Простейший программатор JDM для PIC на пассивных компонентах. Прошивка PIC микроконтроллеров с "нуля" Программатор пик контроллеров

1. ПРОГРАММАТОР ДЛЯ PIC-КОНТРОЛЛЕРОВ

Я надеюсь, что моя статья поможет некоторым радиолюбителям перешагнуть порог от цифровой техники к микроконтроллерам. В Интернете и радиолюбительских журналах много программаторов: от самых простых до очень накрученных. Мой не очень сложный, но надежный.

Первый вариант программатора предназначен для программирования 18-ти и 28-ми "пиновых" PIC контроллеров. В основу программатора положена схема из журнала Радио № 10 за 2007 год. Но подбор конденсатора С7, эксперименты с разными вариантами ICprog, PonyProg, WinPic и скоростями чтения-записи не дали желаемого результата: успешное программирование получалось через раз. И это продолжалось до тех пор, пока не сделал питание +5В программируемой микросхемы отдельно, а не после 12-ти вольтного стабилизатора. Получилась такая схема.

Опасаясь сбоев, печатку рисовал так, чтобы плата вставлялась непосредственно в Com-порт, что не очень просто из-за всевозможных «шнурков» и малого расстояния до корпуса. Получилась печатка неправильной формы, но вставляется в СОМ-порт нормально и программирует без ошибок.

Со временем сделал шнур-удлинитель длинной около 1 метра. Теперь программатор лежит рядом с монитором и подключен к COM порту. Работает нормально: многократно программировались микроконтроллеры PIC16F84A, PIC16F628A, PIC16F873A.

Обратите внимание: микросхема Мах и светодиоды установлены со стороны печатных проводников. Панельки - ZIF-28, одна из них служит для 18-ти выводных PIC. На панельках нанесены метки первых ножек и числа «18» и «28». В корпусе вилки-адаптера установлен трансформатор 220 на 15 вольт, 4 ватта. Включать в розетку нужно после установки микроконтроллера в панельку. Транзисторы n-p-n маломощные высокочастотные (300Мгц) в корпусе to-92.

Разъём XP временно не устанавливал, а потом оказалось, что он особо и не нужен. Пришлось как-то программировать впаянный МК, так я провода прямо в ZIF вставил и зафиксировал. Перепрограммирование прошло успешно.

Я работаю c программами ICprog и WinPic-800.

В программе IC-prog 1.05D следующие настройки программатора:

• Программатор – JDM Programmer
• Порт –Com1
• Прямой доступ к портам.
• Инверсия: ввода, вывода и тактирования (поставить галочки).

В WinPic-800 –v.3.64f всё идентично, только нужно еще поставить “птицу” в использовании MCLR.

В интернете можно свободно и бесплатно скачать эти программы. Но для облегчения жизни, я попробую приложить все необходимое. Просто вспомнил: сколько всяких “ненужностей” я сам накачал с интернета, и сколько времени на разборки всего этого потратил.

• Печатная плата программатора
• Программа WinPic-800 ( )
• Программа IC-Prog ()
• Статья по IC-Prog.

2. ПРОГРАММАТОР-2 ДЛЯ PIC-КОНТРОЛЛЕРОВ

Со временем появилась необходимость в программировании 14-ти и 40-ка "пиновых" пиков. Решил сделать программатор для всего среднего семейства PIC-ов. Схема та же, только добавились две панельки. Всё это разместилось в корпусе от бывшего мультиметра.

В печатную плату 13 февраля 2014 года внесено исправление: от 5-го контакта разъёма RS232 дорожка идет к минусу питания (а на прежней - к 6-ой ножке микросхемы МАХ). Новая печатка в "programer2-2".

Можно сэкономить одну КРЕН-ку. Т.е. подключать от одного 5-ти вольтного стабилизатора всю схему. VR3 и С9 не устанавливать, а поставить перемычку (на схеме указана пунктиром). Но я пока КРЕНку не выпаивал. Многократно программировал PIC16F676, 628А, 84А и 873А. Но еще не пробовал 877.

Некоторые конденсаторы установлены со стороны печатных проводников. КРЕНки располагаются в горизонтальном положении. Чтобы не прокладывать проводники, я установил С7 – 2шт и R12 – 3шт.

Очень важно: корпус разъёма RS232 должен быть соединен с минусом питания.

