Платы для программатора pic контроллеров. Прошивка PIC микроконтроллеров с "нуля". Заводской программатор от Microchip

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.

Итак, пришло время изучать микроконтроллеры, а потом и их программировать, а так же хотелось собирать устройства на них, схем которых сейчас в интернете ну просто море. Ну нашли схему, купили контроллер, скачали прошивку….а прошивать то чем??? И тут перед радиолюбителем, начинающим осваивать микроконтроллеры, встает вопрос – выбор программатора! Хотелось бы найти оптимальный вариант, по показателю универсальность - простота схемы - надёжность. «Фирменные» программаторы и их аналоги были сразу исключены в связи с довольно сложной схемой, включающей в себя те же микроконтроллеры, которые необходимо программировать. То есть получается «замкнутый круг»: что бы изготовить программатор, необходим программатор. Вот и начались поиски и эксперименты! В начале выбор пал на PIC JDM. Работает данный программатор от com порта и питается от туда же. Был опробован данный вариант, уверенно запрограммировал 4 из 10 контроллеров, при питании отдельном ситуация улучшилась, но не на много, на некоторых компьютерах он вообще отказался что либо делать да и защиты от «дурака» в нем не предусмотрено. Далее был изучен программатор Pony-Prog. В принципе, почти тоже самое что и JDM.Программатор «Pony-prog», представляет очень простую схему, с питанием от ком-порта компьютера, в связи с чем, на форумах, в Интернете, очень часто появляются вопросы по сбоям при программировании того, или иного микроконтроллера. В результате, выбор был остановлен на модели «Extra-PIC». Посмотрел схему – очень просто, грамотно! На входе стоит MAX 232 преобразующая сигналы последовательного порта RS-232 в сигналы, пригодные для использования в цифровых схемах с уровнями ТТЛ или КМОП, не перегружает по току COM-порт компьютера, так как использует стандарт эксплуатации RS232, не представляет опасности для COM-порта.Вот первый плюс!
Работоспособен с любыми COM-портами, как стандартными (±12v; ±10v) так и с нестандартными COM-портами некоторых моделей современных ноутбуков, имеющих пониженные напряжения сигнальных линий, вплоть до ±5v – еще плюс! Поддерживается распространёнными программами IC-PROG, PonyProg, WinPic 800 (WinPic800) и другими – третий плюс!
И питается это все от своего собственного источника питания!
Было решено – надо собирать! Так в журнале Радио 2007 №8 был найден доработанный вариант этого программатора. Он позволял программировать микроконтроллеры в двух режимах.
Известны два способа перевода микроконтроллеров PICmicro в режим программирования:
1.При включённом напряжении питания Vcc поднять напряжение Vpp (на выводе -MCLR) от нуля до 12В
2.При выключенном напряжении Vcc поднять напряжение Vpp от нуля до 12В, затем включить напряжение Vcc
Первый режим - в основном для приборов ранних разработок, он накладывает ограничения на конфигурацию вывода -MCLR, который в этом случае может служить только входом сигнала начальной установки, а во многих микроконтроллерах предусмотрена возможность превратить этот вывод в обычную линию одного из портов. Это еще один плюс данного программатора. Схема его приведена ниже:

Крупнее
Все было собрано на макетке и опробовано. Все прекрасно и устойчиво работает, глюков замечено небыло!
Была отрисована печатка для этого программатора.
depositfiles.com/files/mk49uejin
все было собрано в открытый корпус, фото которого ниже.




Соединительный кабель был изготовлен самостоятельно из отрезка восьмижильного кабеля и стандартных комовских разьемах, никакие нуль модемные тут не прокатят, предупреждаю сразу! К сборке кабеля следует отнестись внимательно, сразу избавитесь от головной боли в дальнейшем. Длина кабеля должна быть не более полутора метров.
Фото кабеля


