Самодельный программатор для микроконтроллера pic12f629. Самодельный программатор для PIC-контроллеров

Многие радиолюбители начинающие по началу своего дела боятся начинать работу с микроконтроллером.Связано это со многим,и основной часто страх как правильно программировать и чем программировать.В данной статье приведена схема простого программатора для микроконтроллера PIC .Смотрим,собираем,спрашиваем на официальном форуме и оставляем отзывы если у вас получилось

Начинать свою работу я советовал бы сначала с общих сведений о микроконтроллерах.

Программатор ExtraCheap

В интернете много различных схем программаторов .Но большинство из них очень сложные,и редко когда можно увидеть фотографии,что бы подтверждало его работоспособность.

Но нужный программатор многим запросам был найден.

Для передачи данных используется COM порт. Схема питается от 5 вольт которые можно взять от портов USB или PS/2.

Еще одна фотография этого устройства:

Для работы с программатором рекомендуется использовать программу IC-Prog

Настройка IC-Prog

Качаем с офф сайта последнюю версию программы IC-Prog Software, NT/2000 driver, Helpfile in Russian language и распаковываем их в одну и туже директорию.

Теперь необходимо установить драйвер программатора, для чего запускаем icprog.exe (если появятся сообщения об ошибках, то просто игнорируем их) и выбираем пункт «Options» в меню «Settings». Открываем вкладку «Programming» и устанавливаем галочку напротив пункта «Verify during programming». Далее в разделе «Misc» нужно активировать опцию «Enable NT/2000/XP Driver», сохранить настройки нажав на кнопку «ОК» и перезапустить программу.

Сменить язык интерфейса можно в разделе «Language». Для того, чтобы указать программе тип нашего программатора, нажимаем F3, в открывшемся окне выбираем «JDM Programmer» и указываем COM порт, к которому подключено устройство.

На этом предварительную настройку программы можно считать законченной.

Прошивка МК

IC-Prog позволяет работать с большим количеством МК, но нам нужен только PIC12F629 - выбираем его в выпадающем списке, расположенным в правом верхнем углу программы.
Для чтения прошивки из МК выполняем команду «Читать микросхему» (значок с зеленой стрелочкой или F8).

По окончанию процесса чтения, в окне программного кода отобразится прошивка МК в шестнадцатеричном виде. Следует обратить внимание на последнюю ячейку памяти по адресу 03F8 - там хранится значение константы OSCCAL , которое устанавливает производитель при калибровке чипа. У каждого МК оно свое, так что неплохо было бы его куда нибудь переписать (я, к примеру, царапаю его иголкой на обратной стороне PIC"а) для облегчения процесса восстановления (хотя это не обязательно), если во время прошивки эта константа была случайно перезаписана.

Для того, чтобы «залить» прошивку из *.hex файла в МК, ее необходимо открыть в программе («Файл»->«Открыть Файл...» или Ctrl+O) и выполнить команду «Программировать микросхему» (значок с желтой молнией или F5). Отвечаем «Yes» на первый вопрос.

А вот на следующий вопрос необходимо ответить «Нет», иначе перезапишется константа OSCCAL, о которой говорилось ранее.

После этого начнется процесс прошивки. По окончанию программа выведет информационное сообщение о его результатах.

На этом хотелось бы подвести топик к концу. Надеюсь данная информация поможет новичкам разобраться в основах программирования PIC микроконтроллеров.

Когда я начал заниматься PIC-контроллерами, то, естественно, первым делом встал вопрос о выборе программатора. Поскольку фирменные программаторы дело не дешевое, да и вообще покупать программатор мне показалось не спортивным, было принято решение собрать его самостоятельно. Облазив просторы Интернета я скачал схему и собрал JDM-программатор. Он работал очень плохо: то заливал какую-то фигню, то не заливал первые несколько байт, то вообще ничего не заливал.

Существенным недостатком JDM-программатора является то, что он не может контролировать линию Vdd и, как следствие, — не может реализовать правильный алгоритм подачи напряжений при программировании. Если контроллер сконфигурирован таким образом: "Internal Oscillator", "MCLR Off", то при неправильной последовательности подачи напряжений он сначала запускается и начинает выполнять ранее зашитую в нем программу, а потом переходит в режим программирования (при этом указатель может указывать куда угодно, а не на начало памяти программ). В связи с этим: то, куда будет залита ваша программа, да и будет ли залита вообще — большой вопрос!

