Прошивка PIC микроконтроллеров с "нуля". Самодельный программатор для PIC-контроллеров Программаторы для pic контроллеров

Answer

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry"s standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book. It has survived not only five http://jquery2dotnet.com/ centuries, but also the leap into electronic typesetting, remaining essentially unchanged. It was popularised in the 1960s with the release of Letraset sheets containing Lorem Ipsum passages, and more recently with desktop publishing software like Aldus PageMaker including versions of Lorem Ipsum.

Программатор PIC контроллеров своими руками

Данное устройство - так называемый JDM программатор, 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. Программатор 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.

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.

Различные типы микроконтроллеров PIC12C508, PIC12C509, PIC16C84 и микросхем памяти с интерфейсом I2C программируют, вставляя в разъём как показано на рисунке выше.

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

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 ).

Вот есть микроконтроллер, есть написанная программа. Что ещё нужно? Программатор! Ведь без помощи аппаратуры, которая сможет записать последовательностью сигналов процесс, который хочет реализовать человек, сложно будет что-то сделать. А как здорово сделать программатор своими руками!

Также здесь вы найдете описание программаторов и из другого семейства - АВР, но исключительно в сравнительных целях. Приступим к статье, где рассказывается, как сделать программатор-flash своими руками.

Для чего необходим программатор

Так как статья пишется в том числе и для читателей, не слишком осведомленных в этом вопросе, то необходимо взять во внимание и такой пункт. Программатор - это специальное устройство, которое посредством получаемых от компьютера сигналов программирует микроконтроллер, который будет управлять схемой. Качественное устройство является очень важным, ведь в таком случае можно будет быть уверенным в том, что МК не выйдет из строя, или, что важнее, из строя не выйдет компьютер. Есть небольшое уточнение: программатор для PIC своими руками делают только те, у кого есть микроконтроллеры этого семейства. Другие из-за другой архитектуры могут не работать. Но можно попробовать своими силами усовершенствовать представленные схемы и собрать программатор AVR своими руками.

Платные против самодельных

Отдельно нужно рассказать о приобретенных в магазинах и самодельных программаторах. Дело в том, что это устройства не очень-то и простые и требуют уже определённых навыков работы, практики пайки и умения обращаться с железом. При работе с купленным программатором от производителя или его дилера можно быть уверенным в том, что на прибор программа будет записана, и ничего не сгорит. А в случае обнаружения неисправностей в самом начале периода эксплуатации его можно вернуть и получить взамен работоспособное устройство.

А вот с самодельными программаторами всегда немного сложнее. Дело в том, что даже если они и тестировались, то, как правило, в очень узком диапазоне используемой техники, поэтому вероятность того, что что-то пойдёт не так, высока. Но даже если сама схема является полностью работоспособной, нельзя сбрасывать со счётов возможность того, что человек, собиравший схему, ошибётся в чем-то, что-то припаяет не так, и в результате будут иметь место печальные последствия как минимум для программатора. Хотя учитывая то, как любят микроконтроллеры перегорать, повреждения будут не только у него. При пайке своей платы, для того чтобы избежать негативных последствий, перед сборкой механизма следует проверить работоспособность всех элементов, которые будут использованы в плате, с помощью специальных устройств.

Драйвера

Первоначально следует подобрать программное обеспечение. В зависимости от схемы программатор может быть заточен или под один микроконтроллер, или под большое их количество. Тот, что будет далее рассматриваться, рассчитан примерно на 98 программаторов от 12-го до 18-го семейств. Для тех, кому понравится вариант сборки, следует уточнить, что в качестве драйверного программного обеспечения использовалась программа IC-PROG. Можете попробовать работать и с другой, но уже на свой страх и риск. Это информация для тех, кто хочет создать программатор для AVR своими руками. Далее будет указано, для каких семейств микроконтроллеров РІС он рассчитан. Если есть желание сделать программатор AVR своими руками или какой-то другой тип МК, то вы всегда можете попытаться.

Схема программатора

Вот тут уже можно попробовать сделать программатор для PIC своими руками. В качестве гнезда необходимо использовать разъем DB9. Можно сделать и USB-программатор своими руками, но для него понадобятся дополнительные элементы схемы, которые усложнят и без того довольно сложную плату. Также внимательно рассмотрите рисунок с различными прямоугольниками (чтобы знать, какие части за что отвечают). Выводы должны подключатся именно туда, куда нужно, иначе микроконтроллер превратится в небольшой кусочек пластика и железа, который можно поставить на стеночку как напоминание о былых ошибках. Процесс сборки и использования программатора таков:

1. Собрать сам программатор так, как написано на схемах. Просмотреть на наличие некачественной пайки, а также потенциальных мест замыкания. Программатор рассчитан на работу с напряжением 15-18В, больше категорически не рекомендуется.
2. Подготовьте среду управления прошивкой (выше было упоминание одной программы, с которой программатор точно работает).

Процесс прошивки микроконтроллера

Процесс прошивки микроконтроллера данными можно считать продолжением предыдущего списка:

1. Произвести необходимые для работы программы настройки.
2. Установить микроконтроллер в программатор так, как отмечено на схеме. Лучше лишний раз убедиться, что всё так, как должно быть, чем ехать за новым МК.
3. Подключить питание.
4. Запустить выбранное программное обеспечения (для этого программатора ещё раз посоветуем IC-Prog).
5. В выпадающем меню вверху справа выбрать, какой именно микроконтроллер следует прошить.
6. Подготовленный файл выбрать для программирования. Для этого перейдите по пути "Файл" - "Открыть файл". Смотрите, не перепутайте с «Открыть файл данных», это совсем другое, прошить микроконтроллер с помощью второй кнопки не получится.
7. Нажать на кнопку «Начать программировать микросхему». Примерное время, через которое она будет запрограммирована - до 2 минут. Прерывать процесс программирования нельзя, это чревато выведением из строя микроконтроллера.
8. И в качестве небольшого контроля нажмите на кнопку «Сравнить микросхему с буфером».

Не очень сложно, но эта последовательность действий позволяет получить качественный программатор, своими руками сделанный, для различных типов микроконтроллеров РІС.

Какие микроконтроллеры поддерживаются и могут быть прошиты программным обеспечением

Как уже выше упоминалось, этот программатор может работать как минимум с 98 моделями. Как можно заметить по схематическим рисункам и платам, он рассчитан на те МК, что имеют 8, 14, 18, 28 и 40 выводов. Этого должно хватить для самых различных экспериментов и построения самых разных механизмов, которые только можно сделать в пределах скромного бюджета среднестатистического гражданина. Можно выразить уверенность, что сделанный программатор своими руками сможет удовлетворить самых требовательных радиолюбителей - при условии, что он будет сделан качественно.

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.