что такое программатор и как он работает

Электроника для всех

Блог о электронике

AVR. Учебный курс. Трактат о программаторах

Программа для микроконтроллера пишется на любом удобном языке программирования, компилируется в бинарный файл (или файл формата intel HEX) и заливается в микроконтроллер посредством программатора.

Итак, первым шагом в освоении микроконтроллера обычно становится программатор. Ведь без программатора невозможно загнать программу в микроконтроллер и он так и останется безжизненным куском кремния.

Что же представляет из себя это устройство?
В простейшем случае программатор это девайс который связывает микроконтроллер и компьютер, позволяя с компа залить файл прошивки в память контроллера. Также нужна прошивающая программа, которая по специальному протоколу загонит данные в микроконтроллер.

Программаторы бывают разные под разные семейства контроллеров существуют свои программаторы. Впрочем, бывают и универсальные. Более того, даже ту же простейшую AVR’ку можно прошить несколькими способами:

Внутрисхемное программирование (ISP)
Самый популярный способ прошивать современные контроллеры. Внутрисхемным данный метод называется потому, что микроконтроллер в этот момент находится в схеме целевого устройства — он может быть даже наглухо туда впаян. Для нужд программатора в этом случае выделяется несколько выводов контроллера (обычно 3..5 в зависимости от контроллера).

К этим выводам подключается прошивающий шнур программатора и происходит заливка прошивки. После чего шнур отключается и контроллер начинает работу.
У AVR прошивка заливается по интерфейсу SPI и для работы программатора нужно четыре линии и питание (достаточно только земли, чтобы уравнять потенциалы земель программатора и устройства):

Сам же разъем внутрисхемного программирования представляет собой всего лишь несколько штырьков. Лишь бы на него было удобно надеть разъем. Конфигурация его может быть любой, как тебе удобней.
Однако все же есть один популярный стандарт:

Для внутрисхемной прошивки контроллеров AVR существует не один десяток разнообразных программаторов. Отличаются они в первую очередь по скорости работы и типу подключения к компьютеру (COM/LPT/USB). А также бывают безмозглыми или со своим управляющим контроллером.

Безмозглые программаторы, как правило, дешевые, очень простые в изготовлении и наладке. Но при этом обычно работают исключительно через архаичные COM или LPT порты. Которые найти в современном компьютере целая проблема. А еще требуют прямого доступа к портам, что уже в Windows XP может быть проблемой. Плюс бывает зависимость от тактовой частоты процессора компьютера.

Так что твой 3ГГЦ-овый десятиядерный монстр может пролететь, как фанера над Парижем.

Идеальный компьютер для работы с такими программаторами это какой-нибудь PIII-800Mhz с Windows98…XP.
Вот очень краткая подборка проверенных лично безмозглых программаторов:

Программаторы с управляющим контроллером лишены многих проблем безмозглых. Они без особых проблем работают через USB. А если собраны на COM порт, то без извращенских методик работы с данными — как честный COM порт. Так что адаптеры COM-USB работают на ура. И детали подобрать можно покрупней, чтобы легче было паять. Но у этих программаторов есть другая проблема — для того чтобы сделать такой программатор нужен другой программатор, чтобы прошить ему управляющий контроллер. Проблема курицы и яйца. Широко получили распространение такие программаторы как:

Внутрисхемное программирование, несмотря на все его удобства, имеет ряд ограничений.
Микроконтроллер должен быть запущен, иначе он не сможет ответить на сигнал программатора. Поэтому если неправильно выставить биты конфигурации (FUSE), например, переключить на внешний кварцевый резонатор, а сам кварц не поставить. То контроллер не сможет запуститься и прошить его внутрисхемно будет уже нельзя. По крайней мере до тех пор пока МК не будет запущен.
Также в битах конфигурации можно отключить режим внутрисхемной прошивки или преваратить вывод RESET в обычный порт ввода-вывода (это справедливо для малых МК, у которых RESET совмещен с портом). Такое действо тоже обрубает программирование по ISP.

Параллельное высоковольтное программирование
Обычно применяется на поточном производстве при массовой (сотни штук) прошивке чипов в программаторе перед запайкой их в устройство.

Параллельное программирование во много раз быстрей последовательного (ISP), но требует подачи на RESET напряжения в 12 вольт. А также для параллельной зашивки требуется уже не 3 линии данных, а восемь + линии управления. Для программирования в этом режиме микроконтроллер вставляется в панельку программатора, а после прошивки переставляется в целевое устройство.

