Получив из Китая очередную партию чипов ATtiny2313 для изготовления шлюзов UART-to-I2C/SPI/1W я, вдруг, обнаружил, что эти чипы совершенно невозможно прошить последовательным внутрисхемным (ICSP) программатором. Чипы при этом были в заводской упаковке и без следов пайки. Ранее я уже сталкивался с ситуациями, когда китайцы продавали новые рабочие чипы, но заранее прошитые под какие-либо устройства (например, — вот). Такие чипы прошивают нужной прошивкой прямо на заводе, но, видимо, время от времени случаются накладки, заказчик не забирает партию и чипы попадают в открытую продажу.
Ситуация в общем-то обычная, сложность же конкретно с контроллерами AVR заключается в том, что при сбросе определённых фьюзов, прошить контроллер становится возможно только параллельным программатором в режиме высоковольтного программирования (с использованием напряжения +12 Вольт). Схемы фьюз-докторов для AVR можно найти в интернете, однако минус всех этих схем заключается в полном отсутствии описания их работы. Выложена просто готовая прошивка, которую нужно залить в управляющий схемой контроллер, включить, нажать кнопку и будет вам счастье. Ни исходников, ни подробностей, вообще никаких объяснений.
Для меня, как для радиохламера, такой подход совершенно невозможен и невыносим, поэтому решено было разработать свой собственный программатор / фьюз-бит доктор для микроконтроллеров AVR, описать как он работает и выложить в открытый доступ не только прошивку, но и исходники программы для микроконтроллера с комментариями. Итак, поехали:
В любом даташите на микроконтроллеры AVR есть глава «Memory Programming». Если микроконтроллер поддерживает параллельное программирование (здесь и далее в этой статье под этим термином понимается заливка прошивки в микроконтроллер), то в этой главе есть раздел «Parallel Programming». В этом разделе, во-первых, описано какие сигналы и ноги используются при параллельном программировании, во-вторых, описаны используемые при этом команды и алгоритмы и, в третьих, приводятся диаграммы сигналов. В общем, — всё, что нужно для успеха операции.
Для начала разберёмся с сигналами. Сигналы используются следующие:
- 8 сигналов для параллельного приёма/передачи байта данных DATA[7:0]. Сигналы передаются в обоих направлениях в зависимости от сигнала OE.
- 9 служебных сигналов:
- RDY/BSY — уровень на этой линии сигнализирует о готовности контроллера принимать новые команды. Данные передаются от контроллера к программатору
- OE — служит для переключения линий данных на вход (высокий уровень) или на выход (низкий уровень)
- WR — используется для старта выполнения каких-либо действий (стирание / запись …)
- BS2, BS1 — эти две линии используются для выбора старших или младших байт
- XA1, XA0 — по уровням на этих двух линиях определяется какое действие будет выполняться по наличию тактового импульса
- PAGEL — используется при программировании Flash/EEPROM
- XTAL1 — используется для подачи тактовых импульсов
Кроме этого нам потребуется напряжение +12 Вольт (для перехода в режим программирования), +5 Вольт — для питания контроллера, ну и естественно нужно будет подключить нулевой провод, относительно которого задаются +12 и +5 Вольт, к ноге GND.
В некоторых контроллерах какие-то сигналы могут быть объединены (например, в ATtiny2313 объединены ноги BS1 и PAGEL, а также XA1 и BS2), кроме того, могут отличаться номера ног, на которые заводятся эти сигналы (например, в ATmega8 для данных используются два младших бита порта C и 5 младших бит порта B, а в ATtiny2313 для данных используется только порт B целиком).
С алгоритмами тоже всё оказалось довольно просто, — вся задача сводится к выставлению нужных уровней на некоторые служебные линии (XA1, XA0, BS2, BS1, OE) и линии данных, а также к генерированию положительных или отрицательных импульсов на других служебных линиях (XTAL1, WR, PAGEL). Плюс нужно управлять питанием +5 Вольт (+1 линия) и напряжением +12 Вольт (ещё +1 линия). Управление всеми нужными линиями решено было сделать командами через UART (для этого нужно ещё 2 линии).
Исходя из всего выше описанного, для реализаци устройства нужно иметь 21 линию I/O (8 — данные + 9 — служебные сигналы + 2 — управление линиями +5 и +12 Вольт + 2 — uart), что, согласитесь, довольно много. Чтобы ног на всё хватило, в качестве управляющего контроллера была выбрана ATmega8 (для прототипа, естественно, в dip-корпусе), — у неё 23 линии I/O.
Схема:
Справа на схеме нарисовано как подключать к ней микроконтроллеры ATtiny2313.
Места печатной платы для которых показаны связи, но отсутствуют медные дорожки, должны быть соединены изолированными проводами, навесным монтажом (ниже будет фото собранной платы). При разработке печатной платы прототипа основным параметром оптимизации было удобство изготовления и сборки, поэтому плата выглядит достаточно громоздко, имеет кучу навесных перемычек и откровенно уродливый вид. Как я уже говорил, плюсы этой платы заключаются в другом:
- разводка выполнена для одностороннего текстолита (не нужно совмещать разные стороны при переносе рисунка на плату)
- использован контроллер в dip-корпусе (возможность установки в кроватку + большие расстояния между ножками обеспечивают лёгкость пайки)
- все нужные контакты выведены на линейки с большим шагом (2,54 мм)
- есть разъём для внутрисхемного программирования управляющего контроллера (для отладки очень удобно прошивать контроллер прямо на плате, не вынимая из кроватки)
При разводке платы я также предусмотрел установку конденсаторов по линиям питания +5 и +12 Вольт (прямо рядом с разъёмом питания). Эти конденсаторы на схеме не нарисованы, но я решил их на всякий случай поставить. Большого тока схема не потребляет, поэтому будет достаточно конденсаторов на 10-47 мкФ, рассчитанных на максимальное напряжение 16-25 Вольт и выше.
После сборки устройство выглядит вот так:
В соответствии с приведёнными в даташитах алгоритмами и диаграммами наш программатор должен уметь делать следующие вещи:
- переходить в режим программирования
- устанавливать и считывать уровни на линиях DATA[7:0]
- выставлять правильные уровни на линиях XA1, XA0, BS2, BS1, OE
- генерировать импульсы заданной ширины на линиях WR, XTAL1, PAG
Учитывая, что переходить в режим программирования нужно из какого-то начального состояния, а также то, что линия PAG может быть совмещена с BS1, — для реализации заявленного выше функционала нам хватит всего 11-дцати UART-команд, которые я просто пронумеровал от 0x1 до 0xB:
- 0x01 — установить все используемые для программирования выводы (включая выводы, управляющие линиями +5 и +12 вольт) в начальное состояние
- 0x02 — выполнить алгоритм перехода в режим программирования
- 0x03 — выполнить алгоритм выхода из режима программирования
- 0x04 — установить нужное состояние на линиях XA1/XA0 и BS2/BS1
- 0x05 — установить нужное состояние на линии OE
- 0x06 — сформировать положительный импульс на линии BS1
- 0x07 — сформировать положительный импульс на линии PAG
- 0x08 — сформировать положительный импульс на линии XTAL1
- 0x09 — сформировать отрицательный импульс на линии WR
- 0x0A — установить нужные уровни на линиях Data[7:0]
- 0x0B — прочитать состояния линий Data[7:0]
Теперь некоторые моменты обсудим более детально:
Во-первых. В даташитах написано, что перед переходом в режим программирования нужно установить сигналы XA1, XA0, BS1 и WR (они называются Prog_enable) в ‘0000’. Поскольку сигнал на линии WR инвертирован (active low) и далее на всех диаграммах он начинается с высокого уровня, то логично было бы предположить, что его начальное состояние — это высокий уровень (именно он для него означает 0). На деле оказалось, что это работает только после подачи питания, а до подачи питания для всех ног 0 — это низкий уровень, и перед переходом в режим программирования все ноги, входящие в группу Prog_enable должны быть притянуты к низкому уровню.
Сам алгоритм перехода в режим программирования банален, — после того, как все линии Prog_enable притянуты к низкому уровню — нужно включить питание +5 Вольт и далее через 20-60 мкс включить напряжение +12 Вольт. Через 10 мкс после этого можно начинать переключать линии Prog_enable, а через 300 мкс — загружать каманды.
Выйти из режима программирования можно отключив от программируемого чипа +12 Вольт или +5 Вольт (или оба сразу).
Далее. Как можно заметить, для выполнения некоторых команд из приведённого выше списка нужны дополнительные данные. Например, команда «установить нужное состояние на линии OE» не позволяет сделать никаких выводов о том, что это за нужное состояние. Для таких команд мы будем устанавливать специальные флаги, которые будут означать, что следующий принимаемый по UART байт — это не новая команда, а те самые данные о «нужных состояниях» линий (состояния линий будут соответствовать определённым битам полученного байта).
Ну и, наконец, чтобы как-то сообщить компьютеру о том, что предыдущий принятый байт обработан и можно посылать следующий — будем отсылать обратно на компьютер 0x00 в случае успешной обработки очередного принятого байта или 0xFF в случае его неуспешной обработки. Вот, собственно, и вся концепция.
Исходя из всего вышеописанного получилась следующая программа:
;-- radiohlam.ru -- .device ATmega8 .include "m8def.inc" .list ;-- по-умолчанию фьюзы CSEL = 0001 (1 МГц), нужно поставить CSEL = 0100 (8 МГц) ;-- определяем свои переменные (и раздаём под них регистры) .def w=r16 ; аккумулятор (обменник) .def wait_flags=r17 ; флаги ожидания данных (0 - XA1/XA0/BS2/BS1, 1 - OE, 2 - Data) .def fd_reg=r19 ; счётчик для организации быстрых (маленьких) задержек (шаг 1 мкс) .def ld_reg=r20 ; счётчик для организации медленных (больших) задержек (шаг 200 мкс) .def w2=r21 ; ещё одна переменная для временного хранения всякой фигни ;-- определяем названия выводов и портов .equ Data_Out = 0x18 ; порт B - вывод данных (линии данных на выход) .equ Data_In = 0x16 ; порт B - ввод данных (линии данных на вход) .equ RDY = 0 ; PC0 .equ BS1 = 1 ; PC1 .equ BS2 = 2 ; PC2 .equ XA0 = 3 ; PC3 .equ XA1 = 4 ; PC4 .equ PAG = 5 ; PC5 .equ OE = 2 ; PD2 .equ XTAL1 = 3 ; PD3 .equ WR = 4 ; PD4 .equ Ctrl_12 = 6 ; PD6 .equ Ctrl_5 = 7 ; PD7 .equ RxD = 0 ; PD0 .equ TxD = 1 ; PD1 .equ MinCommandNumber = 0x1 ; минимальный номер команды .equ MaxCommandNumber = 0xB ; максимальный номер команды ;------------------------------------------ ;-- начало программного кода .cseg .org 0 rjmp Init ; переход на начало программы (вектор сброса) ;-- дальше идут вектора прерываний ;-- если не используем - reti, иначе - переход на начало обработчика reti ; внешнее прерывание INT0 reti ; внешнее прерывание INT1 reti ; Timer2 COMP reti ; Timer2 OVF reti ; Timer1 CAPT reti ; Timer1 COMPA reti ; Timer1 COMPB reti ; Timer1 OVF reti ; Timer0 OVF reti ; SPI, STC rjmp RX_INT ; USART, Rx complete reti ; USART, DataRegister Empty reti ; USART, Tx complete reti ; ADC conversion complete reti ; EEPROM ready reti ; Analog comparator reti ; TWI (two-wire serial interface) reti ; Store Program Memory Ready ;-- начало программы Init: ;-- устанавливаем указатель вершины стека на старший байт RAM ldi w,Low(RAMEND) out SPL,w ; младший байт адреса ldi w,High(RAMEND) out SPH,w ; старший байт адреса ;-- отключаем лишнее sbi ACSR,ACD ; выключаем компаратор ;-- инициализируем порты ;-- DDR - направление работы (0 - вход, 1 - выход) ;-- PORT - состояние защёлок / подтяжек (0 - низкий уровень / нет подтяжки, 1 - высокий уровень / есть подтяжка) ;-- настраиваем PORTD (состояние - все, кроме PD2(OE), PD4(WR), PD7(+5) - нули, направление - все на выход) ldi w,0b10000000 out PORTD,w ldi w,0b11111111 out DDRD,w ;-- настраиваем PORTC (состояние - все нули, направление - все на выход, кроме PC0(RDY)) clr w out PORTC,w ldi w, 0b11111110 out DDRC,w ;-- настраиваем PORTB (состояние - все нули, направление - все на выход) clr w out PORTB,w ser w out DDRB,w ;-- инициализируем UART clr w out UBRRH,w ; UBRR (для кварца 8 МГц и скорости 38400) ldi w,12 ; равен 12, т.е. UBRRH = 0, UBRRL = 12 out UBRRL,w ldi w,0b10001110 ; поднимаем биты USBS, UCSZ1:0 + старший бит (URSEL) должен быть 1 при записи в UCSRC ; в примере из оф.доки на мегу - косяк, они просто скопировали пример из 2313 ; (в 2313 старший бит был не важен) out UCSRC,w ; формат: 1 старт, 8 данные, 2 стоп ldi w, (1<<RXEN)|(1<<TXEN) out UCSRB,w ; включить приёмник и передатчик ;-- сбросить флаги и счётчики clr wait_flags clr fd_reg clr ld_reg ;-- разрешаем прерывание от приёмника sbi UCSRB,RXCIE ; включить прерывания от приёмника ;-- сообщаем компу, что загрузились и ждём команду ldi w,0x0 out UDR,w ;-- разрешаем глобальные прерывания sei ;-- ждём у моря погоды --- Wait_data: rjmp Wait_data ;------------------------------------------ ;-- процедуры задержки Fast_Delay: nop nop nop nop nop dec fd_reg ; уменьшаем счётчик brne Fast_Delay ; если счётчик не ноль следующий цикл ret ; если отсчитали нужную задержку - выходим Low_Delay: ldi fd_reg,200 ; задержка 200 мкс rcall Fast_Delay dec ld_reg ; уменьшаем счётчик brne Low_Delay ; если счётчик не ноль следующий цикл ret ; если отсчитали нужную задержку - выходим ;------------------------------------------ ;--- Обработчик прерывания от приёмника --- RX_INT: in w,UDR ; читаем байт из приёмника в w ;-- если хотябы 1 флаг поднят, то мы приняли данные, а не команду tst wait_flags ; проверяем на ноль регистр флагов breq CommandHandle ;-- если приняты данные, а не команды, то работаем по флагам DataHandle: TestFlag0: sbrs wait_flags,0 ; пропустить следующую команду, если установлен флаг 0 rjmp TestFlag1 ;-- установить XA1/XA0/BS2/BS1 = биты [3:0] полученного по UART байта in w2,PORTC ; читаем текущие установленные значения выходов ori w2,0b00011110 ; поднимаем значения нужных битов ([4:1]) sbrs w,0 ; если 0-й бит в принятом байте установлен - пропустить следующую команду andi w2,0b11111101 ; сбрасываем 1-й бит sbrs w,1 ; если 1-й бит в принятом байте установлен - пропустить следующую команду andi w2,0b11111011 ; сбрасываем 2-й бит sbrs w,2 ; если 2-й бит в принятом байте установлен - пропустить следующую команду andi w2,0b11110111 ; сбрасываем 3-й бит sbrs w,3 ; если 3-й бит в принятом байте установлен - пропустить следующую команду andi w2,0b11101111 ; сбрасываем 4-й бит out PORTC,w2 ; устанавливаем выходы в нужные значения rjmp ClearFlags TestFlag1: sbrs wait_flags,1 ; пропустить следующую команду, если установлен флаг 1 rjmp TestFlag2 ;-- установить OE = бит [0] полученного по UART байта sbrc w,0 ; если 0-й бит в принятом байте сброшен - пропустить следующую команду rjmp SetDataOutput SetDataInput: ser w out PORTB,w ; устанавливаем подтяжки clr w out DDRB,w ; переключаем порт на вход cbi PORTD, OE ; сбрасываем OE (переключаем ноги микрухи на выход) rjmp ClearFlags SetDataOutput: sbi PORTD, OE ; поднимаем OE (переключаем ноги микрухи на вход) clr w out PORTB,w ; обнуляем выходы ser w out DDRB,w ; переключаем порт на выход rjmp ClearFlags TestFlag2: sbrs wait_flags,2 ; пропустить следующую команду, если установлен флаг 2 rjmp ClearFlags ;-- установить Data = биты [7:0] полученного по UART байта out Data_Out,w ;rjmp ClearFlags ; этот обработчик флагов последний, так что эта команда не нужна ClearFlags: clr wait_flags ; сбрасываем флаги rjmp Send_Ok ;-- если это не данные, а команды, то работаем с блоком переходов к обработчикам команд CommandHandle: cpi w,MinCommandNumber ; сравниваем полученный байт с минимальным номером команды brlo Error_Command ; номер команды меньше минимального - ошибка cpi w,MaxCommandNumber + 1 ; сравниваем полученный байт с максимальным номером команды + 1 brsh Error_Command ; номер команды больше или равен максимальному +1 subi w,MinCommandNumber ; приводим ряд к начинающемуся с нуля rcall StartCommandCase ; получаем в стек адрес следующей метки StartCommandCase: pop ZH ; извлекаем адрес из стека pop ZL adiw ZL,7 ; вычисляем начальный адрес блока переходов (он сдвинут на 7 от метки) add ZL,w ; добавляем адрес команды в блоке переходов brcc NoCarry ; пропускаем следующую команду, если не установился флаг переноса inc ZH NoCarry: ijmp ; переходим по вычисленному адресу в блок переходов ;-- ниже расположен сам блок переходов rjmp SetInitState ; 0x1 - установить выходы в начальное состояние rjmp EnterPM ; 0x2 - переход в режим программирования rjmp ExitPM ; 0x3 - выход из режима программирования rjmp SetXABS ; 0x4 - установить XA1/XA0/BS2/BS1 rjmp SetOE ; 0x5 - установить OE rjmp GiveBS1PP ; 0x6 - сформировать положительный импульс на BS1 rjmp GivePagelPP ; 0x7 - сформировать положительный импульс на Pagel rjmp GiveXTAL1PP ; 0x8 - сформировать положительный импульс на XTAL1 rjmp GiveWRNP ; 0x9 - сформировать отрицательный импульс на WR rjmp SetData ; 0xA - установить Data[7:0] rjmp ReadData ; 0xB - прочитать Data[7:0] ;-- конец блока переходов Error_Command: ldi w,0xFF ; сообщаем, что приняли неизвестную команду и выходим out UDR,w reti ;--- Говорим компу, что всё сделали и ждём ещё команд Send_Ok: ;-- ждём, когда освободится буфер передатчика ;-- здесь (и не только) по идее нужен ещё таймер для предотвращения зависания программы, в случае ;-- если буфер не освобождается длительное время, но для тестовой версии сойдёт и так sbis UCSRA,UDRE rjmp Send_Ok ldi w,0x00 ; отправляем признак готовности out UDR,w reti ;--- ОБРАБОТЧИКИ КОМАНД -------------------------- ;-------------------------------------------------- ;-- set initial state ;-- XA1 / XA0 / BS1 / WR = "0000", +5 = off, +12 = off ;-- (сигнал WR у нас инверсный по определению, Ctrl_5 инверсный по схемотехнике) ;-- XA1=0, XA0=0, BS1=0, WR=1, Ctrl_5=1, Ctrl_12=0 ;-- RDY=0 (без подтяжки), BS2=0, PAG=0, OE=1, XTAL1=0 ;-- DATA=0x0, все сигналы на выход, кроме RDY SetInitState: ;-- настраиваем PORTD (состояние - все, кроме PD2(OE), PD4(WR), PD7(+5) - нули, направление - все на выход) ldi w,0b10000000 out PORTD,w ldi w,0b11111111 out DDRD,w ;-- настраиваем PORTC (состояние - все нули, направление - все на выход, кроме PC0(RDY)) clr w out PORTC,w ldi w, 0b11111110 out DDRC,w ;-- настраиваем PORTB (состояние - все нули, направление - все на выход) clr w out PORTB,w ser w out DDRB,w rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- enter program mode (включить +5В, минимум через 30 мкс включить +12В, минимум через 300 мкс можно подавать