал свежезаряженный литий-полимерный аккумулятор, в котором было 12.6 вольт. Ну или вообще четырехбаночный аккумулятор, с его 16 вольтами (прошил так один PIC — без проблем).
Но я опять отвлекся. Итак — инструкция по прошивке PIC микроконтроллеров. Ищем программу WinPIC800 (к сожалению простая и популярная icprog у меня не заработала,) и настраиваем ее так, как показано на скриншоте.
После этого — открываем файл прошивки, подключаем микроконтроллер и прошиваем.
Довольно большую популярность в интернете набирают схемы с использованием микроконтроллеров. Микроконтроллер – это такая специальная микросхема, которая, по сути своей, является маленьким компьютером, со своими портами ввода-вывода, памятью. Благодаря микроконтроллером можно создавать весьма функциональные схемы с минимумом пассивных компонентов, например, электронные часы, плееры, различные светодиодные эффекты, устройства автоматизации.
Для того, чтобы микросхема начала исполнять какие-либо функции, нужно её прошить, т.е. загрузить в её память код прошивки. Сделать это можно с помощью специального устройства, называемого программатором. Программатор связывает компьютер, на котором находится файл прошивки с прошиваемым микроконтроллером. Стоит упомянуть, что существуют микроконтроллеры семейства AVR, например такие, как Atmega8, Attiny13, и серии pic, например PIC12F675, PIC16F676. Pic-серия принадлежит компании Microchip, а AVR компании Atmel, поэтому способы прошивки pic и AVR отличаются. В этой статье рассмотрим процесс создания программатора Extra-pic, с помощью которого можно прошить микроконтроллер серии pic.
К достоинствам именно этого программатора можно отнести простоту его схемы, надёжность работы, универсальность, ведь поддерживает он все распространённые микроконтроллеры. На компьютере поддерживается также самыми распространёнными программами для прошивки, такими как Ic-prog, WinPic800, PonyProg, PICPgm.
Схема программатора
Она содержит в себе две микросхемы, импортную MAX232 и отечественную КР1533ЛА3, которую можно заменить на КР155ЛА3. Два транзистора, КТ502, который можно заменить на КТ345, КТ3107 или любой другой маломощный PNP транзистор. КТ3102 также можно менять, например, на BC457, КТ315. Зелёный светодиод служит индикатором наличия питания, красный загорается во время процесса прошивки микроконтроллера. Диод 1N4007 служит для защиты схемы от подачи напряжения неправильной полярности.
Материалы
Список необходимых для сборки программатора деталей:
- 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
Программатор собирается на печатной плате размерами 100х70 мм. Печатная плата выполняется методом ЛУТ, файл к статье прилагается. Отзеркаливать изображение перед печатью не нужно.
Скачать плату:
(cкачиваний: 639)
Сборка программатора
Первым делом на печатную плату впаиваются перемычки, затем резисторы, диоды. В последнюю очередь нужно впаять панельки и разъёмы питания и СОМ порта.
Т.к. на печатное плате много панелек под прошиваемые микроконтроллеры, а используются у них не все выводы, можно пойти на такую хитрость и вынуть неиспользуемые контакты из панелек. При этом меньше времени уйдёт на пайку и вставить микросхему в такую панельку будет уже куда проще.
Разъём СОМ порта (он называется DB-9) имеет два штырька, которые должны «втыкаться» в плату. Чтобы не сверлить под них лишние отверстия на плате, можно открутить два винтика под бокам разъёма, при этом штырьки отпадут, как и металлическая окантовка разъёма.
После впайки всех деталей плату нужно отмыть от флюса, прозвонить соседние контакты, нет ли замыканий. Убедиться в том, что в панельках нет микросхем (вынуть нужно в том числе и МАХ232, и КР1533ЛА3), подключить питание. Проверить, присутствует ли напряжение 5 вольт на выходах стабилизаторов. Если всё хорошо, можно устанавливать микросхемы МАХ232 и КР1533ЛА3, программатор готов к работе. Напряжение питания схемы 15-24 вольта.
