Самодельный программатор для PIC-контроллеров. Простейший программатор JDM для PIC на пассивных компонентах Простой программатор в народе jdm

Рассказать в:
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:

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: 680)
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: 778)
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 .

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 1.0

Эта 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 SFR

В 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 программатора

После 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 проектов

Кроме 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 интернете

Обозреватель 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 микросхем

Большинство 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 PIC 16 F 628 A

Есть 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 PIC 16.
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

"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 )

Реагирует 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 программ

необходимо отправить в контроллер сами данные - 16 бит,
которые выглядят так:

“0xxxxxxxxxxxxxx 0”.

Крестики в этом слове – это сами данные, а нули по краям отправляются как обрамление – это стандарт для PIC 16. 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 программирования

Получив 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 программатора

Очень 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.

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 проектов

Программа 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.

В качестве элементарного программатора предлагаем вам собрать по авторской схеме JDM совместимый программатор, который мы назвали NTV программатор. Ниже схема NTV программатора (используется розетка DB9; не путать с вилкой).

Собранный по данный схеме программатор многократно и безошибочно прошивал контроллеры , (и ряд других) и может быть рекомендован для повторения начинающим радиолюбителям.

Данный программатор НЕ РАБОТАЕТ при подключении к ноутбукам, т.к. уровни сигналов интерфейса RS-232 (COM-порт) в мобильных системах занижены. Также он может не работать на современных ПК, где аппаратно экономится ток на порту. Так что не обессудьте, собирайте и проверяйте на всех попавшихся под руку компьютерах.

Конструктивно плата программатора вставляется между контактами разъема DB-9, которые подпаиваются к контактным площадкам печатной платы. Ниже рисунок платы и фотография собранного программатора.

Для полноты информации следует сказать, что есть еще один подобный программатор, который я собирал под микроконтроллеры в 8 выводном корпусе ( и ). Программатор также великолепно работает и с этими микроконроллерами. Ниже рисунок платы и фотографии.