команды) EnterPM: cbi PORTD, Ctrl_5 ; включаем +5 Вольт (PD7=0) ldi fd_reg,40 ; задержка 40 циклов (чуть больше 40 мкс) rcall Fast_Delay sbi PORTD, Ctrl_12 ; включаем +12 Вольт (PD6=1) ldi ld_reg,2 ; задержка 1 цикл (чуть больше 200 мкс) rcall Low_Delay sbi PORTD, OE ; поднимаем OE sbi PORTD, WR ; поднимаем WR ldi ld_reg,2 ; задержка 1 цикл (чуть больше 200 мкс) rcall Low_Delay rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- exit program mode (выключить +12В, выключить +5В) ExitPM: cbi PORTD, Ctrl_12 ; выключаем +12 Вольт (PD6=0) sbi PORTD, Ctrl_5 ; выключаем +5 Вольт (PD7=1) rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- set XA1/XA0/BS2/BS1 (4 младших бита в следующем принятом байте) SetXABS: sbr wait_flags,(1<<0) ; поднимаем 0-й флаг в регистре флагов (ожидание XA1/XA0/BS2/BS1) rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- set OE line (младший бит в следующем принятом байте) SetOE: sbr wait_flags,(1<<1) ; поднимаем 2-й флаг в регистре флагов (ожидание OE) rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- give BS1 positive pulse GiveBS1PP: sbi PORTC, BS1 ; переключаем BS1 в 1 ldi fd_reg,1 ; задержка 1 цикл (чуть больше 1 мкс) rcall Fast_Delay cbi PORTC, BS1 ; переключаем BS1 в 0 rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- give Pagel positive pulse GivePagelPP: sbi PORTC, PAG ; переключаем PAG в 1 ldi fd_reg,1 ; задержка 1 цикл (чуть больше 1 мкс) rcall Fast_Delay cbi PORTC, PAG ; переключаем PAG в 0 rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- give XTAL1 positive pulse GiveXTAL1PP: sbi PORTD, XTAL1 ; переключаем XTAL1 в 1 ldi fd_reg,1 ; задержка 1 цикл (чуть больше 1 мкс) rcall Fast_Delay cbi PORTD, XTAL1 ; переключаем XTAL1 в 0 rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- give WR negative pulse GiveWRNP: cbi PORTD, WR ; переключаем WR в 0 ldi fd_reg,1 ; задержка 1 цикл (чуть больше 1 мкс) rcall Fast_Delay sbi PORTD, WR ; переключаем WR в 1 rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- set Data[7:0] SetData: sbr wait_flags,(1<<2) ; поднимаем 3-й флаг в регистре флагов (ожидание Data) rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности ;-- read Data[7:0] ReadData: in w,Data_In ; читаем линии данных out UDR,w ; отправляем в порт rjmp Send_Ok ; сообщаем о готовности |
Готовая прошивка (*.hex). Осталось только залить эту прошивку в управляющий микроконтроллер (как вы помните, это можно сделать прямо через расположенный на плате разъём ICSP).
Вот так выглядит устройство с подключенным к нему чипом (который нужно «вылечить» или прошить):
На приведённой выше фотографии к параллельному программатору как раз подключен один из полученных от китайцев чипов ATtiny2313 в SOIC-корпусе (с чего всё и началось). Для подключения чипа в SOIC-корпусе я использовал описанные ранее самодельные коннекторы.
Сам программатор подключен к компьютеру через продающийся на нашем сайте метровый переходник USB-to-UART на микросхеме cp2102.
Весь процесс работы с программатором сводится к передаче программатору нужной последовательности байт (команд). Сделать это можно через любую терминалку, умеющую работать в hex-режиме (я, естественно, пользуюсь своей терминалкой RH_Com, которую любой желающий может скачать вместе с исходниками с нашего сайта из раздела «Полезные программы для ПК»).
Ниже приведены примеры вариантов последовательностей для чипа ATtiny2313 (вместо BS2 для ATtiny2313 используется XA1). Байты нужно передавать по очереди, каждый отдельно, дождавшись ответа о выполнении предыдущей команды (все сразу отправлять нельзя):
Выполнение команды Chip Erase (стирание чипа и сброс lock-битов):
01 02 04 08 0A 80 08 09 03
0x01 - установить на выходах начальные значения
0x02 - перейти в режим программирования
A Load Command (загрузка команды в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x08 - младшие 4 бита ('1000') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0x80 - значения, которые нужно установить (команда '1000 0000' - chip erase)
A' 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
0x09 - сформировать отрицательный импульс на линии WR
0x03 - выйти из режима программирования
Запись дефолтных значений в младший байт фьюзов:
01 02 04 08 0A 40 08 04 04 0A 64 08 04 00 09 03
0x01 - установить на выходах начальные значения
0x02 - перейти в режим программирования
A Load Command (загрузка команды в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x08 - младшие 4 бита ('1000') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0x40 - значения, которые нужно установить (команда '0100 0000' - write fuse bits)
A' 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
C Load Data Byte (загрузка данных в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x04 - младшие 4 бита ('0100') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0x64 - значения, которые нужно установить (соответствует значению младшего байта фьюзов по-умолчанию)
C' 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x00 - младшие 4 бита ('0000') показывают, какие уровни нужно установить
0x09 - сформировать отрицательный импульс на линии WR
0x03 - выйти из режима программирования
Запись дефолтных значений в старший байт фьюзов:
01 02 04 08 0A 40 08 04 04 0A DF 08 04 01 09 03
0x01 - установить на выходах начальные значения
0x02 - перейти в режим программирования
A Load Command (загрузка команды в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x08 - младшие 4 бита ('1000') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0x40 - значения, которые нужно установить (команда '0100 0000' - write fuse bits)
A' 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
C Load Data Byte (загрузка данных в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x04 - младшие 4 бита ('0100') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0xDF - значения, которые нужно установить (соответствуют значению старшего байта фьюзов по-умолчанию)
C' 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x01 - младшие 4 бита ('0001') показывают, какие уровни нужно установить
0x09 - сформировать отрицательный импульс на линии WR
0x03 - выйти из режима программирования
Чтение фьюзов и lock-битов:
01 02 04 08 0A 04 08 05 00 04 00 0B 04 09 0B 04 08 0B 04 01 0B 05 01 03
0x01 - установить на выходах начальные значения
0x02 - перейти в режим программирования
A Load Command (загрузка команды в программируемый чип)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x08 - младшие 4 бита ('1000') показывают, какие уровни нужно установить
0x0A - установить уровни на линиях Data[7:0]
0x04 - значения, которые нужно установить (команда '0000 0100' - read fuse and lock bits)
A` 0x08 - сформировать положительный импульс на линии XTAL1
0x05 - установить нужный уровень на линии OE
0x00 - младший бит ('0') показывает какой уровень нужно установить (порт данных программируемого чипа - на выход)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x00 - младшие 4 бита ('0000') показывают, какие уровни нужно установить
0x0B - считать значения линий Data[7:0] (первый принятый после этой команды байт содержит Fuse Low Bits)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x09 - младшие 4 бита ('1001' вместо '0011') показывают, какие уровни нужно установить
0x0B - считать значения линий Data[7:0] (первый принятый после этой команды байт содержит Fuse High Bits)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x08 - младшие 4 бита ('1000' вместо '0010') показывают, какие уровни нужно установить
0x0B - считать значения линий Data[7:0] (первый принятый после этой команды байт содержит Extended Fuse Bits)
0x04 - установить нужные уровни на линиях XA1 / XA0 / BS2 / BS1
0x01 - младшие 4 бита ('0001') показывают, какие уровни нужно установить
0x0B - считать значения линий Data[7:0] (первый принятый после этой команды байт содержит Lock Bits)
0x05 - установить нужный уровень на линии OE
0x01 - младший бит ('1') показывает какой уровень нужно установить (порт данных программируемого чипа - на вход)
0x03 - выйти из режима программирования
Аналогичным образом можно составить последовательности для выполнения всех возможных команд чипа (запись/чтение заданных адресов flash/EEPROM, чтение байтов сигнатуры, чтение калибровочной константы…) Остаётся только написать выполняющее все нужные последовательности ПО верхнего уровня и мы получим полноценный параллельный программатор для чипов AVR, позволяющий удобно и быстро прошивать не только отдельные байты, но и всю память чипов целиком. Возможно, в недалёком будущем я именно этим и займусь, ну а на сегодня — всё.
P.S. Лайки и комментарии могут значительно ускорить разработку софта верхнего уровня 🙂
P.P.S. Все до одного китайские чипы оказались живые, но с «неправильными» фьюзами.
P.P.P.S. На базе исследований, проведённых в этой статье было написано ПО верхнего уровня для шлюза RH-0010, который теперь умеет работать с чипами AVR в качестве параллельного высоковольтного программатора (ну и, соответственно, в качестве fuse-bit доктора тоже).
Спасибо автору за статью.
Один вопрос:
А как подключить в место Attiny2313 , Atmega 8?
Для меги нужно дополнительно линии BS2 и PAG подключить.
Скачайте прогу для RH-0010 (внизу статьи ссылка), там через меню Chip Select нужно выбрать интересующий вас чип и далее Help -> How to connect… Откроется схема подключения, в которой можно посмотреть к каким ногам какие сигналы подключать.
Огромное спасибо.
Я с большим энтузиазмом принялся сделать это, нужное любому любителю , устройство и надеюсь на такую же оперативную помощь при возникновении вопросов.
Сделал я этот программатор и он не хочет работать. По-умолчанию фьюзы CSEL = 0001 (1 МГц), нужно поставить CSEL = 0100 (8 МГц)-всё это я сделал, а какие дальше фьюзы? Заводские? На выходе почему-то вместо 5В только 2,5В, вместо 12В -0В. Где искать проблему?
Да, остальные — заводские.
На выходе 2,5 Вольта вместо 5 — это без подключенного программируемого чипа? Тут возможны два варианта: 1 — неисправность в программаторе или неисправен программируемый чип.
По 12 Вольтам и должен быть по-умолчанию ноль. +12 там появляется только после выполнения команды перехода в режим программирования.
При записи а потом чтении Фьюзов выдает
Avr parallel programmer v3-1
Access violation at address 00422478 in module ‘AVR Parallel Programmer v3-1.exe’. Write of address E0FAC83C. При чтении flash и eeprom все ячейки E0. Специально поставил рабочий микроконтроллер- тоже самое. Пошарив в интернете насчет ошибки. выполнил все рекомендации- безрезультатно. В программаторе ломаться нечему (или фьюзы или ошибка монтажа).
А… Так дело в том, что программа AVR parallel programmer не может работать с этим программатором. Она написана для RH-0010, который имеет похожую, но всё же совсем другую систему команд. Для программатора из статьи вообще нет ПО верхнего уровня. С ним можно только из терминалки работать. Но можете скачать исходники от AVR parallel programmer и переделать под этот программатор.
Ну и помимо этого. Напряжение 2,5 Вольта на выходе +5 Вольт не может быть связано с программой. Сразу после включения оба транзистора должны быть закрыты и на обоих выходах должно быть 0 Вольт. После подачи команды перехода в режим программирования на них появится +5 и +12 Вольт. Но 2,5 быть не должно.
Теперь всё стало на свои места. Был-бы я программистом-другое дело. А как из терминалки восстанавливать микроконроллер?. Наблюдать за процессом- да, а восстанавливать???
Там в конце статьи есть примеры. Правда только для чипа ATtiny2313. Для остальных нужно качать даташиты и разбираться.
А для чего тогда эта схема программатора, если я ним не смогу работать? И где можно купить этот RH-0010?.
Можете, н о тольк оиз терминалки. А купить можно здесь же, в разделе магазин. Там ссылка есть в конце статьи. На всякий случай вот ещё раз:
https://radiohlam.ru/avr_parallel_prog/
Спасибо за уделенное время.
Не могу разобраться в этой терминалке вообще. Тёмный лес для меня. Просидел несколько дней и без толку. А Вы б не смогли переделать программу? Был бы очень благодарен.
Так в терминалке не нужно разбираться, она просто байты шлёт, которые вы в неё пишете. Вам нужно открыть доку на нужный контроллер и составить аналогично примеру нужные последовательности байт. Потом их хексами в терминалке написать и отправить контроллеру.
что там разбиратся то? из текста выше для ATtiny2313
Запись дефолтных значений в старший байт фьюзов:
в одну команду (программатор на 0м порту)
echo «01 02 04 08 0A 40 08 04 04 0A 64 08 04 00 09 03″| xxd -r -p — >/dev/ttyS0
Ну, под Линуксом можно и так
rhf-admin Вы сколько программированием занимаетесь? Наверняка что-то заканчивали. Я радиолюбитель а не программист. Я могу ещё прошить в распространённой программе готовой прошивкой, но не более.