Намучившись с JDM-программатором, на одном из буржуйских сайтов я нашел схему программатора, в котором были исправлены эти недостатки. Этим программатором я пользуюсь по сей день и предлагаю его схему вашему вниманию:

На диодах D1…D4 и стабилитроне D6 выполнен простейший преобразователь уровней RS232->TTL. Когда на линиях DATA, CLOCK напряжение меньше 0В, то они через диоды D1, D2 подтягиваются к земле, а когда напряжение на этих линиях больше 5В, то они через диоды D3, D4 подтягиваются к питанию +5В, которое задается стабилитроном D6.

Питается этот девайс прямо от COM-порта. Стабилитроны и диоды в этой схеме вполне можно заменить отечественными: Д814Д, КС147А и т.д.

Каким образом реализуется правильный алгоритм подачи напряжений и откуда вообще берутся 13 Вольт напряжения программирования? Всё как всегда очень просто.

При инициализации порта на выходе TxD висит -10В. При этом конденсатор С1 заряжается через стабилитрон D7 (который в данном случае оказывается включён в прямом
направлении и работает в качестве диода). Т.е. напряжение на плюсовой ноге С1 относительно GND равно нулю, но относительно TxD=+10В (или сколько там у вас напряжение на выходе COM-порта).

Теперь представим, что происходит при изменении напряжения на выходе TxD с -10В до +10В. Одновременно с ростом напряжения на выводе TxD, начнёт расти и напряжение на плюсовой ноге конденсатора С1. Заряд не может слиться на землю через D7, т.к. теперь D7 включен обратно, единственный путь — утечка через PIC, но ток там мизерный. Итак, напряжение на плюсовой ноге С1 (а, следовательно и на выводе MCLR) начинает расти. В момент, когда на TxD ноль относительно земли, на конденсаторе С1 (на его плюсовой ноге, а следовательно и на MCLR) относительно земли как раз +10В. Когда на TxD +3В, — на С1 уже 3+10=13В. Вот и всё, напряжение Vpp уже подано, а на линии VDD ещё только +3В.

При дальнейшем росте напряжения на TxD, — напряжение на С1 не растёт, так как начинает работать стабилитрон D7. При росте напряжения на TxD выше +5В начинает работать стабилитрон D6.

Чтобы ограничить ток разряда конденсатора C1 через стабилитрон D7, в схему включен резистор R6, соответственно, напряжение на C1 не точно равно напряжению стабилизации, а несколько выше: U C1 =Uст+I РАЗР *R6. Для подстройки напряжения программирования служит сопротивление R3. Можно поставить переменное 10КОм или подобрать постоянное, так, чтобы напряжение программирования было примерно 13 В (в устройстве, представленном на рисунке ниже, R3=1,2 кОм).

Я успешно программирую этим программатором контроллеры PIC12F629 и PIC16F628A , однако автор утверждал, что этим программатором (в представленном мной варианте) можно программировать PIC12F508 , PIC12F509 , PIC12F629 , PIC12F635 , PIC12F675 , PIC12F683 , PIC16F627A , PIC16F628A , PIC16F648A . Кроме этих, на сайте автора feng3.cool.ne.jp есть модификации программатора для других PIC-контроллеров.

Готовые девайсы :

Вариант программатора от Mixer .

Рассказать в:
Свое знакомство с микроконтроллерами, по непонятной сейчас причине, я постоянно пытался отложить на потом. Возможно, мысль об использовании модулей цифровой техники создавала необоснованные страхи в голове новичка, который ни разу не пытался заглянуть за границы аналоговой электроники. Однако, вместе с тем, я очень четко понимал, какие возможности предоставят мне даже самые дешевые микроконтроллеры. И вот, однажды, я все таки решился разобраться в этой на первый взгляд сложной, но и очень интересной теме.

Начинать было логично с изучения теории и сборки какого нибудь чужого проекта с использованием микроконтроллера (далее МК). Про первое рассказывать я думаю не стоит - в интернете и так полно статей на эту тему . Что же касается второго, то выбор мой пал вот на это устройство. Схема его достаточно проста для повторения и заострять внимание на сборке так же будет излишним, по этому перейдем сразу к прошивке МК.

Программатор ExtraCheapПосле непродолжительных поисков в интернете было найдено довольно много схем программаторов, но большинство из них были довольно сложными устройствами, предназначенными для прошивки нескольких типов МК. Мне же хотелось собрать схему конкретно для PIC12F629. Потратив еще немного времени я наконец то нашел то что искал - программатор ExtraCheap из проекта WiiFree .

Для передачи данных используется COM порт. Схема питается от 5 вольт которые можно взять от портов USB или PS/2.
Несколько фотографий собранного устройства:

Для работы с программатором рекомендуется использовать программу IC-Prog .

