Инструменты пользователя

Инструменты сайта


// Arduino как программатор для контроллеров Atmel и сопутствующий софт

За последние дни окончательно убедился, что Arduino не просто игрушка, а настроящие ворота для начинающих постигать мир программирования микроконтроллеров Atmel.

К чему это я, а к тому, что плата Arduino может выступить в роли программатора для самостоятельных конструкций на контроллерах. Как минимум существует два варианта, про которые можно прочитать на сайте http://freeduino.ru: http://freeduino.ru/arduino/isp.html.

Меня больше заинтересовал вариант BitBang программатора, т.к. не нужно каждый раз заливать прошивку в Arduino, когда нужно прошить внешний контроллер. Кроме того, можно прошить сам контроллер в кроватке (допустим если вышел из строя, количество же циклов перезаписи ограничено или залить обновленный boot loader).

В статье выше сказано, что подходят не все платы, это верно, но главное, что бы это была USB плата и на ней был чип FT232R/FT232RL, а вот разьём X3 можно распаять и самому (как это сделал Я - при помощи олово-отсоса очистил отверстия, поставил планочку и пропаял).

Но на этом наши приключения не заканчиваются. Возникает вопрос - чем шить? Ведь BitBang («ножкодрыгание») это достаточно не стандартная для общепринятых API процедура. Соответственно этим нужно заниматься через специализированные библиотеки, коих под Linux я раскопал две для чипов от FTDI:

  • libftd2xx - закрытая (проприетарная) библиотека от производителя, есть в вариантах для i686 и x86_64 (и естественно для Windows), скачать можно тут: http://www.ftdichip.com/Drivers/D2XX.htm, там в же в архиве есть заголовочные файлы, а на сайте можно скачать PDF с руководтством программиста. Вообще, там же рекомендую скачать и документацию на саму микросхему FT232R/FT232RL и информацию про работу в BitBang режиме (дальше потребуется). Библиотека доступна в ArchLinux через AUR.
  • libftdi - библиотека с открытыми исходными кодами, из зависимостей только libusb, а так как последняя может быть собрана и для Windows, теоретически и данная библиотека тоже. Домашняя страница: http://www.intra2net.com/en/developer/libftdi/download.php, имеется так же в репозитории extra в ArchLinux.

Для первой библиотеки (libftd2xx), есть набор патчей для avrdude. На сайте FreeDuino есть ссылка на сборку для Windows. Я выложил в AUR правила для сборки последней версии avrdude с этими патчами: avrdude-serjtag (потому как патчи изначально родились в недрах проекта serjtag).

На сайте libftdi лежит патч для древней версии uisp, поэтому подумав, и потратив 1.5 дня сделал на основе патчей serjtag свой патч ftdi-bitbang-5.10-1.patch, который использует эту библиотеку. Проверил прошивая и устанавливая fuse-биты на ATTiny2313. Естественно сделал правила для сборки и поместил в AUR: avrdude-ftdi. Вариант, если нужно отстроить на архитектуру отличную от x86/x86_64 или если бинарная версия проприетарной библиотеки рушится на вашей системе (тем более, что обновлялась она с 2008 года).

Вот тут товарищ Di Halt более подробно рассказывает про программатор на такой же микросхеме, которая стоит на Arduino. Там он говорит об одной неприятной особенности: после прошивки не отпускается линия RESET и решает проблему аппаратно. Можете поступить так же, но оказалось что, что в исходных кодах avrdude достаточно добавить одну строчку - выставление высокого уровня на линии RESET перед закрытием порта и выходом. Патч делающий это для использования с libftd2xx и набором патчей serjtag можно поглядеть тут: http://aur.archlinux.org/packages/avrdude-serjtag/avrdude-serjtag/clean-reset-pin.diff. При сборке пакетов avrdude-serjtag и avrdude-ftdi изменения отраженные в этом патче уже применены, так что, счастливым обладателям ArchLinux достаточно просто собрать и поставить пакет :)

Немножно хотел бы остановиться на описании программатора в конфигурационном файле avrdude.conf, особенно назначение цифр для задания линий. Выглядит это примерно так:

#arduino duemilanove
programmer
  id    = "duemilanove";
  desc  = "FT232R Synchronous BitBang";
  type  = ft245r;
  miso  = 3;  # CTS X3(1)
  sck   = 5;  # DSR X3(2)
  mosi  = 6;  # DCD X3(3)
  reset = 7;  # RI X3(4)
;

programmer
  id    = "ft245r";
  desc  = "FT245R Synchronous BitBang";
  type  = ft245r;
  miso  = 1; # D1
  sck   = 0; # D0
  mosi  = 2; # D2
  reset = 4; # D4
;

Не мог понять, пока не почитал внимательно приложение к даташиту FT232R подробно рассказывающее про Bit Bang режимы этой микросхемы. Если коротко: для программатора нужно 4 линии, микросхема предоставляет 8 линий, на которых можно играться уровнями. Естественно в каждом конкретном программаторе могут использоваться любые 4 из этих 8ми линий.

Каждая линия отражает бит с номером от 0 до 7. На Arduino на разъем X3 выведены контакты микросхемы с номерами 11, 9, 10, 6, подключаемых по следущей схеме:

11 - MISO
 9 - SCK
10 - MOSI
 6 - RESET

В документации находим табличку, в которой представлены номера выводов и какой бит они предоставляют, и получаем такую таблицу соответствий:

Имя линии Номер вывода микросхемы Имя вывода Номер вывода разъема X3 Номер/Имя бита (согласно таблицы)
MISO 11 CTS 1 D3
SCK 9 DSR 2 D5
MOSI 10 DCD 3 D6
RESET 6 RI 4 D7

Смотрим на последнюю колонку: вот они откуда и берутся эти самые 3, 5, 6, 7 в описании программатора в avrdude.conf. Т.е. эти номера - это номера битов. С остальными программаторами дело обстоит схожим образом. Одного я не понял, почему этого нет в документации? Или плохо искал?

На этом пока все, сейчас обощаю идеи о среде разработки (на данный момент на базе Makefile) и опубликую заметку.

Комментарии