Как собрать свой собственный программатор

В мире электроники, как и в театре, все начинается с подготовки сцены — в случае с микроконтроллерами это выбор программатора. Начав изучать микроконтроллеры ATMEL, я столкнулся с большим количеством вариантов, которые предлагают производители. И хотя многие из них выглядят привлекательно, их цены зачастую оказались чересчур высокими. Например, простая плата с двадцатиногим микроконтроллером, несколькими резисторами и диодами может стоить целое состояние. Встала задача — создать свой программатор своими руками.

После изучения множества радиолюбительских решений, я остановился на программаторе USBASP. Это компактное устройство, использующее микроконтроллер Atmega8, имеет минимальную обвязку, что позволяет собрать его в маленький и удобный гаджет. Идея такая: программатор должен быть легким, маленьким, и его всегда можно носить с собой, как флешку.

Проект был разработан немецким инженером Томасом Фихлом. На его сайте можно найти подробные схемы, файлы для печатных плат и даже драйверы. Вдохновившись его разработками, я адаптировал схему под микроконтроллер Atmega8 в корпусе TQFP32. Важно отметить, что распиновка микроконтроллера в таком корпусе отличается от стандартного корпуса DIP, что потребовало изменений.

Также я решил внести несколько изменений в схему. Перемычку J1, которая используется для работы с микроконтроллерами с тактовой частотой ниже 1,5 МГц, можно легко исключить. Вместо нее достаточно соединить 25-й вывод микроконтроллера с землей, и программатор всегда будет работать на низкой частоте. Я выбрал именно такой вариант, так как, на практике, программирование на пониженной частоте занимает лишь несколько долей секунды больше, а это почти незаметно.

Для согласования уровней между USB шиной и микроконтроллером предусмотрены стабилитроны D1 и D2. Без них программатор может работать, но на некоторых устройствах могут возникнуть проблемы. Светодиоды, расположенные на плате, помогают отследить процесс: синий сигнализирует о готовности к работе, а красный — о процессе программирования.

Используемый разъем — IDC-06, который полностью соответствует стандарту ATMEL для 6-пинового ISP разъема. Это позволяет подключать устройства для программирования прямо через USB порт компьютера. Важно быть внимательным, чтобы не произошло короткого замыкания.

Процесс прошивки микроконтроллера

Когда программатор был собран, следующим этапом стало его прошивание. Для этого я использовал старый компьютер с LPT портом и несколько проводков, чтобы соединить выводы Reset микроконтроллера и разъема. Для прошивки поддерживаются микроконтроллеры Atmega48, Atmega8 и Atmega88. Однако стоит отметить, что поддержка Atmega48 давно прекращена, и теперь лучше использовать модели Atmega8 или Atmega88, так как для них выходят регулярные обновления прошивки.

Процесс прошивки микроконтроллера с помощью PonyProg оказался достаточно простым, но с одной важной деталью: необходимо установить внешний источник тактирования на 12 МГц. После того как прошивка завершена, загорится светодиод, подключенный к 23-му выводу микроконтроллера, что станет сигналом успешной работы программатора.

Установка драйверов и программного обеспечения

С установкой драйверов проблем не возникло. Я использовал систему Windows 7, и при подключении устройства она предложила установить драйверы. Просто указал путь к файлам и все прошло без ошибок. Появилось предупреждение о неподписанном драйвере, но оно не стало проблемой — продолжил установку без изменений.

Для работы с программатором я выбрал программу Khazama AVR Programmer. Это простая и удобная утилита, которая поддерживает большинство микроконтроллеров AVR. Она позволяет не только прошивать память микроконтроллера, но и работать с EEPROM, изменять фьюзы, стирать чипы и даже менять конфигурацию тактирования. Важно, что интерфейс программы достаточно интуитивно понятен, а вероятность ошибиться при настройке минимальна благодаря спискам и галочкам.

Хочется отметить, что Khazama AVR Programmer зарекомендовала себя как стабильное и быстрое решение. Она прекрасно работает и на старых ПК, и на современных ноутбуках.

Заключение

В результате я получил компактный, удобный и надежный программатор, который готов к работе с различными микроконтроллерами. Это было отличное практическое занятие, которое не только позволило сэкономить средства, но и расширило мои знания в области электроники. Если у вас возникнут вопросы или вы захотите собрать что-то подобное, не стесняйтесь обращаться.