Плата программатора содержит 4 панельки для микроконтроллеров и одну для прошивки микросхем памяти. Перед установкой на плату прошиваемого микроконтроллера нужно посмотреть, совпадает ли его распиновка с распиновкой на плате программатора. Программатор можно подключать к СОМ-порту компьютера напрямую, либо же через удлинительный кабель. Успешной сборки!
Быстро собрать понравившуюся схему на микроконтроллере для многих радиолюбителей - не проблема. Но многие начинающие работать с микроконтроллерами сталкиваются с вопросом - как его запрограммировать. Одним из самых простых вариантов программаторов является JDM программатор.
Программа - программатор ProgCode v 1.0Эта программа работает в WindowsXP. Позволяет программировать PIC контроллеры среднего семейства(PIC16Fxxx) через COM порт компьютера. Индикатор подключения программатора(в правом верхнем углу окна) при отсутствии программатора на выбранном в настройках порту окрашивается в красный цвет. Если программатор подключен - программа обнаруживает его и индикатор в правом верхнем углу принимает вид, который показан на рисунке 1. В левой части окна программы расположена панель управления. Эту панель можно свернуть нажав на кнопку в панели инструментов или, кликнув по левому краю окна (это удобно, когда окно программы развёрнуто во весь экран).
Рисунок (скриншот программы ProgCode v1.0)
Если в программу загружается HEX файл, то желательно перед этим выбрать в списке контроллеров тот МК, для которого расчитана загружаемая прошивка. Если этого не сделать, то файл, расчитанный на микроконтроллер с памятью большего размера чем выбран в списке, будет обрезан и части программы потеряна - при таком варианте загрузки файла выводится предупреждение.
Если этого не произошло, то выбрать нужный контроллер можно и после загрузки файла в программу.
Формат файлов SFRВ программаторе ProgCode поддержана работа с собственным форматом файлов. Эти файлы имеют расширение.SFR и позволяют хранить дополнительную информацию о программе, предназначенной для микроконтроллера. В таком файле сохраняется информация о типе микроконтроллера. Это позволяет при загрузке файла формата SFR не беспокоится о предварительном выборе типа МК в настройках.
Настройки порта и протокола при подключении программатораПосле установки программы - по умолчанию выставлены все настройки, которые необходимы для работы программатора со схемой JDM, приведённой на этой странице.
Инверсия сигнала в приведённой схеме нужна только для выхода OutData, так как в этой цепи сигнал инвертирован согласующим транзистором. На всех остальных выводах инверсия отключена.
Задержка импульса может быть равна 0. Её регулировка предусмотрена для "особо трудных" экземпляров контроллеров, которые не удаётся прошить. То же самое относится и к надбавке к паузе при записи - по умолчанию она нулевая. Если увеличить значения этих настроек, время программирования контроллера значительно увеличится.
Галочка "проверка при записи" должна быть выставлена, если вам нужно "на лету" проверить всё что записывается в микроконтроллер на правильность и соответствие исходному файлу. Если эту галочку снять проверка не производится вообще и сообщений об ошибках не будет, даже если такие ошибки в реальности будут присутствовать.
Выбор скорости порта - скорость может быть любой. Для JDM программатора этот параметр не имеет значения.
В WindowsXP применяется буферизирование передаваемой через порты COM информации. Это так называемые буфера FIFO. Чтобы избежать ошибок при программировании через JDM этот механизм необходимо отключить. Сделать это можно в диспетчере устройств Windows.
Заходим в панель управления, затем:
Администрирование - управление компьютером - диспетчер устройств
Затем выбираем порт, на который подключен JDM программатор(например COM1) - смотрим свойства - вкладка параметры порта - дополнительно. И снимаем галочку на пункте "Использовать буферы FIFO"
Рисунок - Настройка COM порта для работы с JDM программатором
После этого перезагружаем компьютер.
Обозреватель локальных проектовКроме непосредственно программирования контроллеров в программе реализован удобный обозреватель проектов на МК, находящихся как на локальных папках компьютера, так и в интернете. Сделано это для удобства работы. Нередко нужные проекты лежат в разных папках, и приходится тратить время на то, чтобы добраться до нужной дирректории, чтобы просмотреть проект. Здесь нужные папки легко добавить в список папок и просматривать любой проект двумя-тремя кликами мышки.