Блок питания (15 В) и программы используются те же, что и в первом варианте.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема 1
DD1	ИС RS-232 интерфейса	MAX232E	1	MAX232CPE		В блокнот
VT1-VT4	Биполярный транзистор	2N3904	4	TO-92		В блокнот
VDS1	Диодный мост	DB157	1			В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	1N4148	1			В блокнот
VR1, VR3	Линейный регулятор	L7805AB	1			В блокнот
VR2	Линейный регулятор	KA78R12C	1			В блокнот
С1		470 мкФ 35В	1			В блокнот
С2, С3, С5, С6	Электролитический конденсатор	10 мкФ 50В	4			В блокнот
С4, С8	Электролитический конденсатор	470 мкФ 16В	2			В блокнот
С7	Электролитический конденсатор	1 мкФ 25В	1			В блокнот
С11	Конденсатор	0.1 мФ	1			В блокнот
R1, R7	Резистор	10 кОм	2			В блокнот
R2	Резистор	470 Ом	1			В блокнот
R3, R5, R11	Резистор	4.7 кОм	3			В блокнот
R4, R10	Резистор	2 кОм	2			В блокнот
R6, R8, R9	Резистор	1 кОм	3			В блокнот
R12	Резистор	240 Ом	1			В блокнот
HL1	Светодиод		1	Красный		В блокнот
HL2	Светодиод		1	Зеленый		В блокнот
	Схема 2
DD1	ИС RS-232 интерфейса	MAX232E	1	MAX232CPE		В блокнот
VT1-VT4	Биполярный транзистор	2N3904	4	TO-92		В блокнот
VDS1	Диодный мост	DB157	1			В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	1N4148	1			В блокнот
VR1, VR3	Линейный регулятор	L7805AB	2			В блокнот
VR2	Линейный регулятор	KA78R12C	1			В блокнот
C1, C2, C4, C5	Конденсатор	10мкФ 50В	4			В блокнот
C3	Электролитический конденсатор	470мкФ 35В	1			В блокнот
C6, C9	Электролитический конденсатор	470мкФ 16В	2			В блокнот
C7.1-C7.3	Конденсатор	0.1 мкФ	3

Микроконтроллеры PIC заслужили славу благодаря своей неприхотливости и качеству работы, а также универсальности в использовании. Но что может дать микроконтроллер без возможности записывать новые программы на него? Без программатора это не больше чем кусочек удивительного по форме исполнения железа. Сам программатор PIC может быть двух типов: или самодельный, или заводской.

Различие заводского и самодельного программаторов

В первую очередь отличаются они надежностью и функциональностью, которую предоставляют владельцам микроконтроллеров. Так, если делается самодельный, то он, как правило, рассчитывается только на одну модель PIC-микроконтроллера, тогда как программатор от Microchip предоставляет возможность работы с различными типами, модификациями и моделями микроконтроллеров.

Заводской программатор от Microchip

Самый известный и популярный - простой программатор PIC, который использует множество людей и известный для многих под названием PICkit 2. Его популярность объясняется явными и неявными достоинствами. Явные достоинства, которые имеет этот USB программатор для PIC, можно перечислять долго, среди них: относительно небольшая стоимость, простота эксплуатации и универсальность относительно всего семейства микроконтроллеров, начиная от 6-выводных и заканчивая 20-выводными.

Использование программатора от Microchip

По его использованию можно найти много обучающих уроков, которые помогут разобраться с всевозможными аспектами использования. Если рассматривать не только программатор PIC, купленный «с рук», а приобретенный у официального представителя, то можно ещё подметить качество поддержки, предоставляемое вместе с ним. Так, в дополнение идут обучающие материалы по использованию, лицензионные среды разработки, а также демонстрационная плата, которая предназначена для работы с маловыводными микроконтроллерами. Кроме всего этого, присутствуют утилиты, которые сделают работу с механизмом более приятной, помогут отслеживать процесс программирования и отладки работы микроконтроллера. Также поставляется утилита для стимулирования работы МК.

Другие программаторы

Кроме официального программатора, есть и другие, которые позволяют программировать микроконтроллеры. При их приобретении рассчитывать на дополнительное ПО не приходится, но тем, кому большего и не надо, этого хватает. Довольно явным минусом можно назвать то, что для некоторых программаторов сложно бывает найти необходимое обеспечение, чтобы иметь возможность качественно работать.

Программаторы, собранные вручную

А теперь, пожалуй, самое интересное - программаторы PIC-контроллеров, которые собираются вручную. Этим вариантом пользуются те, у кого нет денег или просто нет желания их тратить. В случае покупки у официального представителя можно рассчитывать на то, что если устройство окажется некачественным, то его можно вернуть и получить новое взамен. А при покупке «с рук» или с помощью досок объявлений в случае некачественной пайки или механических повреждений рассчитывать на возмещение расходов и получение качественного программатора не приходится. А теперь перейдём к собранной вручную электронике.

Программатор PIC может быть рассчитан на определённые модели или быть универсальным (для всех или почти всех моделей). Собираются они на микросхемах, которые смогут преобразовать сигналы с порта RS-232 в сигнал, который позволит программировать МК. Нужно помнить, что, когда собираешь данную кем-то конструкцию, программатор PIC, схема и результат должны подходить один к одному. Даже небольшие отклонения нежелательны. Это замечание относится к новичкам в электронике, люди с опытом и практикой могут улучшить практически любую схему, если есть куда улучшать.

Отдельно стоит молвить слово и про программный комплекс, которым обеспечивают USB-программатор для PIC, своими рукамисобранный. Дело в том, что собрать сам программатор по одной из множества схем, представленных в мировой сети, - мало. Необходимо ещё и программное обеспечение, которое позволит компьютеру с его помощью прошить микроконтроллер. В качестве такового довольно часто используются Icprog, WinPic800 и много других программ. Если сам автор схемы программатора не указал ПО, с которым его творение сможет выполнять свою работу, то придется методом перебора узнавать самому. Это же относится и к тем, кто собирает свои собственные схемы. Можно и самому написать программу для МК, но это уже настоящий высший пилотаж.

Универсальные программаторы, которые подойдут не только к РІС

Если человек увлекается программированием микроконтроллеров, то вряд ли он постоянно будет пользоваться только одним типом. Для тех, кто не желает покупать отдельно программаторы для различных типов микроконтроллеров, от различных производителей, были разработаны универсальные устройства, которые смогут запрограммировать МК нескольких компаний. Так как компаний, выпускающих их, довольно много, то стоит избрать пару и рассказать про программаторы для них. Выбор пал на гигантов рынка микроконтроллеров: PIC и AVR.

Универсальный программатор PIC и AVR - это аппаратура, особенность которой заключается в её универсальности и возможности изменять работу благодаря программе, не внося изменений в аппаратную составляющую. Благодаря этому свойству такие приборы легко работают с МК, которые были выпущены в продажу уже после выхода программатора. Учитывая, что значительным образом архитектура в ближайшее время меняться не будет, они будут пригодны к использованию ещё длительное время. К дополнительным приятным свойствам заводских программаторов стоит отнести:

1. Значительные аппаратные ограничения по количеству программируемых микросхем, что позволит программировать не одну, а сразу несколько единиц электроники.
2. Возможность программирования микроконтроллеров и схем, в основе которых лежат различные технологии (NVRAM, NAND Flash и другие).
3. Относительно небольшое время программирования. В зависимости от модели программатора и сложности программируемого кода может понадобиться от 20 до 400 секунд.

Особенности практического использования

Отдельно стоит затронуть тему практического использования. Как правило, программаторы подключаются к портам USB, но есть и такие вариации, что работают с помощью тех же проводов, что и винчестер. И для их использования придется снимать крышку компьютера, перебирать провода, да и сам процесс подключения не очень-то и удобный. Но второй тип является более универсальным и мощным, благодаря ему скорость прошивки больше, нежели при подключении через USB. Использование второго варианта не всегда представляется таким удобным и комфортным решением, как с USB, ведь до его использования необходимо проделать ряд операций: достать корпус, открыть его, найти необходимый провод. Про возможные проблемы от перегревания или скачков напряжения при работе с заводскими моделями можно не волноваться, так как у них, как правило, есть специальная защита.

Работа с микроконтроллерами

Что же необходимо для работы всех программаторов с микроконтроллерами? Дело в том, что, хотя сами программаторы и являются самостоятельными схемами, они передают сигналы компьютера в определённой последовательности. И задача относительно того, как компьютеру объяснить, что именно необходимо послать, решается программным обеспечением для программатора.

В свободном доступе находится довольно много различных программ, которые нацелены на работу с программаторами, как самодельными, так и заводскими. Но если он изготавливается малоизвестным предприятием, был сделан по схеме другого любителя электроники или самим человеком, читающим эти строки, то программного обеспечения можно и не найти. В таком случае можно использовать перебор всех доступных утилит для программирования, и если ни одна не подошла (при уверенности, что программатор качественно работает), то необходимо или взять/сделать другой программатор PIC, или написать собственную программу, что является весьма высоким пилотажем.

Возможные проблемы

Увы, даже самая идеальная техника не лишена возможных проблем, которые нет-нет, да и возникнут. Для улучшенного понимания необходимо составить список. Часть из этих проблем можно исправить вручную при детальном осмотре программатора, часть - только проверить при наличии необходимой проверочной аппаратуры. В таком случае, если программатор PIC-микроконтроллеров заводской, то вряд ли починить представляется возможным. Хотя можно попробовать найти возможные причины сбоев:

1. Некачественная пайка элементов программатора.
2. Отсутствие драйверов для работы с устройством.
3. Повреждения внутри программатора или проводов внутри компьютера/USB.

Эксперименты с микроконтроллерами

Итак, всё есть. Как же начать работу с техникой, как начать прошивать микроконтроллер программатором?

1. Подключить внешнее питание, присоединить всю аппаратуру.
2. Первоначально необходима среда, с помощью которой всё будет делаться.
3. Создать необходимый проект, выбрать конфигурацию микроконтроллера.
4. Подготовить файл, в котором находится весь необходимый код.
5. Подключиться к программатору.
6. Когда всё готово, можно уже прошивать микроконтроллер.

Выше была написана только общая схема, которая позволяет понять, как происходит процесс. Для отдельных сред разработки она может незначительно отличаться, а более детальную информацию о них можно найти в инструкции.

Хочется отдельно написать обращение к тем, кто только начинает пользоваться программаторами. Помните, что, какими бы элементарными ни казались некоторые шаги, всегда необходимо их придерживаться, чтобы техника нормально и адекватно могла работать и выполнять поставленные вами задачи. Успехов в электронике!

Развитие электроники идёт стремительными темпами, и всё чаще главным элементом того или иного устройства является микроконтроллер. Он выполняет основную работу и освобождает проектировщика от необходимости создания изощрённых схемных решений, тем самым уменьшая размер печатной платы до минимального. Как всем известно, микроконтроллером управляет программа, записанная в его внутреннюю память. И если опытный программист-электронщик не испытывает проблем с использованием микроконтроллеров в своих устройствах, то для начинающего радиолюбителя попытка записать программу в контроллер (особенно PIC) может обернуться большим разочарованием, а иногда и небольшим пиротехническим шоу в виде дымящей микросхемы.

Как ни странно, но при всём величии сети Интернет в нём очень мало информации о прошивке PIC-контроллеров , а тот материал что удаётся найти - очень сомнительного качества. Конечно, можно купить заводской программатор за неадекватную цену и шить сколько душе угодно, но что делать, если человек не занимается серийным производством. Для этих целей можно собрать несложную и не дорогую в реализации самоделку , именуемую JDM-программатором по приведенной ниже схеме (рисунок №1):

Рисунок №1 - схема программатора

Сразу привожу перечень элементов для тех, кому лень всматриваться в схему:

• R1 - 10 кОм
• R2 - 10 кОм (подстроченный). Регулировкой сопротивления данного резистора нужно добиться около 13В на выводе №4 (VPP) во время программирования. В моём случае сопротивление составляет 1,2 кОм
• R3 - 200 Ом
• R4, R5 - 1,5 кОм
• VD1, VD2, VD3, VD4, VD6 - 1N4148
• VD5 - 1N4733A (Напряжение стабилизации 5,1В)
• VD7 - 1N4743A (Напряжение стабилизации 13В)
• C1 - 100 нФ (0,1 мкФ)
• C2 - 470 мкФ х 16 В (электролитический)
• SUB-D9F - разъём СОМ-порта (МАМА или РОЗЕТКА)
• Панелька DIP8 - зависит от используемого вами контроллера

В схеме использован пример подключения таких распространённых контроллеров, как PIC12F675 и PIC12F629 , но это совсем не значит, что прошивка других серий PIC будет невозможна. Чтобы записать программу в контроллер другого типа, достаточно перекинуть провода программатора в соответствии с рисунком №2, который приведён ниже.

Рисунок №2 - варианты корпусов PIC-контроллеров с необходимыми выводами

Как можно догадаться, в схеме моего программатора использован корпус DIP8 . При большом желании можно изготовить универсальный переходник под каждый тип микросхемы, получив тем самым универсальный программатор. Но так как с PIC-контроллерами работаю редко, для меня хватит и этого.

Хоть сама схема довольно проста и не вызовет трудностей в сборке, но она тоже требует уважения. Поэтому неплохо было бы сделать под неё печатную плату. После некоторых манипуляций с программой SprintLayout , текстолитом, дрелью и утюгом, на свет родилась вот такая заготовка (фото №3).

Фото №3 - печатная плата программатора

Скачать исходник печатной платы для программы SprintLayout можно по этой ссылке:
(скачиваний: 670)
При желании его можно изменить под свой тип PIC-контроллера. Для тех, кто решил оставить плату без изменений, выкладываю вид со стороны деталей для облегчения монтажа (рисунок №4).

Рисунок №4 - плата с монтажной стороны

Ещё немного колдовства с паяльником и мы имеем готовое устройство, способное прошить PIC-контроллер через COM-порт вашего компьютера. Ещё тёпленький и не отмытый от флюса результат моих стараний показан на фото №5.

Фото №5 - программатор в сборе

С этого момента, первый этап на пути к прошивке PIC-контроллера , подошёл к концу. Второй этап будет включать в себя подключение программатора к компьютеру и работу с программой IC-Prog .
К сожалению, не все современные компьютеры и ноутбуки способны работать с данным программатором ввиду банального отсутствия на них COM-портов , а те что установлены на ноутбуках не выдают необходимые для программирования 12В . Так что я решил обратится к своему первому ПК , который давным-давно пылился и ждал своего звёздного часа (и таки дождался).
Итак включаем компьютер и первым делом устанавливаем программу IC-Prog . Скачать её можно с сайта автора или по этой ссылке:
(скачиваний: 769)
Подключаем программатор к COM-порту и запускаем только что установленное приложение. Для корректной работы необходимо выполнить ряд манипуляций. Изначально необходимо выбрать тот тип контроллера, который собираемся шить. У меня это PIC12F675 . На скриншоте №6 поле для выбора контроллера выделено красным цветом.

Скриншот №6 - выбор типа микроконтроллера

Скриншот №7 - настройка метода записи контроллера

В этом же окне переходим во вкладку "Программирование " и выбираем пункт "Проверка при программировании ". Проверка после программирования может вызвать ошибку, так как в некоторых случаях самой прошивкой устанавливаются фьюзы блокировки считывания СР . Чтобы не морочить себе голову данную проверку лучше отключить. Короче следуем скриншоту №8.

Скриншот №8 - настройка верификации

Продолжаем работу с этим окном и переходим на вкладку "Общие ". Здесь необходимо задать приоритет работы программы и обязательно задействовать NT/2000/XP драйвер (скриншот №9). В некоторых случаях программа может предложить установку данного драйвера и потребуется перезапуск IC-Prog .

Скриншот №9 - общие настройки

Итак, с этим окном работа окончена. Теперь перейдём к настройкам самого программатора. Выбираем в меню "Настройки"->"Настройки программатора " или просто нажимаем клавишу F3 . Появляется следующее окно, показанное на скриншоте №10.

Скриншот №10 - окно настроек программатора

Первым делом выбираем тип программатора - JDM Programmer . Далее выставляем радиокнопку использования драйвера Windows . Следующий шаг подразумевает выбор COM-порта , к которому подключен ваш программатор. Если он один, вопросов вообще нет, а если более одного - посмотрите в диспетчере устройств, какой на данным момент используется. Ползунок задержки ввода/вывода предназначен для регулирования скорости записи и чтения. Это может понадобится на быстрых компьютерах и при возникновении проблем с прошивкой - этот параметр необходимо увеличить. В моём случае он остался по умолчанию равным 10 и всё нормально отработало.

На этом настройка программы IC-Prog окончена и можно переходить к процессу самой прошивки, но для начала считаем данные с микроконтроллера и посмотрим что в него записано. Для этого на панели инструментов нажимаем на значок микросхемы с зелёной стрелкой, как показано на скриншоте №11.

Скриншот №11 - процесс чтения информации с микроконтроллера

Если микроконтроллер новый и до этого не прошивался, то все ячейки его памяти будут заполнены значениями 3FFF , кроме самой последней. В ней будет содержаться значение калибровочной константы. Это очень важное и уникальное для каждого контроллера значение. От него зависит точность тактирования, которая путём подбора и установки этой самой константы закладывается заводом изготовителем. На скриншоте №12 показана та ячейка памяти, в которой будет храниться константа при чтении контроллера.

Скриншот №12 - значение калибровочной константы

Повторюсь, что значение уникальное для каждой микросхемы и не обязательно должно совпадать с тем, что на рисунке. Многие по неопытности затирают эту константу и в последствии PIC-контроллер начинает некорректно работать, если в проекте используется тактирование от внутреннего генератора. Советую записать эту константу и наклеить надпись с её значением прямо на контроллер. Таким образом вы избежите множество неприятностей в будущем. Итак, значение записано - двигаемся дальше. Открываем файл прошивки, имеющий как правило расширение .hex . Теперь вместо надписей 3FFF , буфер программирования содержит код нашей программы (скриншот №13).

Скриншот №13 - прошивка, загруженная в буфер программирования

Выше я писал, что многие затирают калибровочную константу по неосторожности. Когда же это происходит? Это случается в момент открытия файла прошивки. Значение константы автоматически меняется на 3FFF и если начать процесс программирования, то назад дороги уже нет. На скриншоте №14 выделена та ячейка памяти где ранее была константа 3450 (до открытия hex-файла ).

Какие первые шаги должен сделать радиолюбитель, решивший собрать схему на микроконтроллере? Естественно, необходима управляющая программа - "прошивка", а также программатор.

И если с первым пунктом нет проблем - готовую "прошивку" обычно выкладывают авторы схем, то вот с программатором дела обстоят сложнее.

Цена готовых USB-программаторов довольно высока и лучшим решением будет собрать его самостоятельно. Вот схема предлагаемого устройства (картинки кликабельны).

Основная часть.

Панель установки МК.

Исходная схема взята с сайта LabKit.ru с разрешения автора, за что ему большое спасибо. Это так называемый клон фирменного программатора PICkit2. Так как вариант устройства является "облегчённой" копией фирменного PICkit2, то автор назвал свою разработку PICkit-2 Lite , что подчёркивает простоту сборки такого устройства для начинающих радиолюбителей.

Что может программатор? С помощью программатора можно будет прошить большинство легкодоступных и популярных МК серии PIC (PIC16F84A, PIC16F628A, PIC12F629, PIC12F675, PIC16F877A и др.), а также микросхемы памяти EEPROM серии 24LC. Кроме этого программатор может работать в режиме USB-UART преобразователя, имеет часть функций логического анализатора. Особо важная функция, которой обладает программатор - это расчёт калибровочной константы встроенного RC-генератора некоторых МК (например, таких как PIC12F629 и PIC12F675).

Необходимые изменения.

В схеме есть некоторые изменения, которые необходимы для того, чтобы с помощью программатора PICkit-2 Lite была возможность записывать/стирать/считывать данные у микросхем памяти EEPROM серии 24Cxx.

Из изменений, которые были внесены в схему. Добавлено соединение от 6 вывода DD1 (RA4) до 21 вывода ZIF-панели. Вывод AUX используется исключительно для работы с микросхемами EEPROM-памяти 24LС (24C04, 24WC08 и аналоги). По нему передаются данные, поэтому на схеме панели программирования он помечен словом "Data". При программировании микроконтроллеров вывод AUX обычно не используется, хотя он и нужен при программировании МК в режиме LVP.

Также добавлен "подтягивающий" резистор на 2 кОм, который включается между выводом SDA и Vcc микросхем памяти.

Все эти доработки я уже делал на печатной плате, после сборки PICkit-2 Lite по исходной схеме автора.

Микросхемы памяти 24Cxx (24C08 и др.) широко используются в бытовой радиоаппаратуре, и их иногда приходится прошивать, например, при ремонте кинескопных телевизоров. В них память 24Cxx применяется для хранения настроек.

В ЖК-телевизорах применяется уже другой тип памяти (Flash-память). О том, как прошить память ЖК-телевизора я уже рассказывал . Кому интересно, загляните.

В связи с необходимостью работы с микросхемами серии 24Cxx мне и пришлось "допиливать" программатор. Травить новую печатную плату я не стал, просто добавил необходимые элементы на печатной плате. Вот что получилось.

Ядром устройства является микроконтроллер PIC18F2550-I/SP .

Это единственная микросхема в устройстве. МК PIC18F2550 необходимо "прошить". Эта простая операция у многих вызывает ступор, так как возникает так называемая проблема "курицы и яйца". Как её решил я, расскажу чуть позднее.

Список деталей для сборки программатора. В мобильной версии потяните таблицу влево (свайп влево-вправо), чтобы увидеть все её столбцы.

Название	Обозначение	Номинал/Параметры	Марка или тип элемента
Для основной части программатора
Микроконтроллер	DD1	8-ми битный микроконтроллер	PIC18F2550-I/SP
Биполярные транзисторы	VT1, VT2, VT3		КТ3102
	VT4		КТ361
Диод	VD1		КД522, 1N4148
Диод Шоттки	VD2		1N5817
Светодиоды	HL1, HL2		любой на 3 вольта, красного и зелёного цвета свечения
Резисторы	R1, R2	300 Ом
	R3	22 кОм
	R4	1 кОм
	R5, R6, R12	10 кОм
	R7, R8, R14	100 Ом
	R9, R10, R15, R16	4,7 кОм
	R11	2,7 кОм
	R13	100 кОм
Конденсаторы	C2	0,1 мк	К10-17 (керамические), импортные аналоги
	C3	0,47 мк
Электролитические конденсаторы	C1	100 мкф * 6,3 в	К50-6, импортные аналоги
	C4	47 мкф * 16 в
Катушка индуктивности (дроссель)	L1	680 мкГн	унифицированный типа EC24, CECL или самодельный
Кварцевый резонатор	ZQ1	20 МГц
USB-розетка	XS1		типа USB-BF
Перемычка	XT1		любая типа "джампер"
Для панели установки микроконтроллеров (МК)
ZIF-панель	XS1		любая 40-ка контактная ZIF-панель
Резисторы	R1	2 кОм	МЛТ, МОН (мощностью от 0,125 Вт и выше), импортные аналоги
	R2, R3, R4, R5, R6	10 кОм

Теперь немного о деталях и их назначении.

Зелёный светодиод HL1 светится, когда на программатор подано питание, а красный светодиод HL2 излучает в момент передачи данных между компьютером и программатором.

Для придания устройству универсальности и надёжности используется USB-розетка XS1 типа "B" (квадратная). В компьютере же используется USB-розетка типа "А". Поэтому перепутать гнёзда соединительного кабеля невозможно. Также такое решение способствует надёжности устройства. Если кабель придёт в негодность, то его легко заменить новым не прибегая к пайке и монтажным работам.

В качестве дросселя L1 на 680 мкГн лучше применить готовый (например, типов EC24 или CECL). Но если готовое изделие найти не удастся, то дроссель можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно намотать 250 - 300 витков провода ПЭЛ-0,1 на сердечник из феррита от дросселя типа CW68. Стоит учесть, что благодаря наличию ШИМ с обратной связью, заботиться о точности номинала индуктивности не стоит.

Напряжение для высоковольтного программирования (Vpp) от +8,5 до 14 вольт создаётся ключевым стабилизатором. В него входят элементы VT1, VD1, L1, C4, R4, R10, R11. С 12 вывода PIC18F2550 на базу VT1 поступают импульсы ШИМ. Обратная связь осуществляется делителем R10, R11.

Чтобы защитить элементы схемы от обратного напряжения с линий программирования в случае использования USB-программатора в режиме внутрисхемного программирования ICSP (In-Circuit Serial Programming) применён диод VD2. VD2 - это диод Шоттки . Его стоит подобрать с падением напряжения на P-N переходе не более 0,45 вольт. Также диод VD2 защищает элементы от обратного напряжения, когда программатор применяется в режиме USB-UART преобразования и логического анализатора.

При использовании программатора исключительно для программирования микроконтроллеров в панели (без применения ICSP), то можно исключить диод VD2 полностью (так сделано у меня) и установить вместо него перемычку.

Компактность устройству придаёт универсальная ZIF-панель (Zero Insertion Force - с нулевым усилием установки).

Благодаря ей можно "зашить" МК практически в любом корпусе DIP.

На схеме "Панель установки микроконтроллера (МК)" указано, как необходимо устанавливать микроконтроллеры с разными корпусами в панель. При установке МК следует обращать внимание на то, чтобы микроконтроллер в панели позиционируется так, чтобы ключ на микросхеме был со стороны фиксирующего рычага ZIF-панели.

Вот так нужно устанавливать 18-ти выводные микроконтроллеры (PIC16F84A, PIC16F628A и др.).

А вот так 8-ми выводные микроконтроллеры (PIC12F675, PIC12F629 и др.).

Если есть нужда прошить микроконтроллер в корпусе для поверхностного монтажа (SOIC), то можно воспользоваться переходником или просто подпаять к микроконтроллеру 5 выводов, которые обычно требуются для программирования (Vpp, Clock, Data, Vcc, GND).

Готовый рисунок печатной платы со всеми изменениями вы найдёте по ссылке в конце статьи. Открыв файл в программе Sprint Layout 5.0 можно с помощью режима "Печать" не только распечатать слой с рисунком печатных проводников, но и просмотреть позиционирование элементов на печатной плате. Обратите внимание на изолированную перемычку, которая связывает 6 вывод DD1 и 21 вывод ZIF-панели. Печатать рисунок платы необходимо в зеркальном отображении .

