Программатор название модель. Программаторы для микроконтроллеров: обзор лучших моделей и руководство по выбору

alexxlabРазное
Какие программаторы лучше всего подходят для разработки с микроконтроллерами. Как выбрать оптимальный программатор для своих задач. На что обратить внимание при покупке программатора.

Содержание

Что такое программатор и для чего он нужен

Программатор — это устройство, предназначенное для записи программного кода в память микроконтроллеров и других программируемых микросхем. Он позволяет загружать прошивку в микроконтроллер, а также считывать и стирать содержимое памяти.

Основные функции программатора:

  • Запись кода программы в память микроконтроллера
  • Верификация записанных данных
  • Считывание содержимого памяти
  • Стирание памяти микроконтроллера
  • Установка битов конфигурации и защиты

Программатор является незаменимым инструментом при разработке устройств на базе микроконтроллеров. Он позволяет быстро загружать и тестировать новые версии прошивки в процессе отладки.

Виды программаторов и их особенности

Существует несколько основных типов программаторов:


Внутрисхемные программаторы

Позволяют программировать микроконтроллер непосредственно в электронном устройстве, без извлечения. Подключаются через специальный разъем на плате. Наиболее удобны при отладке.

Программаторы с ZIF-сокетом

Имеют специальный разъем с нулевым усилием для установки программируемой микросхемы. Позволяют работать с микросхемами в DIP-корпусах. Удобны для программирования отдельных микросхем.

USB-программаторы

Подключаются к компьютеру через USB-порт. Компактны и не требуют отдельного питания. Наиболее распространенный тип программаторов для разработчиков.

Промышленные программаторы

Мощные устройства для массового программирования микросхем. Имеют большое количество разъемов и поддерживают множество типов микросхем. Используются при серийном производстве.

Критерии выбора программатора

При выборе программатора следует учитывать следующие факторы:

  • Поддерживаемые типы микроконтроллеров и микросхем
  • Интерфейс подключения (USB, COM-порт)
  • Наличие ZIF-сокета или возможности внутрисхемного программирования
  • Скорость программирования
  • Поддержка низковольтного программирования
  • Возможность автономной работы
  • Наличие защиты от неправильного подключения
  • Совместимость с программным обеспечением

Выбор конкретной модели зависит от того, с какими микроконтроллерами планируется работать и в каких условиях будет использоваться программатор.


Обзор популярных моделей программаторов

Рассмотрим несколько распространенных моделей программаторов для микроконтроллеров:

AVRISP mkII

Популярный USB-программатор для микроконтроллеров AVR от Atmel. Поддерживает внутрисхемное программирование через интерфейс ISP. Совместим с Atmel Studio и другим ПО.

PICkit 3

Программатор для микроконтроллеров PIC от Microchip. Имеет встроенный отладчик. Подключается по USB, поддерживает программирование и отладку через ICSP.

ST-Link V2

Программатор-отладчик для микроконтроллеров STM8 и STM32. Поддерживает интерфейсы SWD и JTAG. Имеет компактные размеры и низкую стоимость.

USB ASP

Простой и недорогой USB-программатор для AVR-микроконтроллеров. Поддерживает ISP-программирование. Широко распространен среди любителей.

Программное обеспечение для работы с программаторами

Для работы с программатором необходимо специальное программное обеспечение. Наиболее популярные программы:

  • Atmel Studio — интегрированная среда разработки для микроконтроллеров AVR и ARM
  • MPLAB X — среда разработки для микроконтроллеров PIC от Microchip
  • STM32CubeProgrammer — утилита для программирования микроконтроллеров STM32
  • AVRDUDE — консольная утилита для программирования AVR
  • XLoader — простая программа для загрузки HEX-файлов в Arduino

Выбор ПО зависит от типа используемого микроконтроллера и программатора. Многие производители предоставляют собственные утилиты для работы со своими устройствами.