Любой файл при двойном клике по нему в панели обозревателя откроется в самой программе - это относится к рисункам, html файлам, doc, rtf, djvu(при установленных плагинах), pdf, txt, asm. Файл возможно так-же открыть двойным кликом в обозревателе с помощью внешней программы, установленной на компьютере. Для этого расширение нужного типа файлов необходимо прописать в списке "Ассоциации файлов". Если путь к открывающей программе не указывать - Windows откроет файл в программе по умолчанию(это удобно для открытия архивов, которые не всегда однозначно открываются). Если путь к открывающей программе указан в списке - файл откроется в указанной программе. Удобно просматривать таким образом файлы типа SPL, LAY, DSN.
Рисунок (скриншот обозревателя программы ProgCode v1.0)
Вот так выглядит окно с настройками ассоциаций файлов:
Обозреватель проектов в интернетеОбозреватель проектов в интернете так-же как и локальный обозрватель проектов позволяет быстро перейти на нужный сайт в интернете парой кликов, просмотреть проект и при необходимости сразу прошить программу в МК.
При обзоре проектов в интернете если на странице проекта есть ссылка на файл с расширением SFR(это формат файлов программы ProgCode), то такой файл при клике по нему откроется в новой вкладке программы и сразу готов к прошивке в микроконтроллер.
Список ссылок можно редактировать воспользовавшись кнопкой "Изменить". При этом откроется окно редактирования списка ссылок:
Описание процесса программирования микросхемБольшинство современных микросхем содержит флэш-память, которая программируется посредством протокола I2C или подобных протоколов.
Перезаписываемая память есть в PIC , AVR и других контроллерах, микросхемах памяти типа 24Cxx, и подобных им, различных картах памяти типа MMC и SD, обычных флэш USB картах, которые подключаются к компьютеру через USB разъём.Рассмотрим запись информации во флэш память микроконтроллера PIC16F628AЕсть 2 линии DATA и CLOCK, по которым передаётся информация. Линия CLOCK служит для подачи тактовых импульсов, а линия DATA для передачи информации.
Чтобы передать в микроконтроллер 1 бит информации, необходимо выставить 0 или 1(в зависимости от значения бита) на линии данных(DATA) и создать спад напряжения (переход от 1 к 0) на линии тактирования(CLOCK).
Один бит для контроллера – маловато. Он ждёт вдогонку ещё пять, чтобы воспринять эту посылку из 6-ти бит как команду. Контроллеру очень нравятся команды, а состоять они должны именно из 6-ти бит – такова уж природа у PIC16.
Вот список и значение команд, которые PIC способен понять. Команд не так уж и много – словарный запас у этого контроллера невелик, но не надо думать, что он совсем глуп – бывают устройства и с меньшим количеством команд"LoadConfiguration" 000000 - Загрузка конфигурации
"LoadDataForProgramMemory" 000010 - Загрузка данных в память программ
"LoadDataForDataMemory" - 000011 - Загрузка данных в память данных(EEPROM)
"IncrementAddress" 000110 - Увеличение адреса PC МК
"ReadDataFromProgramMemory" 000100 - Чтение данных из памяти программ
"ReadDataFromDataMemory" 000101 - Чтение данных из памяти данных(EEPROM)
"BeginProgrammingOnlyCycle" 011000 - Начать цикл программирования
"BulkEraseProgramMemory" 001001 - Полное стирание памяти программ
"BulkEraseDataMemory" 001011 - Полное стирание памяти данных(EEPROM)
"BeginEraseProgrammingCycle" 001000 - Начать цикл программированияРеагирует контроллер на эти команды по-разному. По-разному после выдачи команды нужно и продолжать с ним разговор.
Для того чтобы начать полноценный процесс программирования необходимо ещё подать напряжение 12 вольт на вывод MCLR контроллера, после этого подать на него напряжение питания. Именно в такой последовательности подачи напряжений есть определённый смысл. После подачи питания, если PIC сконфигурирован на работу от внутреннего RC генератора, он может начать выполнение собственной программы, что при программировании вещь недопустимая, так как неизбежен сбой.