Изготовить печатную плату можно методом ЛУТ, а также маркером для печатных плат , с помощью цапонлака (так делал я) или "карандашным" методом .

Вот рисунок позиционирования элементов на печатной плате (кликабельно).

При монтаже первым делом необходимо запаять перемычки из медного лужёного провода, затем установить низкопрофильные элементы (резисторы, конденсаторы, кварц, штыревой разъём ISCP), затем транзисторы и запрограммированный МК. Последним шагом будет установка ZIF-панели, USB-розетки и запайка провода в изоляции (перемычки).

"Прошивка" микроконтроллера PIC18F2550.

Файл "прошивки" - PK2V023200.hex необходимо записать в память МК PIC18F2550I-SP при помощи любого программатора, который поддерживает PIC микроконтроллеры (например, Extra-PIC). Я воспользовался JDM Programmator’ом JONIC PROG и программой WinPic800 .

Залить "прошивку" в МК PIC18F2550 можно и с помощью всё того же фирменного программатора PICkit2 или его новой версии PICkit3. Естественно, сделать это можно и самодельным PICkit-2 Lite, если кто-либо из друзей успел собрать его раньше вас:).

Также стоит знать, что "прошивка" микроконтроллера PIC18F2550-I/SP (файл PK2V023200.hex ) записывается при установке программы PICkit 2 Programmer в папку вместе с файлами самой программы. Примерный путь расположения файла PK2V023200.hex - «C:\Program Files (x86)\Microchip\PICkit 2 v2\PK2V023200.hex» . У тех, у кого на ПК установлена 32-битная версия Windows, путь расположения будет другим: «C:\Program Files\Microchip\PICkit 2 v2\PK2V023200.hex» .

Ну, а если разрешить проблему "курицы и яйца" не удалось предложенными способами, то можно купить уже готовый программатор PICkit3 на сайте AliExpress. Там он стоит гораздо дешевле. О том, как покупать детали и электронные наборы на AliExpress я писал .

Обновление "прошивки" программатора.

Прогресс не стоит на месте и время от времени компания Microchip выпускает обновления для своего ПО, в том числе и для программатора PICkit2, PICkit3. Естественно, и мы можем обновить управляющую программу своего самодельного PICkit-2 Lite. Для этого понадобится программа PICkit2 Programmer. Что это такое и как пользоваться - чуть позднее. А пока пару слов о том, что нужно сделать, чтобы обновить "прошивку".

Для обновления ПО программатора необходимо замкнуть перемычку XT1 на программаторе, когда он отключен от компьютера. Затем подключить программатор к ПК и запустить PICkit2 Programmer. При замкнутой XT1 активируется режим bootloader для загрузки новой версии прошивки. Затем в PICkit2 Programmer через меню "Tools" - "Download PICkit 2 Operation System" открываем заранее подготовленный hex-файл обновлённой прошивки. Далее произойдёт процесс обновления ПО программатора.

После обновления нужно отключить программатор от ПК и снять перемычку XT1. В обычном режиме перемычка разомкнута . Узнать версию ПО программатора можно через меню "Help" - "About" в программе PICkit2 Programmer.

Это всё по техническим моментам. А теперь о софте.

Работа с программатором. Программа PICkit2 Programmer.

Для работы с USB-программатором нам потребуется установить на компьютер программу PICkit2 Programmer. Это специальная программа обладает простым интерфейсом, легко устанавливается и не требует особой настройки. Стоит отметить, что работать с программатором можно и с помощью среды разработки MPLAB IDE, но для того, чтобы прошить/стереть/считать МК достаточно простой программы - PICkit2 Programmer. Рекомендую.

После установки программы PICkit2 Programmer подключаем к компьютеру собранный USB-программатор. При этом засветится зелёный светодиод ("питание"), а операционная система опознает устройство как "PICkit2 Microcontroller Programmer" и установит драйвера.

Запускаем программу PICkit2 Programmer. В окне программы должна отобразиться надпись.

Если программатор не подключен, то в окне программы отобразится страшная надпись и краткие инструкции "Что делать?" на английском.

Если же программатор подключить к компьютеру с установленным МК, то программа при запуске определить его и сообщит нам об этом в окне PICkit2 Programmer.

Поздравляю! Первый шаг сделан. А о том, как пользоваться программой PICkit2 Programmer, я рассказал в отдельной статье. Следующий шаг .

Необходимые файлы:

Руководство пользователя PICkit2 (рус.) берём или .

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.

Кроме того, необходим паяльник и умение им пользоваться.

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!