Итак, программатор собран, кабель тоже, наступил черед проверки всего этого хозяйства на предмет работоспособности, поиск глюков и ошибок.
Сперва наперво устанавливаем программу IC-prog, которую можно скачать на сайте разработчика www.ic-prog.com, Распакуйте программу в отдельный каталог. В образовавшемся каталое должны находиться три файла:
icprog.exe - файл оболочки программатора.
icprog.sys - драйвер, необходимый для работы под Windows NT, 2000, XP. Этот файл всегда должен находиться в каталоге программы.
icprog.chm - файл помощи (Help file).
Установили, теперь надо бы ее настроить.
Для этого:
1.(Только для Windows XP): Правой кнопкой щёлкните на файле icprog.exe. «Свойства» >> вкладка «Совместимость» >> Установите «галочку» на «Запустить программу в режиме совместимости с:» >>выберите «Windows 2000».
2.Запустите файл icprog.exe. Выберите «Settings» >> «Options» >> вкладку «Language» >> установите язык «Russian» и нажмите «Ok».
Согласитесь с утверждением «You need to restart IC-Prog now» (нажмите «Ok»). Оболочка программатора перезапустится.
Настройки" >> «Программатор

1.Проверьте установки, выберите используемый вами COM-порт, нажмите „Ok“.
2.Далее, „Настройки“ >> „Опции“ >> выберите вкладку „Общие“ >> установите „галочку“ на пункте „Вкл. NT/2000/XP драйвер“ >> Нажмите „Ok“ >> если драйвер до этого не был устновлен на вашей системе, в появившемся окне „Confirm“ нажмите „Ok“. Драйвер установится, и оболочка программатора перезапустится.
Примечание:
Для очень „быстрых“ компьютеров возможно потребуется увеличить параметр „Задержка Ввода/Вывода“. Увеличение этого параметра увеличивает надёжность программирования, однако, увеличивается и время, затрачиваемое на программирование микросхемы.
3.»Настройки" >> «Опции» >> выберите вкладку «I2C» >> установите «галочки» на пунктах: «Включить MCLR как VCC» и «Включить запись блоками». Нажмите «Ok».
4.«Настройки» >> «Опции» >> выберите вкладку «Программирование» >> снимите «галочку» с пункта: «Проверка после программирования» и установите «галочку» на пункте «Проверка при программировании». Нажмите «Ok».
Вот и настроили!
Теперь бы нам протестировать программатор в месте с IC-prog. И тут все просто:
Далее, в программе IC-PROG, в меню, запустите: Настройки >> Тест Программатора

Перед выполнением каждого пункта методики тестирвания, не забывайте устанавливать все «поля» в исходное положение (все «галочки» сняты), как показано на рисунке выше.
1.Установите «галочку» в поле «Вкл. Выход Данных», при этом, в поле «Вход Данных» должна появляться «галочка», а на контакте (DATA) разъёма X2, должен установиться уровень лог. «1» (не менее +3,0 вольт). Теперь, замкните между собой контакт (DATA) и контакт (GND) разъёма X2, при этом, отметка в поле «Вход Данных» должна пропадать, пока контакты замкнуты.
2.При установке «галочки» в поле «Вкл. Тактирования», на контакте (CLOCK) разъёма X2, должен устанавливаться уровень лог. «1». (не менее +3,0 вольт).
3.При установке «галочки» в поле «Вкл. Сброс (MCLR)», на контакте (VPP) разъёма X3, должен устанавливаться уровень +13,0… +14,0 вольт, и светиться светодиод D4 (обычно красного цвета).Если переключатель режимов поставить в положение 1 то будет светится светодиод HL3
Если при тестировании, какой-либо сигнал не проходит, следует тщательно проверить весь путь прохождения этого сигнала, включая кабель соединения с COM-портом компьютера.
Тестирование канала данных программатора EXTRAPIC:
1. 13 вывод микросхемы DA1: напряжение от -5 до -12 вольт. При установке «галочки»: от +5 до +12 вольт.
2. 12 вывод микросхемы Da1: напряжение +5 вольт. При установке «галочки»: 0 вольт.
3. 6 вывод микросхемы DD1: напряжение 0 вольт. При установке «галочки»: +5 вольт.
3. 1 и 2 вывод микросхемы DD1: напряжение 0 вольт. При установке «галочки»: +5 вольт.
4. 3 вывод микросхемы DD1: напряжение +5 вольт. При установке «галочки»: 0 вольт.
5. 14 вывод микросхемы DA1: напряжение от -5 до -12 вольт. При установке «галочки»: от +5 до +12 вольт.
Если все тестирование прошло успешно, то программатор готов к эксплуатации.
Для подключения микроконтроллера к программатору можно использовать подходящие панельки или же сделать адаптер на основе ZIF панельки (с нулевым усилием прижатия), например как здесь radiokot.ru/circuit/digital/pcmod/18/.
Теперь несколько слов про ICSP - Внутрисхемное программирование
PIC-контроллеров.
При использовании ICSP на плате устройства следует предусмотреть возможность подключения программатора. При программировании с использованием ICSP к программатору должны быть подключены 5 сигнальных линий:
1. GND (VSS) - общий провод.
2. VDD (VCC) - плюс напряжение питания
3. MCLR" (VPP)- вход сброса микроконтроллера / вход напряжения программирования
4. RB7 (DATA) - двунаправленная шина данных в режиме программирования
5. RB6 (CLOCK) Вход синхронизации в режиме программирования
Остальные выводы микроконтроллера не используются в режиме внутрисхемного программирования.
Вариант подключения ICSP к микроконтроллеру PIC16F84 в корпусе DIP18:

1.Линия MCLR" развязывается от схемы устройства перемычкой J2, которая в режиме внутрисхемного программирования (ICSP) размыкается, передавая вывод MCLR в монопольное управление программатору.
2.Линия VDD в режиме программирования ICSP отключается от схемы устройства перемычкой J1. Это необходимо для исключения потребления тока от линии VDD схемой устройства.
3.Линия RB7 (двунаправленная шина данных в режиме программирования) изолируется по току от схемы устройства резистором R1 номиналом не менее 1 кОм. В связи с этим максимальный втекающий/стекающий ток, обеспечиваемый этой линией будет ограничен резистором R1. При необходимости обеспечить максимальный ток, резистор R1 необходимо заменить (как в случае c VDD) перемычкой.
4.Линия RB6 (Вход синхронизации PIC в режиме программирования) так же как и RB7 изолируется по току от схемы устройства резистором R2, номиналом не менее 1 кОм. В связи с этим максимальный втекающий/стекающий ток, обеспечиваемый этой линией будет ограничен резистором R2. При необходимости обеспечить максимальный ток, резистор R2 необходимо заменить (как в случае с VDD) перемычкой.
Расположение выводов ICSP у PIC-контроллеров:


Эта схема только для справки, выводы программирования лучше уточнить из даташита на микроконтроллер.
Теперь рассмотрим прошивку микроконтроллера в программе IC-prog. Будем рассматривать на примере конструкции вот от сюда rgb73.mylivepage.ru/wiki/1952/579
Вот схема устройства


вот прошивка
Прошиваем контроллер PIC12F629. Данный микроконтроллер для своей работы использует константу osccal - представляет собой 16-ти ричное значение калибровки внутреннего генератора МК, с помощью которого МК отчитывает время при выполнении своих программ, которая записана в последней ячейке данных пика. Подключаем данный микроконтроллер к программатору.
Ниже на сриншоте красными цифрами показана последовательность действий в программе IC-prog.


1. Выбрать тип микроконтроллера
2. Нажать кнопку «Читать микросхему»
В окне «Программный код» в самой последней ячейке будет наша константа для данного контроллера. Для каждого контроллера константа своя! Не сотрите ее, запишите на бумажку и наклейте ее на микросхему!
Идем далее


3. Нажимаем кнопку «Открыть файл...», выбираем нашу прошивку. В окне программного кода появится код прошивки.
4. Спускаемся к концу кода, на последней ячейке жмем правой клавишей мыши и выбираем в меню «править область», в поле «Шестнадцатеричные» вводим значение константы, которую записали, нажимаем «ОК».
5. Нажимаем «программировать микросхему».
Пойдет процесс программирования, если все прошло успешно, то программа выведет соответствующее уведомление.
Вытаскиваем микросхему из программатора и вставляем в собранный макет. Включаем питание. Нажимаем кнопку пуск.Ура работает! Вот видео работы мигалки
video.mail.ru/mail/vanek_rabota/_myvideo/1.html
С этим разобрались. А вот что делать если у нас есть файл исходного кода на ассемблере asm, а нам нужен файл прошивки hex? Тут необходим компилятор. и он есть - это Mplab, в этой программе можно как писать прошивки так и компилировать. Вот окно компилятора


Устанавливаем Mplab
Находим в установленной Mplab программу MPASMWIN.exe, обычно находится в папке - Microchip - MPASM Suite - MPASMWIN.exe
Запускаем ее. В окне (4) Browse находим наш исходник (1) .asm, в окне (5) Processor выбираем наш микроконтроллер, нажимаем Assemble и в той же папке где вы указали исходник появится ваша прошивка.HEX Вот и все готово!
Надеюсь эта статья поможет начинающим в освоении PIC контроллеров! Удачи!

