USB программатор для ATtiny85 на основе загрузчика Digispark

ATtiny – это серия самых маленьких микроконтроллеров из семейства AVR. Эти микроконтроллеры могут использовать большинство библиотек, доступных для платформы Arduino. ATtiny85 – это 8-пиновый 8-битный микроконтроллер семейства AVR. Его исключительно малый размер и низкое энергопотребление делают его чрезвычайно удобным для реализации небольших (в особенности переносных) проектов. Но его программирование может вызвать некоторые сложности у начинающих радиолюбителей поскольку у него нет USB интерфейса как у современных микроконтроллерных плат (например, Arduino).

Внешний вид USB программатора для ATtiny85 на основе загрузчика Digispark

В сети можно найти статьи по программированию микроконтроллера ATtiny85 с помощью платы Arduino Uno. Но использование платы Arduino в качестве ISP (In System Programming - внутрисистемное программирование) программатора для ATtiny85 не очень удобно и отнимает достаточно много времени. Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание простого программатора для ATtiny85, который можно подключать к USB интерфейсу и, таким образом, программировать ATtiny85 как микроконтроллерную плату (с USB).

С помощью нашего программатора можно будет программировать ATtiny85 из Arduino IDE

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress) - необходима только на начальном этапе, для первоначальной загрузки загрузчика.
  2. Микроконтроллер ATtiny85 (купить на AliExpress).
  3. USB A-type Plug Male – USB разъем “папа” A-типа (купить на AliExpress).
  4. Резисторы 47 Ом (2 шт.) и 1 кОм (купить на AliExpress).
  5. Zener Diode (2 шт.) – диод Зенера, стабилитрон.
  6. Диод IN5819 (купить на AliExpress).
  7. 8-Pin IC Base - 8-пиновая основа (база) для микросхемы (купить на AliExpress).
  8. Макетная плата.
  9. Соединительные провода.

Краткие сведения о микроконтроллере ATtiny85

ATtiny85 – это высокопроизводительный 8-битный микроконтроллер с низким энергопотреблением, построенный на основе архитектуры Advanced RISC. Он имеет 8 Кбайт перепрограммируемой флеш-памяти (память программ), 512 Байт EEPROM (энергонезависимой памяти), 512 Байт оперативной памяти (SRAM), 6 контактов ввода/вывода общего назначения 32 регистра общего назначения, один 8-битный таймер/счетчик с режимом сравнения, один 8-битный высокоскоростной таймер/счетчик, USI (универсальный последовательный интерфейс), внутренние и внешние прерывания, 4-х канальный 10-битный АЦП (аналого-цифровой преобразователь), программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором, 3 программно управляемых режима энергопотребления.

Назначение контактов (распиновка) микроконтроллера ATtiny85 приведено на следующем рисунке.

Назначение контактов (распиновка) микроконтроллера ATtiny85

Большинство контактов ATtiny85 могут выполнять несколько функций.

Перепрограммируемый загрузчик ATtiny85 с использованием платы Arduino Uno

Для программирования ATtiny85 без использования платы Arduino мы сначала должны загрузить в него загрузчик используя плату Arduino Uno. Этот процесс выполняется один раз и в дальнейшем у нас не будет необходимости в использовании платы Arduino для программирования микроконтроллера ATtiny85. Загрузчик (bootloader) – это специальная программа, которая выполняется в микроконтроллере, который необходимо запрограммировать. Использование загрузчика – это один из самых удобных способов загрузки программы в микроконтроллер. Загрузчик находится в микроконтроллере и выполняет поступающие команды, а затем записывает новую программу в память микроконтроллера.

Перепрограммируемый загрузчик в микроконтроллере устраняет необходимость в использовании специальных внешних аппаратных средств (плат программирования, программаторов) для программирования микроконтроллера и позволяет загружать программу в микроконтроллер непосредственно с помощью USB соединения. Платы Digispark ATtiny85 (а выбор подобных плат сейчас достаточно большой) работают на загрузчике “micronucleus tiny85”, первоначально написанным Bluebie. Загрузчик – это программный код, который заранее загружен в плату Digispark и позволяет работать ей как USB устройство, которое можно программировать с помощью Arduino IDE. Мы будем использовать аналогичный подход и загружать загрузчик digispark attiny85 в наш микроконтроллер ATtiny85.

Для реализации этой задачи необходимо выполнить следующую последовательность шагов.

Шаг 1. Конфигурирование платы Arduino Uno в качестве ISP программатора.

Поскольку ATtiny85 является всего лишь микроконтроллером, для его программирования требуется ISP (In-System Programming - внутрисистемное программирование). Поэтому для программирования ATtiny85 нам необходимо сначала сконфигурировать плату Arduino Uno в качестве ISP программатора. Для этого подключите плату Arduino Uno к компьютеру и запустите Arduino IDE. После этого откройте пункт меню File > Example > ArduinoISP и загрузите в Arduino ISP код.

