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.
За основу предлагаемого программатора взята публикация из журнала «Радио» №2, 2004г, «Программирование современных PIC16, PIC12 на PonyProg». Это мой первый программатор, который я использовал для прошивки PIC микросхем дома. Программатор представляет собой упрощенный вариант JDM программатора, оригинальная схема имеет преобразователь RS-232 на TTL в виде микросхемы MAX232, она более универсальна, но ее «на коленке» уже не соберешь. Данная схема не имеет вообще ни одного активного компонента, не содержит дефицитных деталей и очень проста, может быть собрана без применения печатной платы.
Рис. 1: Принципиальная схема программатора.
Описание работы схемы
Схема программатора представлена на рис. 1. Резисторы по цепям CLK (тактирование), DATA (информационный), Upp (напряжение программирования) служат для ограничения протекающего тока. PIC контроллеры защищены от пробоя встроенными стабилитронами, поэтому получается некоторая совместимость TTL и RS-232 логики. В представленной схеме присутствуют диоды VD1, VD2, которые «отбирают» плюсовое напряжение от COM порта относительно 5 контакта и передают его на питание контроллера, благодаря чему в некоторых случаях удается избавиться от дополнительного источника питания.
Налаживание
На практике не всегда случается, что данный программатор заработает без налаживания, с 1-го раза, т.к. работа данной схемы сильно зависит от параметров COM порта. Однако у меня, на двух материнских платах Gigabyte 8IPE1000 и WinFast под XP все заработало сразу. Если Вам лень разбираться с неработающей, более сложной схемой программатора, то стоит попробовать собрать эту. Вот некоторые вещи, которые могут повлиять:
Чем новее мат. плата, тем разработчики уделяют этим портам меньше внимания, потому что эти порты давно стали морально устаревшими. Избавиться от этого можно, купив переходник USB-COM, правда опять же купленное устройство может не подойти. Нужные параметры таковы: изменяемое напряжение должно меняться не менее -10В до +10В (лог. 0 и 1) относительно 5-го контакта разъема. Отдааваемый ток должен быть хотя бы таким, чтобы при подключеннии резистора 2,7 кОм между 5-м контактом и исследуемым контактом напряжение не падало ниже 10В (сам таких плат не встречал). Также порт должен правильно определять напряжения, поступающие от контроллера, при уровне напряжения близкого к 0В, но не больше 2В определяется нуль, и соответственно при выше 2В определяется единица.
Также проблемы могут возникнуть из за программного обеспечения.
Особенно это касается ОС LINUX, т.к. из за наличия эмуляторов типа wine, VirtualBox порты могут работать неправильно, а возможностей от них требуется много. Этих проблем я коснусь подробнее в другой статье.
Зная эти особенности, приступим к налаживанию.
Для этого очень желательно иметь программу ICProg 1.05D.
В меню программы нужно во первых выбрать в настройках соотв. порт (COM1. COM2), выбрать JDM программатор. Затем открыть окно «Hardware Check», в меню «Settings». В этом меню нужно по очереди ставить галочки и вольтметром измерять напряжение на контактах подключенного разъема. Если параметры напряжения не соответствуют норме, то к сожалению, это может быть причиной неработоспособности, тогда придется собирать схему с преобразователем RS-232 TTL. Отметив все галочки, нужно убедиться, что на стабилитроне образуется напряжение питания около 5В. Если напряжения в норме и отсутствуют ошибки монтажа, то все должно сработать. Ставим контроллер в панельку, открываем прошивку, программируем. Галочки типа «Invert data out» включать не надо (все сняты). Также не нужно забывать, что некоторые партии контроллеров могут иметь не совсем стандартные параметры, и их прошить не получается, в таких случаях с данным программатором можно попробовать только снизить напряжение питания с 5В до 3-4В, подключив соотв. стабилитрон, посмотреть контроллер на предмет ошибочного включения режима LVP (низковольтное программирование), как предотвратить, можно прочитать в Интернете для конкретного типа контроллера. Повысить напряжение программирования проблеммного контроллера можно, наверное, только усложнив схему введением усилительного каскада с общим эмиттером, запитанного от дополнительного источника питания.
Теперь подробнее о проблеме с питанием устройства. Программатор тестировался с программами ICProg и консольным picprog под Linux, должен работать с любым, который поддерживает JDM, если подключить дополнительный источник питания (он подключается через резистор 1кОм к стабилитрону, диоды с резисторами в этом случае можно вообще исключить). Дело в том, что алгоритмы управления программаторов у отдельного софта разные, программа ICProg, является самой неприхотливой. Замечено, что в ОС Windows эта программа на неиспользуемом контакте 2 поднимала нужное напряжение питания, эта же программа под эмулятором в Linux на другой мат. плате уже не смогла этого сделать, однако выход был найден, отбирая питание из напряжения программирования. В общем, с ICProg, думаю, можно применять этот программатор без дополнительного питания. С другим софтом это гарантировать врядли получится, например, «родной» из репозиториев Ubuntu picprog без питания просто не определяет программатор, выдавая сообщение «JDM hardware not found». Вероятно, он либо принимает какие-то данные, не подавая напряжение программирования, либо делает это слишком быстро, таким образом что фильтрующий конденсатор еще не успевает зарядиться.
Довольно большую популярность в интернете набирают схемы с использованием микроконтроллеров. Микроконтроллер – это такая специальная микросхема, которая, по сути своей, является маленьким компьютером, со своими портами ввода-вывода, памятью. Благодаря микроконтроллером можно создавать весьма функциональные схемы с минимумом пассивных компонентов, например, электронные часы, плееры, различные светодиодные эффекты, устройства автоматизации.
Для того, чтобы микросхема начала исполнять какие-либо функции, нужно её прошить, т.е. загрузить в её память код прошивки. Сделать это можно с помощью специального устройства, называемого программатором. Программатор связывает компьютер, на котором находится файл прошивки с прошиваемым микроконтроллером. Стоит упомянуть, что существуют микроконтроллеры семейства AVR, например такие, как Atmega8, Attiny13, и серии pic, например PIC12F675, PIC16F676. Pic-серия принадлежит компании Microchip, а AVR компании Atmel, поэтому способы прошивки pic и AVR отличаются. В этой статье рассмотрим процесс создания программатора Extra-pic, с помощью которого можно прошить микроконтроллер серии pic.
К достоинствам именно этого программатора можно отнести простоту его схемы, надёжность работы, универсальность, ведь поддерживает он все распространённые микроконтроллеры. На компьютере поддерживается также самыми распространёнными программами для прошивки, такими как Ic-prog, WinPic800, PonyProg, PICPgm.
Схема программатора
Она содержит в себе две микросхемы, импортную MAX232 и отечественную КР1533ЛА3, которую можно заменить на КР155ЛА3. Два транзистора, КТ502, который можно заменить на КТ345, КТ3107 или любой другой маломощный PNP транзистор. КТ3102 также можно менять, например, на BC457, КТ315. Зелёный светодиод служит индикатором наличия питания, красный загорается во время процесса прошивки микроконтроллера. Диод 1N4007 служит для защиты схемы от подачи напряжения неправильной полярности.
Материалы
Список необходимых для сборки программатора деталей:
- Стабилизатор 78L05 – 2 шт.
- Стабилизатор 78L12 – 1 шт.
- Светодиод на 3 в. зелёный – 1 шт.
- Светодиод на 3 в. красный – 1 шт.
- Диод 1N4007 – 1 шт.
- Диод 1N4148 – 2 шт.
- Резистор 0,125 Вт 4,7 кОм – 2 шт.
- Резистор 0,125 Вт 1 кОм – 6 шт.
- Конденсатор 10 мкФ 16В – 4 шт.
- Конденсатор 220 мкФ 25В – 1 шт.
- Конденсатор 100 нФ – 3 шт.
- Транзистор КТ3102 – 1 шт.
- Транзистор КТ502 – 1 шт.
- Микросхема MAX232 – 1 шт.
- Микросхема КР1533ЛА3 – 1 шт.
- Разъём питания – 1 шт
- Разъём COM порта «мама» - 1 шт.
- Панелька DIP40 – 1 шт.
- Панелька DIP8 – 2 шт.
- Панелька DIP14 – 1 шт.
- Панелька DIP16 – 1 шт.
- Панелька DIP18 – 1 шт.
- Панелька DIP28 – 1 шт.
Изготовление печатной платы
Программатор собирается на печатной плате размерами 100х70 мм. Печатная плата выполняется методом ЛУТ, файл к статье прилагается. Отзеркаливать изображение перед печатью не нужно.
Скачать плату:
(cкачиваний: 639)
Сборка программатора
Первым делом на печатную плату впаиваются перемычки, затем резисторы, диоды. В последнюю очередь нужно впаять панельки и разъёмы питания и СОМ порта.
Т.к. на печатное плате много панелек под прошиваемые микроконтроллеры, а используются у них не все выводы, можно пойти на такую хитрость и вынуть неиспользуемые контакты из панелек. При этом меньше времени уйдёт на пайку и вставить микросхему в такую панельку будет уже куда проще.
Разъём СОМ порта (он называется DB-9) имеет два штырька, которые должны «втыкаться» в плату. Чтобы не сверлить под них лишние отверстия на плате, можно открутить два винтика под бокам разъёма, при этом штырьки отпадут, как и металлическая окантовка разъёма.
После впайки всех деталей плату нужно отмыть от флюса, прозвонить соседние контакты, нет ли замыканий. Убедиться в том, что в панельках нет микросхем (вынуть нужно в том числе и МАХ232, и КР1533ЛА3), подключить питание. Проверить, присутствует ли напряжение 5 вольт на выходах стабилизаторов. Если всё хорошо, можно устанавливать микросхемы МАХ232 и КР1533ЛА3, программатор готов к работе. Напряжение питания схемы 15-24 вольта.
Плата программатора содержит 4 панельки для микроконтроллеров и одну для прошивки микросхем памяти. Перед установкой на плату прошиваемого микроконтроллера нужно посмотреть, совпадает ли его распиновка с распиновкой на плате программатора. Программатор можно подключать к СОМ-порту компьютера напрямую, либо же через удлинительный кабель. Успешной сборки!
Итак, мы определились и решились собрать нашу первую самоделку на микроконтроллере, осталось только понять как его запрограммировать. Поэтому нам понадобится программатор PIC, а собрать его схему можно и своими руками, рассмотрим для примера несколько простых конструкций.
Схема позволяет программировать микроконтроллеры и память EEPROM I2C.
Список поддерживаемых микроконтроллеров, при условии совместного использования с утилитой IC-PROG v1.05D:
Микроконтроллеры фирмы Microchip: PIC12C508, PIC12C508A, PIC12C509, PIC12C509A, PIC12CE518, PIC12CE519, PIC12C671, PIC12C672, PIC12CE673, PIC12CE674, PIC12F629, PIC12F675, PIC16C433, PIC16C61, PIC16C62A, PIC16C62B, PIC16C63, PIC16C63A, PIC16C64A, PIC16C65A, PIC16C65B, PIC16C66, PIC16C67, PIC16C71, PIC16C72, PIC16C72A, PIC16C73A, PIC16C73B, PIC16C74A, PIC16C74B, PIC16C76, PIC16C77, PIC16F72, PIC16F73, PIC16F74, PIC16F76, PIC16F77, PIC16C84, PIC16F83, PIC16F84, PIC16F84A, PIC16F88, PIC16C505*, PIC16C620, PIC16C620A, PIC16C621, PIC16C621A, PIC16C622, PIC16C622A, PIC16CE623, PIC16CE624, PIC16CE625, PIC16F627, PIC16F628, PIC16F628A, PIC16F630*, PIC16F648A, PIC16F676*, PIC16C710, PIC16C711, PIC16C712, PIC16C715, PIC16C716, PIC16C717, PIC16C745, PIC16C765, PIC16C770*, PIC16C771*, PIC16C773, PIC16C774, PIC16C781*, PIC16C782*, PIC16F818, PIC16F819, PIC16F870, PIC16F871, PIC16F872, PIC16F873, PIC16F873A, PIC16F874, PIC16F874A, PIC16F876, PIC16F876A, PIC16F877, PIC16F877A, PIC16C923*, PIC16C924*, PIC18F242, PIC18F248, PIC18F252, PIC18F258, PIC18F442, PIC18F448, PIC18F452, PIC18F458, PIC18F1220, PIC18F1320, PIC18F2320, PIC18F4320, PIC18F4539, PIC18F6620*, PIC18F6720*, PIC18F8620*, PIC18F8720*
Примечание: микроконтроллеры, которые отмечены звездочкой (*) необходимо подключить к программатору через ICSP разъем.
Последовательная память EEPROM I2C (IIC): X24C01, 24C01A, 24C02, 24C04, 24C08, 24C16, 24C32, 24C64, AT24C128, M24C128, AT24C256, M24C256, AT24C512.
Установите микросхему в панельку, строго соблюдая положение ключа. Подключите шнур, включите питание. Запустите программу IC-PROG. В выпадающем списке выберите ваш микроконтроллер PIC.
Если у вас нет прошивки - сделайте ее: для этого откройте стандартную программу «Блокнот» или любой другой редактор; вставьте в документ текст прошивки; сохраните под любым именем с расширение *.txt или *.hex.
Затем в утилите в IC-PROG Файл >> Открыть файл >> найти наш файл с прошивкой. Окно «Программного кода» должно заполнится разными кодами.
В окне IC-PROG нажимаем «Программировать микросхему» при этом загорается красный светодиод на схеме устройства. Программирование длится около 30 секунд. Для проверки выбираем - Сравнить микросхему с буфером.
Альтернативный вариант схемы программатора EXTRA-PIC из с готовой печатной платой в Sprint Layout вы можете открыть по зеленой ссылке 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
| 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 | ||||