Для радиолюбительской практики он особо не нужен, т.к. ISP программатор решает 99% насущных задач, но тем не менее параллельный программатор может пригодиться. Например, если в результате ошибочных действий были неправильно выставлены FUSE биты и был отрублен режим ISP. Параллельному программатору на настройку FUSE плевать с высокой колокольни. Плюс некоторые старые модели микроконтроллеров могут прошиваться только высоковольтным программатором.
Из параллельных программаторов для AVR на ум приходит только:

А также есть универсальные вроде TurboProg 6, BeeProg, ChipProg++, Fiton которые могут прошивать огромное количество разных микроконтроллеров, но и стоят неслабо. Тысяч по 10-15. Нужны в основном только ремонтникам, т.к. когда не знаешь что тебе завтра притащат на ремонт надо быть готовым ко всему.

Прошивка через JTAG
Вообще JTAG это отладочный интерфейс. Он позволяет пошагово выполнять твою программу прям в кристалле. Но с его помощью можно и программу прошить, или FUSE биты вставить. К сожалению JTAG доступен далеко не во всех микроконтроллерах, только в старших моделях в 40ногих микроконтроллерах. Начиная с Atmega16.

Компания AVR продает фирменный комплект JTAG ICEII для работы с микроконтроллерами по JTAG, но стоит он (как и любой профессиональный инструмент) недешево. Около 10-15тыр. Также есть первая модель JTAG ICE. Ее можно легко изготовить самому, а еще она встроена в мою демоплату Pinboard.

Прошивка через Bootloader
Многие микроконтроллеры AVR имеют режим самопрошивки. Т.е. в микроконтроллер изначально, любым указанным выше способом, зашивается спец программка — bootloader. Дальше для перешивки программатор не нужен. Достаточно выполнить сброс микроконтроллера и подать ему специальный сигнал. После чего он входит в режим программирования и через обычный последовательный интерфейс в него заливается прошивка. Подробней описано в статье посвященной бутлоадеру.
Достоинство этого метода еще и в том, что работая через бутлоадер очень сложно закосячить микроконтроллер настолько, что он не будет отвечать вообще. Т.к. настройки FUSE для бутлоадера недоступны.

Бутлоадер также прошит по умолчанию в главный контроллер демоплаты Pinboard чтобы облегчить и обезопасить первые шаги на пути освоения микроконтроллеров.

Pinboard II
Прошивка AVR с помощью демоплаты Pinboard II (для Pinboard 1.1 все похоже)

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

89 thoughts on “AVR. Учебный курс. Трактат о программаторах”

А что это делает в учебном курсе? чего не на главной странице?
Здарова, Артем, вот я и зашел, чего то не мог зайти долго…

Я постепенно правлю и переписываю старые статьи, чтобы привести их в более стройный и завершенный вид.

Источник

ТОП-10 лучших программаторов: как пользоваться, отзывы

Программатор – это аппарат, который используют для записи данных на запоминающем приборе. Кроме записи, прибор может считывать информацию с микросхем. Также у него существует и ряд других режимов работы: стирание, защита данных, система программирования. Как выбрать лучший программатор для быстрой и эффективной работы? Статья расскажет о советах, плюсах и минусах, особенностях каждого устройства и представит рейтинг лучших программаторов по отзывам пользователей.

Как пользоваться программатором?

Программатор применяется для программирования разного рода микросхем: телевизоров, ноутбуков, компьютеров, мониторов, блоками автомобиля и т. п.

Чтобы началь использовать необходимо подсоединить его к стационарному компьютеру через порт USB. Если девайс подключен, на нем загорится красная лампочка. Если этого не произошло, значит, не были загружены программные драйверы и компьютер не определил устройство. Когда компьютер нашел прибор, необходимо загрузить специальную программу. Во многих случаях применяют CH341A Programmer. После всех этапов подключения можно переходить непосредственно к программированию.

Для программирования устройства нужно на панели аппарата открыть пазы для установки. Микросхема вставляется по ключу и закрепляется фиксатором. Если нужно прошить микросхему 25-серии, на устройстве предусмотрены площадки для программирования микросхем. Для этого необходимо спаять микросхему с контактной площадкой. Важно не забывать о фиксирующих элементах.

Топ-10 лучших программаторов

Универсальный программатор – это прибор связи между микроконтроллером и компьютером. С его помощью можно установить файл прошивки в память. На помощь придет специально разработанная программа, которая уже имеет протоколы для установки. Пользователю необходимо сделать несколько нажатий на кнопку и подождать пока загрузится файл.

На рынке существует множество вариантов устройства. Бюджетные модели подходят для работы одного класса микросхем. Если пользователь определился с тем, что он будет программировать, то это лучший вариант для него. Более дорогие аналоги гораздо функциональнее и обычно ориентированы на профессиональное использование.