Предварительная подача 12-ти вольт на MCLR позволяет избежать такого развития событий.
При записи информации во флэш память программ МК после команды"LoadDataForProgramMemory" 000010 - Загрузка данных в память программнеобходимо отправить в контроллер сами данные - 16 бит,
которые выглядят так: “0xxxxxxxxxxxxxx0”.Крестики в этом слове – это сами данные, а нули по краям отправляются как обрамление – это стандарт для PIC16. Значащих битов в слове всего 14. У этой серии контроллеров 14-ти битный формат представления команд.
После окончания передачи слова с данными PIC ждёт следующую команду.
Так как нашей целью является запись слова в память программ МК, следующей командой должна быть команда
"BeginEraseProgrammingCycle" 001000 - Начать цикл программированияПолучив её, контроллер отключается от внешнего мира на 6 миллисекунд, которые нужны ему, чтобы завершить процесс записи.Сигналы на выводах микроконтроллера формируются компьютером при помощи специальных программ - программаторов. Для передачи сигнала могут служить порты COM, LPT или USB. C JDM программатором работают такие программы как PonyProg, IsProg, WinPic800.
Схема JDM программатораОчень простая схема программатора приведена на рисунке. В этой схеме хоть и не реализуется контроль последовательности подачи напряжений, но зато она очень проста и собрать такую схему возможно очень быстро, ипользовав минимумом деталей.
Рисунок (схема JDM программатора)
Одним из вопросов при подключении программатора к компьютеру является вопрос - как обеспечить селективную развязку. Чтобы в случае неисправности в схеме избежать повреждения COM порта. В некоторых схемах применяется микросхема MAX232, которая обеспечивает селективную развязку и согласует уровни сигналов. В этой схеме вопрос решён проще - с помощью применения батарейного питания. Уровень сигнала, поступающего от компьютера ограничивается стабилитронами VD1, VD2, и VD3. Несмотря на простоту схемы JDM программатора с его помощью можно запрограммировать большинство типов PIC микроконтроллеров.Перемычка между выводами COM6(DSR) и COM7(RTS) предназначена для того, чтобы программа могла определить, что программатор подключен к компьютеру.
Поключение выходов программатора к конкретному МК зависит от типа МК. Часто на плату программатора монтируют несколько панелек, которые расчитаны на определённый тип контроллеров.
В таблице приведено назначение ножек некоторых типов МК при программировании.
приведены рисунки с назначением выводов наиболее распространнённых МК при программировании.Цоколёвка (распиновка) микроконтроллеров PIC16F876A, PIC16F873A в корпусе DIP28.
Цоколёвка (распиновка) микроконтроллеров PIC16F874A, PIC16F877A в корпусе DIP40. 
Цоколёвка (распиновка) микроконтроллеров PIC16F627A, PIC16F628A, PIC16F648A в корпусе DIP18.Такое же расположение выводов, предназначенных для программирования, имеют МК PIC16F84, PIC16F84A.
Назначение выводов для микроконтроллеров серии PIC16Fxxx в зависимости от типа корпуса в большинстве случаев является стандартным, но если возникает сомнения на этот счёт, то надёжнее всего свериться с даташитом на конкретный экземпляр МК. Часть документации присутствует на русском сайте http://microchip.ru Полное же собрание даташитов и другой документации находится на сайте производителя PIC микроконтроллеров: http://microchip.com
Индекс проектовПрограмма позволяет напрямую выходить на страницу индекса, парой кликов просматривать описание нужного проекта и сразу-же прошивать программу в контроллер.
При необходимости прошить контроллер выбранной прошивкой - кликаем мышкой на файл формата SFR, к примеру Timer_a.sfr
Программа загружает файл с сервера в новую вкладку.
После этого остаётся только вставить МК в панельку программатора, если это ещё не сделано, и нажать на кнопку "Записать всё".
Программа записывается в МК. После этого контроллер вставляется в плату устройства и устройство готово к работе.
Скачать программу можно на странице загрузки файлов:http://cxema.my1.ru/load/proshivki/material_k_state_prostoj_jdm_programmator_dlja_pic_mikrokontrollerov/9-1-0-1613 Раздел:
