Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- pl:avrc:programator [2012/08/31 23:01] – created mkucia
+++ pl:avrc:programator [2012/11/17 20:17] (current) – mkucia
@@ Line 1: / Line 1: @@
+====== Programator ======
+===== Wstęp =====
+Dawno temu kiedy komputery posiadały jeszcze [[wp>Parallel_port|pory równoległe]] programowanie układów AVR wymagało jedynie [[go>avr%20lpt%20programmer|kilku rezystorów]]. Dzisiaj w erze laptopów konieczne jest zbudowanie dodatkowego urządzenia pośredniczącego: programatora. Zadaniem urządzenia jest wysyłanie komend do układu docelowego w celu wykorzystania wbudowanego modułu [[wp>In-system_programming|ISP]] układów AVR, który to posiada między innymi możliwość zmiany zawartości pamięci Flash (programu).
+===== Idea =====
+Obecnie popularne programatory posiadają następujące wady:
+  * Są stosunkowo drogie - Najtańszy oficialny programator [[http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3891|AVR Dragon]] to wydatek rzędu ∼250 PLN
+  * Są skomplikowane - wiele programatorów posiada np. bufory konieczne do programowania układów pracujących przy napięciach zasilania innych niż 5V
+  * <del>Wymagają niepodpisanych sterowników (problemy w 64 Windowsie)</del> (Edit: Najnowsze wydania USBLib nie posiadają tego problemu)
+Oraz co najgorsze:
+  * Wymagają innego programatora do uruchomienia!
+Kod programatora opiera się na projekcie wchodzącym w skład pakietu LUFA((Lightweight USB Framework for AVRs by Dean Camera)): [[http://www.fourwalledcubicle.com/AVRISP.php]] Natomiast płytka została zaprojektowana przeze mnie.
+===== Zalety tego programatora =====
+  * Dzięki wbudowanemu [[bootloaderowi]] USB nie jest konieczne posiadanie innego programatora w celu jego uruchomienia.
+  * Umożliwia zasilenie układu docelowego
+  * Zastosowanie elementów [[SMD]] eliminuje konieczność wiercenia (chyba najbardziej uciążliwy proces podczas wytwarzania płytek).
+  * Tylko 4 elementy wymagają odpowiedniej polaryzacji + mikrokontroler (trudniej o pomyłkę).
+  * Pracuje z avrdude lub z AVR Studio (w zależności od wybranego firmware)
+  * Niski koszt (20÷25 PLN październik 2011)
+  * Małe wymiary
+  * Posiada generator 4MHz (do ratowania zablokowanych układów przez złe ustawienie fusebitów źródła taktowania)
+  * Programuje układy korzystające z interfejsów [[ISP]], PDI, TPI (Układy AVR32 i xMega)
+  * Prawdziwe USB (nie przekombinowane jak w przypadku np. USBASP)
+===== Schematy =====
+{{:pl:avrc:art:avrisp_schematic.png?600|}}
+{{:pl:avrc:art:board_kolory.png?600|}}
+TODO zdjęcie - wzór
+===== Lista elementów =====
+^ Element ^ Wartość ^ Opis ^
+| IC1 | AT90USB162 | Mikrokontroler |
+| USB | - | Pola lutownicze do podłączenia przewodu USB |
+| F1  | 500 [mA] | Bezpiecznik polimerowy |
+| R1 R2 | 22 [Ω] | Rezystory linii USB |
+| C1 | 1 [uF] | Kondensator stabilizatora napięcia 3V3 ((Dla modułu USB układu)) |
+| C3 C4 | 33 [pF] | Kondensatory oscylatora |
+| Y1 | 16 [MHz] | Oscylator kwarcowy |
+| C2 | 100 [nF] | Kondensator szyny zasilania |
+| C5 | 10 [uF] | Kondensator szyny zasilania |
+| R3 | 1 [kΩ] | Rezystor ustalający stan nieaktywny (wysoki) na sygnale reset uC |
+| R4 | 1 [kΩ] | Rezystor ustalający stan nieaktywny (wysoki) na sygnale hardware bootloader uC |
+| R5 R6 | x [kΩ] | Rezystory ograniczające prądy w diodach sygnalizacyjnych |
+| LED1 LED2 | Diody sygnalizacyjne |
+| | | Złącza szpilkowe typu goldpin |
+===== Wykonanie =====
+  - Laminat należy przyciąć do odpowiednich wymiarów
+  - Krawędzie laminatu należy zaokrąglić za pomocą pilnika do metalu lub papieru ściernego
+  - Laminat należy dokładnie oczyścić z zabrudzeń
+  - Na laminat należy przenieść obraz ścieżek układu dowolną metodą
+  - Laminat należy wytrawić
+  - Obraz ścieżek należy zmyć
+  - Wszystkie ścieżki należy sprawdzić pod kątem przerw i zwarć z pobliskimi ścieżkami
+  - Płytkę należy zabezpieczyć roztworem kalafonii
+  - Pobielamy pady układu scalonego
+  - Jako pierwszy montujemy układ scalony, po dokładnym spozycjonowaniu i sprawdzeniu poprawności pozycji. Przylutowywujemy dwa naprzeciw położone wyprowadzenia cały czas przytrzymując układ. Po unieruchomieniu układu przylutowywujemy pozostałe wyprowadzenia.
+  - Sprawdzamy każde wyprowadzenie układu pod kątem zwarć i przerw
+  - Przylutowywujemy kolejne elementy zaczynając od najmniejszych.
+  - Diody oraz kondensatory [[integra:elem&#kondensatory|tantalowe]] muszą być odpowiednio spolaryzowane.
+  - Przylutowywujemy przewody USB
+  - Przewody przylutowywujemy do pól lutowniczych (:!: w złączu linie MOSI i MISO muszą być zkrosowane!)
+===== Uruchomienie =====
+==== Sprawdzenie poprawności działania i troubleshooting====
+  - Sprawdzamy polaryzację kondensatorów
+  - Sprawdzamy poprawność połączeń
+  - Sprawdzamy czy nie ma zwarcia pomiędzy masą a szyną zasilania
+  - Sprawdzamy czy kryształ jest połączony z uC i czy nie ma zwarć
+  - Sprawdzamy czy nie ma zimnych lutów (matowe połączenie zamiast błyszczącego)
+  - Podłączamy urządzenie do komputera
+  - Sprawdzamy napięcie na kondensatorach tantalowych: na większym powinno wynosić  5±0.5 [V] na mniejszym (regulator 3V3 dla szyny danych USB) 3.3±5 [V]
+  - Sprawdzamy czy linie MOSI i MISO są skrosowane
+==== Oprogramowanie ====
+. Ściągamy potrzebne narzędzia:
+  * [[http://sourceforge.net/apps/trac/libusb-win32/wiki|Najnowsze libUSB-win]]
+  * [[http://www.fourwalledcubicle.com/LUFA.php|Najnowszy pakiet LUFA]] (wymaga modyfikacji)
+  * [[http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3886|Narzędzie Atmel FLIP]] lub [[http://dfu-programmer.sourceforge.net/|DFU-programmer]] pod Linuksem
+  * (Dodatkowo) [[http://www.ftdichip.com/Support/Utilities.htm|USBView]]
+Osoby korzystające z Linuksa powinny pobrać odpowiednie dla siebie narzędzia i odpowiednio dostosować następujące kroki.
+:!: Kod z pakietu LUFA wymaga modyfikacji: pin PB4 musi być w czasie pracy nieaktywny. Najnowszy kod posiada błąd uniemożliwiający poprawną prace (reset aktywny stanem wysokim) :!:
+. Sprawdzony układ podłączamy do komputera, za pomocą menedżera urządzeń lub programu USBView powinniśmy zaobserwować pojawienie się nowego urządzenia. (Pod Linuksem można użyć narzędzia lsusb)
+. Instalujemy sterowniki które znajdują się w katalogu instalacyjnym narzędzia Atmel FLIP.
+. Jeżeli skompilowaliśmy program samodzielnie, do zaprogramowania układu możemy wykorzystać makro znajdujące się w pliku makefile. Jeżeli wgrywamy prekompilowany program należy:
+  - uruchomić narzędzie Atmel FLIP
+  - wybrać opcje z menu głównego: __Device__->__Select__...->__AT90USB162__->OK
+  - wybrać opcje z menu głównego: __Settings__->__Communication__->__USB__
+  - w momencie pojawienia się okna __USB Port Connection__ wybieramy opcje __Open__
+  - wybrać opcje z menu głównego: __File__->__Load HEX File...__ i otworzyć odpowiedni plik
+  - w zakładce __Operations Flow__ klikamy przycisk __Run__
+  - zamykamy narzędzie Atmel FLIP
+. Resetujemy urządzenie poprzez ponowne podłączenie do portu USB. W śród urządzeń USB powinno się pojawić nowe urządzenie, sterowniki instalujemy z katalogu instalacji libUSB-win.
+. Jeżeli nasz system nie chce uruchomić niepodpisanego sterownika musimy jeszcze wygenerować odpowiednie pliki INF za pomocą narzędzia inf-wizard należącego do pakietu libUSB-win.
+==== Możliwe problemy ====
+  * Jeżeli na komputerze zainstalowano AVRStudio to w systemie będą zainstalowane sterowniki [[http://www.jungo.com/st/windriver_usb_pci_driver_development_software.html|Jungo WinDriver]], urządzenie nie będzie działało poprawnie dopóki nie zostanie zainstalowany sterownik libUSB. [[http://www.societyofrobots.com/robotforum/index.php?topic=6664.0|Pomoc]]
+===== Korzystanie z programatora =====
+Jeżeli programujemy za pomocą avrdude należy korzystać z następującego schematu:
+<code>avrdude -pXX -cavrispmkii -P usb</code> gdzie pod XXX wstawiamy nazwę układu do programowania (np. -pm8 dla ATmega8). Użytecznym argumentem linii poleceń jest <code>-B 4</code> który ustala okres trwania sygnału taktującego (w tym przypadku 4 [us]: 250 [kHz] )
+===== Aktualizacja oprogramowania =====
+Kiedy kupujemy MCU ma on wgrany jedynie bootloader znajdujący się na końcu pamięci programu. Po resecie PC((program counter)) "przelatuje" przez całą pamięć (wypełnioną rozkazem NOP((NO Opearation)) ) aż trafia na program bootloadera.
+Po wgraniu oprogramowania MCU, bootloader nie jest automatycznie aktywowany. Można jednak wymusić uruchomienie bootloadera już po wgraniu programu. Należy:
+  * Podciągnąć linię HWB((HardWare Boot)) do minusa [1]
+  * Zresetować układ poprzez linię reset [2] (tutaj wystarczy ułamek sekundy zwarcia z masą, ale linia HWB musi być w tym czasie również zwarta)
+Aby to zrobić należy zewrzeć następujące punkty do masy (układ ma być podłączony do komputera).
+{{:pl:avrc:art:avrisp_boot.jpg?direct&700|}}
+TICK Do zwarcia linii z masą konieczne jest metalowe narzędzie. Jedna z ścieżek może zostać zwarta za pomocą czarnego przewodu wyprowadzonego z płytki.
+:!: Należy zwrócić szczególną ostrożność podczas procedury, można spowodować zwarcie linii zasilania komputera. Kolorem czerwonym oznaczyłem ścieżki szyny zasilania,
+niebieskim masę a fioletowym ścieżki do zwarcia z masą.
+===== Pliki =====
+  * {{:pl:avrc:art:programmer_v3.zip|}} Schematy ([[http://www.cadsoftusa.com/|Cadsoft Eagle 6]])
+  * {{:pl:avrc:art:avrisp-mkii2.zip|Aktualny wsad do procesora}} Maj 2012