В топ лучших моделей программаторов вошли следующие бренды:

NOAHlink

Универсальное устройство, выпущенное датской компанией для работы со слуховыми аппаратами. С его помощью пациент сможет ориентироваться в пространстве. Передача данных осуществляется через Bluetooth. Есть возможность тестирования речи на разном расстоянии. Прибор удобно носить с собой. При настройке мастер может передвигаться по дому, ведь в нем нет кабелей и проводов. Беспроводное подключение считается самым безопасным.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Лучшие программаторы датского бренда, которые имеют гарантию на использование и сертификаты качества. Девайс очень практичный, легко переносить и использовать. Не требует дополнительных аксессуаров – одел, нажал кнопку и он работает. Купили для бабушки, которая плохо слышит. Ей очень понравился”.

Iprog Plus v80

Товар предназначен для силовых агрегатов и автомобилей. За короткий промежуток времени может скорректировать пробег. Всего за несколько минут устройство способно подготовить технику в автомобиле к использованию, считать информацию. Многофункциональное устройство может менять километры на мили, проверять работу системы всего автомобиля, загружать новую информацию, удаляя старую.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Консультанты в специализированном магазине рекомендуют к покупке этот девайс. Очень нужная вещь для владельцев автомобилей. Устройство подготавливает его к работе, проверяет технические данные, благодаря регулярному обновлению драйверов за безопасность автомобиля можно не беспокоиться”.

Turbosky PMT-1

Узкоспециализированный современный прибор, который подходит для разных портов электростанций. Может выполнить функции, с которыми не справляются другие программаторы из-за расхождения 1 и 0. С помощью кабеля можно настроить десятки характеристик. К примеру, шумоподавление или введение собственного функционала клавиш. Драйверы для устройства можно загрузить с официального сайта производителя совершенно бесплатно.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “В целом устройством остался доволен. Удобное расположение кнопок, хорошая связь, быстрая зарядка. Товар однозначно стоит своих денег”.

Xhorse VVDI PROG

Данная марка программатора предназначена для работы с микросхемами и блоками к автомобилю. В устройство встроено программное обеспечение, которое позволяет пользователю быстро и легко обновить прошивку до последней версии. Благодаря функции самотестирования можно проверить работоспособность устройства.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Устройство показало себя с хорошей стороны. Легко, практично, быстро воздействует на автомобиль. Объема памяти хватает для постоянного обновления ключей к автомобилю”.

CH341A

Простое и компактное устройство, которое предназначено для прошивки флешки. В комплекте идет все необходимое для работы. Производитель позаботился о пользователях и создал прошивку на русском языке, чтобы интерфейс программы был понятен с первого раза. Кроме флешки, им можно починить различные детали компьютера, ноутбука. Главное – стереть старые данные об устройстве, иначе выбьет ошибку.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Очень рад, что приобрел устройство. Уже и не надеялся на то, что мой роутер заработает. Быстро установил нужные программы, сопряг с роутером. Несколько минут, и он работает. Хорошее и, главное, нужное устройство”.

EZP2019

Полезный прибор предназначен для ремонта и обслуживания бытовой техники. При таком спектре функций цена на него остается бюджетной. Часто его применяют в заводском производстве. Автоматизированная система самостоятельно проводит тесты с программируемым оборудованием. На чтение записи требуется не больше 10 секунд. Это не самый быстрый результат, однако среди девайсов данной ценовой категории считается лучшим. Поддерживает обновленные версии прошивки.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Долго на балконе хранил старый телевизор, выбросить жалко. Взял у знакомого программатор, почитал инструкцию, установил нужные программы и увидел, что телевизор по-немногу оживает. Очень рад такой находке, обязательно куплю и себе, ведь в доме много непочиненной техники”.

MiniPro TL866 II Plus USB

Высокоскоростной программатор, который применяется к любой операционной системе. К одному компьютеру можно подключить 4 девайса. Огромный список аппаратов, которые поддерживают устройство. Прибор имеет большой перечень дополнительных функций, к примеру, тестирование алгоритмов, вывод порядкового номера. С его помощью можно установить код на защиту авторских прав, который очень полезен в производственном процессе.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “На работе используем программатор данной модели для выполнения широкого спектра задач. Очень быстро и качественно делает свою работу. Всего несколько минут и необходимый файл информации уже загружен на диск”.