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.

Однажды я решил собрать несложный LC-метр на pic16f628a и естественно его надо было чем-то прошить. Раньше у меня был компьютер с физическим com-портом, но сейчас в моём распоряжении только usb и плата pci-lpt-2com. Для начала я собрал простой JDM программатор, но как оказалось ни с платой pci-lpt-com, ни с usb-com переходником он работать не захотел (низкое напряжение сигналов RS-232). Тогда я бросился искать usb программаторы pic, но там, как оказалось всё ограничено использованием дорогих pic18f2550/4550, которых у меня естественно не было, да и жалко такие дорогие МК использовать, если на пиках я очень редко что-то делаю (предпочитаю авр-ы, их прошить проблем не составляет, они намного дешевле, да и программы писать мне кажется, на них проще). Долго копавшись на просторах интернета в одной из множества статей про программатор EXTRA-PIC и его всевозможные варианты один из авторов написал, что extrapic работает с любыми com-портами и даже переходником usb-com.

В схеме данного программатора используется преобразователь логических уровней max232.

Я подумал, если использовать usb адаптер, то будет очень глупо делать два раза преобразование уровней usb в usart TTL, TTL в RS232, RS232 обратно в TTL, если можно просто взять TTL сигналы порта RS232 из микросхемы usb-usart преобразователя.

Так и сделал. Взял микросхему CH340G (в которой есть все 8 сигналов com-порта) и подключил её вместо max232. И вот что получилось.

В моей схеме есть перемычка jp1, которой нет в экстрапике, её я поставил потому что, не знал, как себя поведёт вывод TX на ТТЛ уровне, поэтому сделал возможность его инвертировать на оставшемся свободном элементе И-НЕ и не прогадал, как оказалось, напрямую на выводе TX логическая единица, и поэтому на выводе VPP при включении присутствует 12 вольт, а при программировании ничего не будет (хотя можно инвертировать TX программно).

После сборки платы пришло время испытаний. И тут настало главное разочарование. Программатор определился сразу (программой ic-prog) и заработал, но очень медленно! В принципе - ожидаемо. Тогда в настройках com порта я выставил максимальную скорость (128 килобод) начал испытания всех найденных программ для JDM. В итоге, самой быстрой оказалась PicPgm. Мой pic16f628a прошивался полностью (hex, eeprom и config) плюс верификация где-то 4-6 минут (причём чтение идёт медленнее записи). IcProg тоже работает, но медленнее. Ошибок про программировании не возникло. Также я попробовал прошить eeprom 24с08, результат тот же - всё шьёт, но очень медленно.

Выводы: программатор достаточно простой, в нём нет дорогостоящих деталей (CH340 - 0.3-0.5$ , к1533ла3 можно вообще найти среди радиохлама), работает на любом компьютере, ноутбуке (и даже можно использовать планшеты на windows 8/10). Минусы: он очень медленный. Также он требует внешнее питание для сигнала VPP. В итоге, как мне показалось, для нечастой прошивки пиков - это несложный для повторения и недорогой вариант для тех, у кого нет под рукой древнего компьютера с нужными портами.

Вот фото готового девайса:

Как поётся в песне "я его слепила из того, что было". Набор деталей самый разнообразный: и smd, и DIP.

Для тех, кто рискнёт повторить схему, в качестве usb-uart конвертера подойдёт почти любой (ft232, pl2303, cp2101 и др), вместо к1533ла3 подойдёт к555, думаю даже к155 серия или зарубежный аналог 74als00, возможно даже будет работать с логическими НЕ элементами типа к1533лн1. Прилагаю свою печатную плату, но разводка там под те элементы, что были в наличии, каждый может перерисовать под себя.

Список радиоэлементов

Когда я начал заниматься PIC-контроллерами, то, естественно, первым делом встал вопрос о выборе программатора. Поскольку фирменные программаторы дело не дешевое, да и вообще покупать программатор мне показалось не спортивным, было принято решение собрать его самостоятельно. Облазив просторы Интернета я скачал схему и собрал JDM-программатор. Он работал очень плохо: то заливал какую-то фигню, то не заливал первые несколько байт, то вообще ни хрена не заливал.