Советы по использованию программаторов

Несколько рекомендаций по работе с программаторами:

  • Внимательно изучите документацию к программатору и микроконтроллеру перед началом работы
  • Проверяйте правильность подключения во избежание повреждения микросхемы
  • Используйте качественные кабели для подключения программатора
  • Обновляйте прошивку программатора и драйверы для стабильной работы
  • При возникновении проблем проверяйте настройки в программном обеспечении
  • Соблюдайте меры защиты от статического электричества при работе с микросхемами

Следование этим простым правилам поможет избежать многих проблем при программировании микроконтроллеров.

Заключение

Программатор является важным инструментом для разработки устройств на микроконтроллерах. Правильный выбор модели программатора позволит сделать процесс разработки более удобным и эффективным. При выборе стоит учитывать поддерживаемые микроконтроллеры, функциональность и совместимость с используемым программным обеспечением.


Ответы на вопросы по применению программаторов

Вопросы по программаторам AS2M/AS3M/AS3E/AS-4/AS4E:
В чем отличие этих программаторов?
Работают ли программаторы AS3M/AS-4 прошлых лет выпуска в 64-разрядной версии Windows 7, Windows 8/8.1 и Windows 10?
Как проверить правильность установки драйвера USB?
Как проверить правильность подключения программатора к компьютеру?
Как проверить правильность подключения микроконтролера к программатору?
Как обновить прошивку программатора?
USB-драйвер установлен корректно, но программа ASISP не видит подключенный программатор AS-4/AS4E
Возможно ли параллельное использование нескольких программаторов на одном компьютере?
В чем может быть причина нестабильной работы программатора?

Вопросы по программе ASISP:
С какими операционными системами работает программа ASISP?
Какие параметры программирования можно настраивать?
Какие fuse-биты требуют особого внимания при программировании?
Возможен ли запуск программы ASISP из командной строки?
Можно ли добавить вызов программы ASISP непосредственно из среды Atmel Studio?
Можно ли запустить режим “автопрограммирование” ASISP программы из среды Atmel Studio?

Вопросы по программаторам AS1/AS2:
Будут ли работать эти программаторы с новыми AVR-микроконтроллерами?

— В чем отличие программаторов AS2M, AS3M, AS3E, AS-4, AS4E?

Все перечисленные программаторы построены на микроконтроллере ATmega8A и программно полностью совместимы. Ниже приведен список аппаратных отличий программаторов.

Модель AS2M: подключается к компьютеру через COM-порт;
Модель AS3M: подключается к компьютеру через USB-порт;
Модель AS3E: подключается к компьютеру через USB-порт, имеет отключаемый USB-кабель;
Модель AS-4: подключается к компьютеру через USB-порт, имеет гальваноразвязку;
Модель AS4E: подключается к компьютеру через USB-порт, имеет гальваноразвязку и отключаемый USB-кабель.

ВАЖНО! Программаторы с гальваноразвязкой AS-4 и AS4E для работы требуют подачи питания от двух источников: от USB-порта компьютера и от платы с программируемым микроконтроллером от 3,3V до 5,0V.

— Работают ли программаторы AS3M/AS-4 прошлых лет выпуска в 64-разрядной версии Windows 7, Windows 8/8.1 и Windows 10?

Да, работают. Для Windows, начиная с версии 7, требуется “подписанный” USB-драйвер.
В программаторах AS3M/AS-4 используется микросхема мост USB-COM CP2102 производства компании Silabs.
Компания Silabs начала выпускать подписанный USB-драйвер с версии 6.50.

Для компьютеров с Windows XP/Vista(32/64) рекомендуется использовать драйвер версии 6.7.0.
Примечание: функционирование программы ASISP под Windows XP не тестируется компанией AS-kit и не гарантируется.
Для компьютеров с Windows 7(32/64), Windows 8.1(32/64) и Windows 10(32/64) рекомендуется использовать драйвер версии 6.7.4.
Загрузить нужную версию драйвера можно здесь.

Следует отметить, что если программатор AS3M/AS-4 выпущен ранее февраля 2012 года, для совместимости с новыми версиями USB-драйвера, ему требуется обновить значение PID.
Процедура замены значения PID описана здесь: AS3_AS3M_AS-4_PID_changing.pdf

— Как проверить правильность установки драйвера USB?

После установки USB-драйвера нужно открыть окно Device Manager и подключить программатор к компьютеру.
В секции “Ports (COM & PLT)” должна появиться строка “Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COMx).
Конкретное значение номера порта зависит от аппаратной конфигурации компьютера.