Настройка IC-ProgСкачиваем с официального сайта программы архивы с последними версии IC-Prog Software, NT/2000 driver, Helpfile in Russian language и распаковываем их в одну и туже директорию.
Теперь необходимо установить драйвер программатора, для чего запускаем icprog.exe (если появятся сообщения об ошибках, то просто игнорируем их) и выбираем пункт «Options» в меню «Settings». Открываем вкладку «Programming» и устанавливаем галочку напротив пункта «Verify during programming». Далее в разделе «Misc» нужно активировать опцию «Enable NT/2000/XP Driver», сохранить настройки нажав на кнопку «ОК» и перезапустить программу.

На этом предварительную настройку программы можно считать законченной.

Прошивка МКIC-Prog позволяет работать с большим количеством МК, но нам нужен только PIC12F629 - выбираем его в выпадающем списке, расположенным в правом верхнем углу программы.
Для чтения прошивки из МК выполняем команду «Читать микросхему» (значок с зеленой стрелочкой или F8).

По окончанию процесса чтения, в окне программного кода отобразится прошивка МК в шестнадцатеричном виде. Следует обратить внимание на последнюю ячейку памяти по адресу 03F8 - там хранится значение константы OSCCAL , которое устанавливает производитель при калибровке чипа. У каждого МК оно свое, так что неплохо было бы его куда нибудь переписать (я, к примеру, царапаю его иголкой на обратной стороне PICа) для облегчения процесса восстановления (хотя это не обязательно), если во время прошивки эта константа была случайно перезаписана.

Развитие электроники идёт стремительными темпами, и всё чаще главным элементом того или иного устройства является микроконтроллер. Он выполняет основную работу и освобождает проектировщика от необходимости создания изощрённых схемных решений, тем самым уменьшая размер печатной платы до минимального. Как всем известно, микроконтроллером управляет программа, записанная в его внутреннюю память. И если опытный программист-электронщик не испытывает проблем с использованием микроконтроллеров в своих устройствах, то для начинающего радиолюбителя попытка записать программу в контроллер (особенно PIC) может обернуться большим разочарованием, а иногда и небольшим пиротехническим шоу в виде дымящей микросхемы.

Как ни странно, но при всём величии сети Интернет в нём очень мало информации о прошивке PIC-контроллеров , а тот материал что удаётся найти - очень сомнительного качества. Конечно, можно купить заводской программатор за неадекватную цену и шить сколько душе угодно, но что делать, если человек не занимается серийным производством. Для этих целей можно собрать несложную и не дорогую в реализации самоделку , именуемую JDM-программатором по приведенной ниже схеме (рисунок №1):

Рисунок №1 - схема программатора

Сразу привожу перечень элементов для тех, кому лень всматриваться в схему:

R1 - 10 кОм
R2 - 10 кОм (подстроченный). Регулировкой сопротивления данного резистора нужно добиться около 13В на выводе №4 (VPP) во время программирования. В моём случае сопротивление составляет 1,2 кОм
R3 - 200 Ом
R4, R5 - 1,5 кОм
VD1, VD2, VD3, VD4, VD6 - 1N4148
VD5 - 1N4733A (Напряжение стабилизации 5,1В)
VD7 - 1N4743A (Напряжение стабилизации 13В)
C1 - 100 нФ (0,1 мкФ)
C2 - 470 мкФ х 16 В (электролитический)
SUB-D9F - разъём СОМ-порта (МАМА или РОЗЕТКА)
Панелька DIP8 - зависит от используемого вами контроллера

В схеме использован пример подключения таких распространённых контроллеров, как PIC12F675 и PIC12F629 , но это совсем не значит, что прошивка других серий PIC будет невозможна. Чтобы записать программу в контроллер другого типа, достаточно перекинуть провода программатора в соответствии с рисунком №2, который приведён ниже.

Рисунок №2 - варианты корпусов PIC-контроллеров с необходимыми выводами

Как можно догадаться, в схеме моего программатора использован корпус DIP8 . При большом желании можно изготовить универсальный переходник под каждый тип микросхемы, получив тем самым универсальный программатор. Но так как с PIC-контроллерами работаю редко, для меня хватит и этого.

Хоть сама схема довольно проста и не вызовет трудностей в сборке, но она тоже требует уважения. Поэтому неплохо было бы сделать под неё печатную плату. После некоторых манипуляций с программой SprintLayout , текстолитом, дрелью и утюгом, на свет родилась вот такая заготовка (фото №3).

Фото №3 - печатная плата программатора

Скачать исходник печатной платы для программы SprintLayout можно по этой ссылке:
(скачиваний: 680)
При желании его можно изменить под свой тип PIC-контроллера. Для тех, кто решил оставить плату без изменений, выкладываю вид со стороны деталей для облегчения монтажа (рисунок №4).

Рисунок №4 - плата с монтажной стороны

Ещё немного колдовства с паяльником и мы имеем готовое устройство, способное прошить PIC-контроллер через COM-порт вашего компьютера. Ещё тёпленький и не отмытый от флюса результат моих стараний показан на фото №5.

Фото №5 - программатор в сборе

С этого момента, первый этап на пути к прошивке PIC-контроллера , подошёл к концу. Второй этап будет включать в себя подключение программатора к компьютеру и работу с программой IC-Prog .
К сожалению, не все современные компьютеры и ноутбуки способны работать с данным программатором ввиду банального отсутствия на них COM-портов , а те что установлены на ноутбуках не выдают необходимые для программирования 12В . Так что я решил обратится к своему первому ПК , который давным-давно пылился и ждал своего звёздного часа (и таки дождался).
Итак включаем компьютер и первым делом устанавливаем программу IC-Prog . Скачать её можно с сайта автора или по этой ссылке:
(скачиваний: 778)
Подключаем программатор к COM-порту и запускаем только что установленное приложение. Для корректной работы необходимо выполнить ряд манипуляций. Изначально необходимо выбрать тот тип контроллера, который собираемся шить. У меня это PIC12F675 . На скриншоте №6 поле для выбора контроллера выделено красным цветом.

Скриншот №6 - выбор типа микроконтроллера

Скриншот №7 - настройка метода записи контроллера

В этом же окне переходим во вкладку "Программирование " и выбираем пункт "Проверка при программировании ". Проверка после программирования может вызвать ошибку, так как в некоторых случаях самой прошивкой устанавливаются фьюзы блокировки считывания СР . Чтобы не морочить себе голову данную проверку лучше отключить. Короче следуем скриншоту №8.

Скриншот №8 - настройка верификации

Продолжаем работу с этим окном и переходим на вкладку "Общие ". Здесь необходимо задать приоритет работы программы и обязательно задействовать NT/2000/XP драйвер (скриншот №9). В некоторых случаях программа может предложить установку данного драйвера и потребуется перезапуск IC-Prog .

Скриншот №9 - общие настройки

Итак, с этим окном работа окончена. Теперь перейдём к настройкам самого программатора. Выбираем в меню "Настройки"->"Настройки программатора " или просто нажимаем клавишу F3 . Появляется следующее окно, показанное на скриншоте №10.

Скриншот №10 - окно настроек программатора

Первым делом выбираем тип программатора - JDM Programmer . Далее выставляем радиокнопку использования драйвера Windows . Следующий шаг подразумевает выбор COM-порта , к которому подключен ваш программатор. Если он один, вопросов вообще нет, а если более одного - посмотрите в диспетчере устройств, какой на данным момент используется. Ползунок задержки ввода/вывода предназначен для регулирования скорости записи и чтения. Это может понадобится на быстрых компьютерах и при возникновении проблем с прошивкой - этот параметр необходимо увеличить. В моём случае он остался по умолчанию равным 10 и всё нормально отработало.

На этом настройка программы IC-Prog окончена и можно переходить к процессу самой прошивки, но для начала считаем данные с микроконтроллера и посмотрим что в него записано. Для этого на панели инструментов нажимаем на значок микросхемы с зелёной стрелкой, как показано на скриншоте №11.

Скриншот №11 - процесс чтения информации с микроконтроллера

Если микроконтроллер новый и до этого не прошивался, то все ячейки его памяти будут заполнены значениями 3FFF , кроме самой последней. В ней будет содержаться значение калибровочной константы. Это очень важное и уникальное для каждого контроллера значение. От него зависит точность тактирования, которая путём подбора и установки этой самой константы закладывается заводом изготовителем. На скриншоте №12 показана та ячейка памяти, в которой будет храниться константа при чтении контроллера.

Скриншот №12 - значение калибровочной константы

Повторюсь, что значение уникальное для каждой микросхемы и не обязательно должно совпадать с тем, что на рисунке. Многие по неопытности затирают эту константу и в последствии PIC-контроллер начинает некорректно работать, если в проекте используется тактирование от внутреннего генератора. Советую записать эту константу и наклеить надпись с её значением прямо на контроллер. Таким образом вы избежите множество неприятностей в будущем. Итак, значение записано - двигаемся дальше. Открываем файл прошивки, имеющий как правило расширение .hex . Теперь вместо надписей 3FFF , буфер программирования содержит код нашей программы (скриншот №13).

Скриншот №13 - прошивка, загруженная в буфер программирования

Выше я писал, что многие затирают калибровочную константу по неосторожности. Когда же это происходит? Это случается в момент открытия файла прошивки. Значение константы автоматически меняется на 3FFF и если начать процесс программирования, то назад дороги уже нет. На скриншоте №14 выделена та ячейка памяти где ранее была константа 3450 (до открытия hex-файла ).