Существенным недостатком JDM-программатора является то, что он не может контролировать линию Vdd и, как следствие, - не может реализовать правильный алгоритм подачи напряжений (сначала Vpp, потом Vdd) при программировании. Если контроллер сконфигурирован таким образом: "Internal Oscillator" , "MCLR Off", то при неправильной последовательности подачи напряжений он сначала запускается и начинает выполнять ранее зашитую в нем программу, а потом переходит в режим программирования (при этом указатель может указывать куда угодно, а не на начало памяти программ). В связи с этим: то, куда будет залита ваша программа, да и будет ли залита вообще - большой вопрос!

Намучившись с JDM-программатором, на одном из буржуйских сайтов я нашел схему программатора, в котором были исправлены эти недостатки. Этим программатором я пользуюсь по сей день и предлагаю его схему вашему вниманию:

На диодах D1...D4 и стабилитроне D6 выполнен простейший преобразователь уровней RS232->TTL. Когда на линиях DATA, CLOCK напряжение меньше 0В, то они через диоды D1, D2 подтягиваются к земле, а когда напряжение на этих линиях больше 5В, то они через диоды D3, D4 подтягиваются к питанию +5В, которое задается стабилитроном D6.

Питается этот девайс прямо от COM-порта. Стабилитроны и диоды в этой схеме вполне можно заменить отечественными: Д814Д, КС147А и т.д.

Каким образом реализуется правильный алгоритм подачи напряжений и откуда вообще берутся 13 Вольт напряжения программирования? Всё как всегда очень просто.

При инициализации порта на выходе TxD висит "-10В". При этом конденсатор С1 заряжается через стабилитрон D7 (который в данном случае оказывается включён в прямом направлении и работает в качестве диода). Т.е. напряжение на плюсовой ноге С1 относительно GND равно нулю, но относительно TxD=+10В (или сколько там у вас напряжение на выходе COM-порта).

Теперь представим, что происходит при изменении напряжения на выходе TxD с -10В до +10В. Одновременно с ростом напряжения на выводе TxD, начнёт расти и напряжение на плюсовой ноге конденсатора С1. Заряд не может слиться на землю через D7, т.к. теперь D7 включен обратно, единственный путь - утечка через PIC, но ток там мизерный. Итак, напряжение на плюсовой ноге С1 (а, следовательно и на выводе MCLR) начинает расти. В момент, когда на TxD ноль относительно земли, на конденсаторе С1 (на его плюсовой ноге, а следовательно и на MCLR) относительно земли как раз +10В. Когда на TxD +3В, - на С1 уже 3+10=13В. Вот и всё, напряжение Vpp уже подано, а на линии VDD ещё только +3В.

При дальнейшем росте напряжения на TxD, - напряжение на С1 не растёт, так как начинает работать стабилитрон D7. При росте напряжения на TxD выше +5В начинает работать стабилитрон D6.

Чтобы ограничить ток разряда конденсатора C1 через стабилитрон D7, в схему включен резистор R6, соответственно, напряжение на C1 не точно равно напряжению стабилизации, а несколько выше: UC1=Uст+IРАЗР*R6. Для подстройки напряжения программирования служит сопротивление R3. Можно поставить переменное 10КОм или подобрать постоянное, так, чтобы напряжение программирования было примерно 13 В (в устройстве, представленном на рисунке ниже R3=1,2 кОм).

Я успешно программирую этим программатором контроллеры и , однако автор утверждал, что этим программатором (в представленном мной варианте) можно программировать , и . Кроме этих, на сайте автора feng3.cool.ne.jp есть модификации программатора для других PIC-контроллеров.

Готовые девайсы:

Вариант программатора от Mixer:

Программу IC-prog 1.05D, для прошивки контроллеров, можно скачать в разделе " ". При прошивке выбрать тип программатора JDM. Включить контроль Vcc для JDM. При использовании совместно с операционными системами Windows 2000/NT/XP - выбрать интерфейс Windows API и включить галочку "Enable NT/2000/XP driver", в остальных случаях используйте интерфейс Direct I/O.

Еще одно. Господа, сохраняйте пожалуйста при прошивке калибровочные биты или потом не жалуйтесь, что на внутреннем генераторе нестабильно работает/не работает!!!

Скачать печатную плату (AutoCAD2000i) можно по ссылке. Печатная плата от Mixer (DipTrace 2.0) доступна по ссылке