Подключен один программатор

При подключении к компьютеру несколькоих программаторов, каждому назначается свой номер виртуального COM-порта. Фактически, номер COM-порта привязан к конкретному разъему USB на компьютере.

Подключены четыре программатора

Подавать питание на программатор для проверки установки USB-драйвера не требуется.

— Как проверить правильность подключения программатора к компьютеру?

— после установки USB-драйвера подключить программатор к компьютеру
— подключить программатор к плате с AVR-контроллером
— подать на плату напряжение питания
— запустить программу ASISP
— в меню “Настройки” кликнуть мышкой на строке “настройки интерфейса”

Меню “Настройки”

В открывшемся окне “Настройки интерфейса” выбрать номер COM-порта, который назначен для данного подключения

Меню “Настройки интерфейса”

В меню “Дополнительно” кликнуть мышкой на строке “Информация о программаторе”

Меню “Дополнительно”

Откроется окно с информацией о версии прошивки программатора и его серийном номере.

Версия прошивки — 10.12

Это окно подтверждает, что USB-драйвер установлен корректно, в программе ASISP правильно выбран номер COM-порта, и на программатор подано питание.

— Как проверить правильность подключения микроконтролера к программатору?

— в главном окне кликнуть по кнопке “Чтение сигнатуры”. В нижней части окна отобразится сигнатура микроконтроллера и его название. Также это название будет выбрано в окне “Микросхема”

Информация о подключенной микросхеме

Важное замечание. В соответствии со спецификациями на интерфейс программирования AVR-контроллеров, скорость обмена (частота) с ним не должна превышать 1/4 частоты тактирования микроконтроллера. Обычно микроконтроллеры при поставке с завода настроены на работу от встроенного RC-генератора частотой 1 МГц, то есть, скорость обмена не должна превышать 250 кГц. Учитывая, что реальная частота RC-генератора может быть несколько ниже 1 МГц, рекомендуется начинать работу с микроконтроллером на скорости обмена 125 кГц.

— Как обновить прошивку программатора?

Версию прошивки программатора можно посмотреть, если запустить программу ASISP, открыть закладку «Дополнительно» и кликнуть по строке «Информация о программаторе». Текущая версия прошивки имеет номер 10.15, она вышла в октябре 2017г.

Программаторы семейства ASxx построены на контроллере ATmega8A, который имеет возможность производить обновление содержимого Flash-памяти (прошивки). Для обновления прошивки до 10.15 нужно запустить программу ASISP версии 11.67 или новее, и в меню “Настройки” выбрать пункт “Обновление версии firmware”, далее следовать инструкциям.

Загрузить текущую версию программы ASISP можно здесь: Текущая версия программы ASISP.
Пошаговая инструкция по обновлению прошивки здесь: ASxx_programmers_firmware_update.pdf.

— USB-драйвер установлен корректно, но программа ASISP не видит подключенный программатор AS-4/AS4E

Программаторы AS-4 и AS4E имеют гальваноразвязку для защиты компьютера от некорректных действий на стороне программируемой микросхемы. Другими словами, на плате программатора размещены два независимых устройства — микросхема преобразователя интерфейсов (CP2102) и собственно программатор (ATmega8A).

Питание преобразователя интерфейсов осуществляется от порта USB компьютера, а питание программатора — от платы с программируемой микросхемой. Этим обеспечивается согласование уровней сигналов.

Таким образом, чтобы программатор AS-4/AS4E отвечал на запросы программы ASISP, на него нужно подать напряжение в диапазоне от 3,3 Вольт до 5,0 Вольт. Проще всего это сделать, если подключить разъем плоского кабеля программатора к плате, на которой установлена программируемая микросхема, и подать питание на плату.

— Возможно ли параллельное использование нескольких программаторов на одном комппьютере?

Да, возможно. При первоначальном подключении программатора к компьютеру Windows назначает новый номер виртуального COM-порта. Этот номер нужно указать при запуске программы ASISP. Несколько копий программы ASISP могут работать одновременно. Каждая копия программы ASISP работает с собственным файлом проекта, таким образом можно параллельно программировать несколько разных AVR-контроллеров, с собственными файлами Flash-памяти и EEPROM памяти.