Конфигурирование платы Arduino Uno в качестве ISP программатора

Шаг 2. Схема перепрограммируемого загрузчика ATtiny85.

Схема перепрограммируемого загрузчика ATtiny85 представлена на следующем рисунке.

Схема перепрограммируемого загрузчика ATtiny85

Конденсатор 10 мкФ подключен между контактами Reset и GND платы Arduino. Все соединения схемы представлены в следующей таблице:

ATtiny85 Pin Arduino Uno Pin
Vcc 5V
GND GND
Pin 2 13
Pin 1 12
Pin 0 11
Reset 10

После сборки схемы подключите плату Arduino Uno и запустите Arduino IDE. Определите к какому COM порту подключена плата Arduino Uno (в диспетчере устройств Windows). В нашем случае это COM5.

После этого скачайте файлы для загрузчика ATtiny85 по следующей ссылке. Откройте файл "Burn_AT85_bootloader.bat" и измените в нем COM порт с именем "PCOM5" на тот COM порт, к которому подключена у вас плата Arduino Uno. Сохраните изменения.

После этого скопируйте отредактированный файл "Burn_AT85_bootloader.bat" и файл ATtiny85.hex" в корневой каталог Arduino IDE (C:\Program Files (x86)\Arduino).

После этого сделайте клик правой кнопкой мыши на файле "Burn_AT85_bootloader.bat" и выберите "Run as Admin" (запуск от администратора). Необходимо примерно 5-6 секунд чтобы загрузчик загрузился. Если все прошло успешно, то вы должны увидеть сообщение "AVRdude done. Thank you. Press any key to continue...".

Сообщение об успешной установке загрузчика в микроконтроллер ATtiny85

После выполнения этой операции загрузчик будет успешно установлен в микроконтроллер ATtiny85. После этого микроконтроллер ATtiny85 можно будет программировать через USB с помощью нашего самодельного программатора, который описан далее в статье.

Схема USB программатора для ATtiny85

Схема USB программатора для ATtiny85 представлена на следующем рисунке. В ней мы подключаем микроконтроллер ATtiny85 к разъему Male USB Plug. За основу схемы была взята схема платы Digispark ATtiny85, расположенная по следующему адресу.

Схема USB программатора для ATtiny85

R3 в данной схеме выполняет роль подтягивающего резистора и подключен между контактами Vcc и PB3 микроконтроллера. Стабилитроны D1-D2 используются для защиты USB интерфейса. После сборки программатора на перфорированной плате у нас получилась конструкция следующего вида:

Внешний вид конструкции нашего программатора

Установка драйверов Digispark

Чтобы программировать ATtiny85 через USB вам необходимо установить на свой компьютер драйверы Digispark. Скачайте их по приведенной ссылке, извлеките их из zip архива и запустите на выполнение файл “DPinst64.exe” чтобы установить эти драйверы.

После того как драйверы будут успешно установлены, подключите собранную плату программатора с установленным в нее ATtiny85 к компьютеру. После этого откройте диспетчер устройств в Windows и найдите в нем устройство ATtiny85 в устройствах “libusb-win32 devices” под именем “Digispark Bootloader”. Если таким образом вам не удается найти ‘libusb-win32 devices’ в диспетчере устройств, нажмите в нем обзор и выполните поиск скрытых устройств (‘Show hidden Devices’).

Поиск загрузчика Digispark в диспетчере устройств

Конфигурирование Arduino IDE для программирования ATttiny85

Для того, чтобы программировать плату ATtiny85 с помощью Arduino IDE сначала нам необходимо добавить поддержку платы Digispark в Arduino IDE. Для этого откройте пункт меню File > Preferences, добавьте следующую ссылку в Additional Boards Manager URLs в Arduino IDE и нажмите ‘OK.’

http://digistump.com/package_digistump_index.json

Добавление поддержки платы Digispark в Arduino IDE

После этого откройте пункт меню tools > Board > Board Manager, выполните поиск ‘Digistump AVR’ и установите его последнюю версию.

Уствновка Digistump AVR

После этого в инструментах вы обнаружите новый пункт меню с именем 'Digispark'.

Новый пункт меню с именем 'Digispark' в Arduino IDE

Затем откройте пункт меню file > Examples > Basics и откройте Blink example (пример с мигающим светодиодом).

Открытие примера с мигающим светодиодом

Измените в коде этого примера номер контакта с LED_BUILTIN на 0.

Измененный код примера с мигающим светодиодом

После этого откройте пункт меню Tools -> Board и выберите плату “Digispark (Default – 16mhz)”. После этого в Arduino IDE нажмите кнопку загрузки кода.

Примечание: подключайте плату программатора ATtiny85 к компьютеру только тогда, когда в Arduino IDE появится сообщение “Plugin device now”.

После того как код программы будет загружен в плату с микроконтроллером, светодиод, подключенный к ATtiny85, начнет мигать.

Более подробно процесс работы платы нашего программатора можно посмотреть в следующем видео.

Источник статьи

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
1 000 просмотров


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *