USBasp программатор микроконтроллеров AVR на Atmega8 своими руками

В данной статье мы опишем „шаг за шагом” этапы изготовления USBasp программатора для микроконтроллеров AVR. В отдельных статьях приведем описание установки драйверов для операционных систем Windows XP и Windows 7 (x64/x86). В конце поста размещена ссылка с необходимой документацией для изготовления программатора USBasp своими руками.

Программатор USBasp, благодаря своей простоте в изготовлении и использовании недорогих и широкодоступных элементов, стал очень популярным среди радиолюбителей. Его параметры работы не уступают профессиональным и дорогим программаторам микроконтроллеров AVR.

USBasp программатор микроконтроллеров AVR

Основные характеристики программатора USBasp

  • Работает с несколькими операционными системами – Linux, Mac OS X и Windows – включая Windows 8!
  • Не требует внешнего питания.
  • Умеет программировать со скоростью вплоть до 5kB/s
  • Есть вариант (Switch 2) снижения скорость программирования – для процессоров с кварцем меньше 1,5 Мгц
  • Обеспечивает напряжение для программирования (Switch 1) 5 вольт
  • Указание работы программатора с помощью светодиода

Перед началом работы, стоит ознакомиться с последовательностью всех выполняемых действий, а именно:

  1. Выбор схемы/рисунка печатной платы
  2. Перенос рисунка печатной платы на фольгированный стеклотекстолит
  3. Травление печатной платы в растворе хлорного железа
  4. Сверление отверстий
  5. Монтаж элементов (пайка)
  6. Программирование Atmaga8 программатора
  7. Подключение программатора к компьютеру
  8. Установка драйверов – Windows XP, Windows 7
  9. Выбор программы с поддержкой USBasp

Существует много версий USBasp программатора, но все они основаны на главной схеме, автором которой является Thomas Fischl. Прошивка микроконтроллера программатора также является его авторством.

Оригинальная схема программатора:

usbasp оригинальная схема

В данном случае за основу была выбрана оригинальная схема. Поскольку использование перемычек в оригинальной схеме не совсем удобно, было принято решение использовать DIP переключатели. Так же были изменены некоторые значения резисторов.
Более того, в оригинальной схеме линии TxD и RxD выведены на разъем ISP, хотя это не нужно (точнее не используются на практике).

Ниже приведена схема с внесенными изменениями:

usbasp схема

Строительство USBasp программатора

Существует много версий печатной платы данного программатора, некоторые можно найти на официальном сайте USBasp. Однако, была сделана своя на основе выше представленной схемы.

К сожалению, из-за применения DIP переключателей, рисунок платы стал немного сложнее, что привело к применению 2 коротких перемычек, с целью чтобы печатная плата была по-прежнему односторонней.

Ниже результат печатной платы:

 usbasp-programmator-mikrokontrollerov-4usbasp-programmator-mikrokontrollerov-5

Как видно на рисунке, в программаторе не применялись SMD элементы. Пустое пространство на плате „залито” полем массы, главным образом для того, чтобы не вытравливать большое количество меди, а также снизить влияние помех на программатор.

Список элементов используемых в USBasp программаторе:

 usbasp набор элементов программатора

  • R1: 10к
  • R2: 180
  • R3: 100
  • R5, R6: 68
  • R7: 2к2
  • C1, C2: 22п
  • C3: 10мк
  • C4: 100н
  • LED1: Красный светодиод на 20мА
  • LED2: Зеленый светодиод на 20мА
  • D2, D3: стабилитроны на 3,6В
  • X1: Разъем USB, тип B
  • SV1: Гнездо под разъем IDC-10
  • Q1: Кварц 12МГц, корпус HC49-S
  • SW1: Dip переключатель трехпозиционный
  • IC1: Atmega8  (ПРИМЕЧАНИЕ: Не следует использовать микроконтроллер Atmega8 — PU из-за его ограничение максимальной тактовой частотой до 8 МГц!)

Перенос рисунка печатной платы USBasp программатора на стеклотекстолит выполнен с помощью метода ЛУТ (лазерно-утюжной технологии). Как это делать описывать не будем, поскольку данной информации в сети много.

Вкратце скажем, что сначала рисунок в масштабе 1:1 печатается на глянцевой бумаге, затем он накладывается на очищенную и обезжиренную медную сторону стеклотекстолита и фиксируется с помощью бумажного скотча. Далее бумажная сторона тщательно разглаживается утюгом на 3-ке. После все это дело вымачивается в воде и аккуратно очищается от бумаги.

подготовленная плата для вытравливания usbasp-programmator-mikrokontrollerov-8

Следующий этап – вытравливание платы в растворе хлорного железа. Во время травления желательно поддерживать температуру раствора не ниже 40 C, поэтому банку с раствором погружаем в горячую воду:

вытравливание платы в хлорном железе
После завершения процесса травления необходимо удалить тонер ацетоном.

usbasp-programmator-mikrokontrollerov-12usbasp готовая плата

Остается теперь только просверлить отверстия. После завершения процесса изготовления платы можно приступать к пайке элементов USBasp программатора, начиная с перемычек.

usbasp-programmator-mikrokontrollerov-14 usbasp-programmator-mikrokontrollerov-15

Готовые к печати (в формате PDF) рисунок печатной платы находится в конце статьи. Вы также можете найти несколько вариантов на официальном сайте проекта.

Первый запуск USBasp программатора

Теперь, когда все детали спаяны, остается только «прошить» микроконтроллер Atmegę8 самого программатора. Для этого нужен отдельный программатор, это может быть, например, STK 200 (LPT порт), STK500 и т. д. LPT программатор подключается к USBasp через разъем IDC-10.

Обратите внимание, что распределение пинов в разъеме оригинального программатора (USBasp) находится справа, в то время как в версии, описываемой в этой статье – слева:

usbasp разъем

usbasp собранный программатор

Распределение, показанное на рисунке справа, соответствует тем, которые применяет компания Atmel в своих оригинальных программаторах. Такое распределение уменьшает риск возникновения помех во время программирования в случае применения длинных проводов от программатора к контроллеру, так как каждая сигнальная линия экранирована массой, кроме MOSI.

На время программирования включите режим SELF путем переключения DIP переключателя № 3 в положение ON. Благодаря этому появляется возможность запрограммировать Atmega8. После завершения программирования, положение переключателя (3) должна быть переведено в состоянии OFF.

Последнюю версию прошивки можно скачать с официального сайта. Рекомендуем версию для Atmega8, которая находится в архиве: usbasp.2011-05-28.tar.gz.

Обратите внимание, чтобы перед программированием Atmega8 необходимо выставить фьюзы которые имеют следующие значения:

  • # для Atmega8: HFUSE=0xC9 LFUSE=0xEF
  • # для Atmega48: HFUSE=0xDD LFUSE=0xFF

usbasp фьюзы программатора

В случае успешного программирования, подключаем программатор к USB разъему компьютера, при этом должен загореться красный светодиод, а компьютер должен оповестить об обнаружении нового оборудования.

Установка драйверов USBasp программатора

Способ установки драйверов программатора описан в отдельных статьях, там же имеются и сами драйвера. Ниже приведены прямые ссылки на эти статьи:

  • Установка драйверов для программатора USBasp под Windows XP
  • Установка драйверов для программатора USBasp Windows 7 x64/x86

Программы для работы программатора USBasp

Самой популярной программой, поддерживающей программатор USBasp, это консольная программа AVRdude. Так же существует множество производных программ, использование которых намного удобнее. Они представлены в статье Сравнение программ для поддержки программатора USBasp.

Скачать прошивку, рисунок печатной платы и драйвер USBasp программатора (скачено: 410)

Оригинал статьи


Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*


\n