LC-01 USBISP

Девайс предназначен для единственной цели – извлечение данных, которую хорошо выполняет. За небольшую цену пользователь получит качественный регулятор, его легко подсоединить и считать данные. Благодаря ESP8266 можно передавать данные с чипов. Внешне напоминает плату с разъемами желтого цвета, в которые вставляются модули. Микросхема соединяет модуль с компьютером. Изготовитель позаботился и о стабилизаторе напряжения.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Начал работать в сфере программирования недавно, поэтому обзавелся таким девайсом. Пока все нравится, справляется с поставленными задачами. Быстро загружает данные, выводит на диск. Имеется стабилизатор напряжения”.

ST-link v2

Данное устройство имеет высокоскоростной интерфейс, который позволяет выполнять задачи в разы быстрее. Помогает поэтапно выполнить работу микроконтроллера и следить за его значением. Этот внутрисхемный программатор подсоединяется к любому устройству, имеет светоотражающую подсветку режимов работы, стабилизатор напряжения. В автоматическом режиме осуществляется прошивка системы.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Профессиональное устройство, которое используется в производственном процессе. С его помощью можно наладить работу программного обеспечения очень быстро и качественно. Есть вариант работы в автономном режиме”.

RT809H

Универсальный программатор привлекает простотой использования и широким спектром действия. Предназначен для записи информации с микроконтроллера. Идеальный вариант для отладки электрооборудования. При помощи специального кабеля можно считывать информацию прямо на матрицу ноутбука. Подойдет для прошивки компьютера. Устройство может работать как от сети, так и автономно. Хорошая комплектация прибора.

Плюсы

Минусы

Отзыв: “Купил устройство, чтобы прошить компьютер. Так как плохо понимаю в этом деле, прочитал инструкцию в интернете и быстро настроил порт. Подключил кабель, соединил с компьютером и загрузил нужную информацию. Прибор оправдал мои ожидания”.

Советы по выбору

Изначально стоит определиться, для каких целей будет использоваться устройство. Существует 2 большие категории устройства:

Чтобы устройство бесперебойно выполняло весь спектр задач, оно должно иметь:

По типу поддерживаемых микросхем различают такие устройства:

Если пользователь решил заняться программированием, но в дальнейшем не планирует делать это на профессиональном уровне, тогда он может подобрать простое специализированное устройство, в котором разберется даже новичок. Если же прибор покупается для регулярного использования на работе, тогда не стоит торопиться. Выбор моделей очень велик, и не всегда самый дорогой прибор является самым хорошим.

Прежде чем купить девайс, стоит посоветоваться со специалистами, которые хорошо знают все тонкости работы с ним. Скорее всего они предложат одно из описанных выше устройств, поэтому можно сэкономить время и сразу заказать программатор, исходя из его особенностей и отзывов в данном материале.

Источник

Обзор программаторов

Добрый вечер )
Обзор того, что есть и что руками трогал.

1. MiniPro.
Сайт разработчика www.autoelectric.cn
Оболочки от разработчика MiniPro и WizardProg (последняя всегда свежая руссифицированная).

Бывает двух видом TL866C и TL866A. Первый позволяет программировать только через кроватку и адаптеры, последний дополнен внутрисхемным программированием ICSP. TL866C можно перепрошить в TL866A, хотя я бы сразу взял с ICSP (разница в пару сотен рублей).

Хороший Help, в край можно datasheet поднять. При внутрисхемном программировании капризен к питанию, срабатывает защита по перегрузке (решается подачей питания на устройство).

2. UPA-USB
Сайт разработчика www.elrasoft.com
Работает со своей оболочкой, очень хороший Help. Программирование идет через 9-пиновый разъем, можно работать без адаптеров. Значительно меньше список программируемых микросхем по сравнению с MiniPro, за то поддерживает Мотороллы. В работе, как автомат Калашникова. Позволяет подключать внешний источник питания.

Плюсом: большое количество калькуляторов для работы на Pascal Script.

3. Xprog
Сайт разработчика www.eldb.eu
Работает со своей оболочкой, хороший и понятный help. Прошивать можно, как с его разъемов, так и с адаптеров.

4. J-Link
Сайт разработчика www.segger.com
Работает с широким списком микроконтроллеров, допускающих программирование по JTAG.

Допускает перепрошивку Самбой или по JTAG (кто страдает). Поддерживает скрипты.

Все четыре программатора стабильны в работе.
Сейчас жду два свистка ST-Link и USB ISP (вот только китайцы просохнут).

Заходите в группу «Матрица». Программирование микроконтроллеров, ардуино, ПЛИС, 3Д и ЧПУ.
Реализация всего на практике и диагностика авто «ПроДвижение — техслужба»

Источник