— В чем может быть причина нестабильной работы программатора?

Время от времени мы получаем вопросы от пользователей программаторов о нестабильной работе. Как правило, в результате изучения проблемы выясняется, что собственно программатор работает стабильно, но его неправильно подключили к микроконтроллеру или была некорректно настроена программа ASISP.
Подробную информацию по этому вопросу и рекомендации можно посмотреть здесь: AS-programmers_hints.pdf

— С какими операционными системами работает программа ASISP?

Программа ASISP работает под Windows 7/8.1/10, поддерживаются 32- и 64-разрядные версии. Программа также может быть запущена под Windows XP, однако, последние версии программы не проверяются на совместимость с Windows XP, и работа программы ASISP под Windows XP не гарантируется.
Возможен запуск программы ASISP в Linux, под Wine.
Программа имеет русско- и англоязычный интерфейс, язык выбирается в настройках.

— Какие параметры программирования можно настраивать?

Настройки программирования устанавливаются в окне “Настройки проекта” и запоминаются в файле с расширением .as2. Файл .as2 имеет текстовый формат и допускает непосредственное редактирование. В файле проекта хранятся следующие параметры:
— путь к файлу прошивки Flash-памяти
— путь к файлу прошивки EEPROM памяти
— состояние fuse-битов
— состояние lock-битов
— состояние boot/lock-битов
— установка скорости программирования
— установка длительности импульса стирания
— установка длительности задержки записи для Flash-памяти
— установка длительности задержки записи для EEPROM памяти
— установка режима polling для программирования
— запись уникального серийного номера изделия с автоинкрементом значения в указанное место Flash-памяти и/или EEPROM памяти.
Заданный набор операций программирования выполняется нажатием одной кнопки.

— Какие fuse-биты требуют особого внимания при программировании?

Для перевода AVR-контроллера в режим внутрисхемного программирования используется вывод Reset. Некоторые типы AVR-контроллеров допускают использование этого вывода в качестве стандартного порта ввода/вывода или отладочного порта. Переключение режима работы вывода Reset производится установкой fuse-битов RSTDSBL и DWEN соответственно.

Следует помнить, что после программирования любого из этих fuse-битов, внутренние цепи, отвечающие за сброс микроконтроллера, отключаются от вывода Reset, и режим внутрисхемного программирования контроллера через порт SPI становится недоступным.

— Возможен ли запуск программы ASISP из командной строки?

Да, такой режим работы предусмотрен. При запуске из командной строки также можно задать формирование лог-файла с историей запуска программы и результатов программирования. Подробнее здесь: ASISP_User_Guide.pdf

— Можно ли добавить вызов программы ASISP непосредственно из среды Atmel Studio?

Да, можно. Для этого используется пункт меню “External tools” Atmel Studio. Подробная инструкция приведена здесь: ASISP_User_Guide.pdf .

— Можно ли запустить режим “автопрограммирование” ASISP программы из среды Atmel Studio?

Да, можно. В этом режиме обычно настраивается пакетное выполнение команд “Стирание микросхемы”, “Обновление файла прошивки”, “Программирование микросхемы” и, если требуется, ”Проверка прошивки“.
В итоге, обновление прошивки микроконтроллера выполняется одной кнопкой.
Для этого нужно прописать в меню “External tools” вызов программы ASISP из командной строки. Подробнее здесь: ASISP_User_Guide.pdf .

— Будут ли работать программаторы AS1 и AS2 с новыми AVR-микроконтроллерами?

Нет, на будут. Программатор AS1 снят с производства в 2002 году, программатор AS2 снят с производства в 2005 году.
Последняя версия программы AS2ISP, которая работает с этими программаторами, имеет номер 10.30а. Поддержка этой версии прекращена в 2005 году.

Архив программы AS2ISP версии 10.30а и список микросхем, поддерживаемых программой AS2ISP, можно загрузить здесь.

Новые вопросы по применению программаторов присылайте на [email protected].

Программаторы / RoboShop

  • Главная
  • Программаторы

Сортировка: