Микросхема cd2019gp схема включения. Программирование AVR-микроконтроллеров с помощью CircuitPython: схема подключения и пошаговая инструкция

Как правильно подключить AVR-микроконтроллер к Feather M0 для программирования. Какие выводы необходимо соединить для питания и передачи данных. Какие особенности нужно учесть при работе с «голым» чипом ATMega328. Как добавить тактовый генератор при программировании микроконтроллера без встроенного осциллятора.

Основы подключения AVR-микроконтроллеров для программирования через CircuitPython

Программирование микроконтроллеров AVR с помощью CircuitPython открывает новые возможности для разработчиков встраиваемых систем. Этот метод позволяет использовать простой и понятный язык Python для создания прошивок, что значительно упрощает процесс разработки. Но как правильно подключить микроконтроллер для программирования?

Большинство микроконтроллеров AVR имеют последовательный программный интерфейс, который используется для загрузки кода. Именно этот интерфейс мы будем использовать в нашем примере. Важно отметить, что данный метод не подходит для чипов, требующих SWD, JTAG или параллельный интерфейс программирования.

Какие компоненты понадобятся для программирования?

• Микроконтроллер AVR (например, ATmega328P)
• Плата Feather M0 или аналогичная с поддержкой CircuitPython
• Соединительные провода
• Макетная плата (при необходимости)
• Кварцевый резонатор (для «голых» чипов без встроенного тактового генератора)

Подключение питания: ключевой этап для успешного программирования

Правильное подключение питания — это фундамент успешного программирования микроконтроллера. Почему это так важно? Стабильное питание обеспечивает корректную работу чипа и предотвращает сбои в процессе загрузки кода.

Как подключить питание к Arduino-совместимому устройству?

1. Соедините вывод GND на Arduino с выводом GND на Feather M0.
2. Подключите Arduino к USB или соедините вывод 5V Arduino с выводом USB на Feather M0.

Особенности подключения питания к «голому» чипу AVR

При работе с микроконтроллером без платы разработки необходимо учитывать некоторые нюансы:

1. Соедините оба вывода GND чипа между собой и с выводом GND на Feather M0.
2. Подключите выводы AVCC и VCC микроконтроллера к выводу 3V на Feather M0.

Важно помнить, что у многих AVR-микроконтроллеров, включая популярный ATMega328, есть два вывода питания и два вывода заземления. Не забудьте подключить их все для обеспечения стабильной работы чипа.

Подключение линий данных: как обеспечить корректную передачу информации

После подключения питания следующий важный шаг — соединение линий данных. Эти линии обеспечивают передачу программного кода и управляющих сигналов между программатором (Feather M0) и целевым микроконтроллером.

Какие линии данных необходимо подключить?

• SCK (Serial Clock) — тактовый сигнал для синхронизации передачи данных
• MOSI (Master Out Slave In) — линия передачи данных от программатора к микроконтроллеру
• MISO (Master In Slave Out) — линия передачи данных от микроконтроллера к программатору
• RESET — линия для сброса микроконтроллера и перевода его в режим программирования

Схема подключения линий данных:

1. Соедините вывод SCK на Feather M0 с выводом SCK целевого микроконтроллера (для Arduino Uno это цифровой вывод #13)
2. Подключите вывод MISO Feather M0 к выводу MISO микроконтроллера (для Arduino Uno это цифровой вывод #12)
3. Соедините вывод MOSI Feather M0 с выводом MOSI микроконтроллера (для Arduino Uno это цифровой вывод #11)
4. Подключите цифровой вывод D5 Feather M0 (или любой другой, если измените код) к выводу RESET микроконтроллера

Обратите внимание, что номера выводов могут отличаться в зависимости от конкретной модели микроконтроллера. Всегда сверяйтесь с документацией на ваш чип.

Добавление тактового генератора: зачем это нужно и когда применяется

Тактовый генератор — это «сердце» микроконтроллера, задающее ритм его работы. Многие современные AVR-микроконтроллеры имеют встроенный RC-генератор, но в некоторых случаях может потребоваться внешний кварцевый резонатор.

Когда необходимо добавлять внешний тактовый генератор?

• При работе с «голым» чипом без встроенного генератора
• Если требуется более точная и стабильная частота работы микроконтроллера
• При программировании микроконтроллера с настройками фьюзов, требующими внешнего тактирования

Если вы программируете микроконтроллер на плате Arduino или другой готовой плате разработки, скорее всего, там уже есть необходимый кварцевый резонатор или осциллятор. В этом случае дополнительных действий не требуется.

Как подключить внешний тактовый генератор?

Для добавления внешнего тактового сигнала при программировании «голого» ATmega328 или аналогичного микроконтроллера:

1. Подключите вывод D9 Feather M0 (или любой другой цифровой вывод с поддержкой PWM, если измените код) к выводу XTAL1 микроконтроллера
2. Соедините вывод XTAL2 микроконтроллера с землей через конденсатор емкостью 22 пФ
3. При использовании кварцевого резонатора подключите его между выводами XTAL1 и XTAL2, а также добавьте два конденсатора по 22 пФ от каждого вывода кварца на землю

Использование внешнего тактового генератора позволяет достичь более стабильной работы микроконтроллера, особенно при работе с точными временными интервалами или при коммуникации с другими устройствами на высоких скоростях.

Цветовая маркировка проводов: как избежать ошибок при подключении

Использование цветовой маркировки проводов при подключении микроконтроллера может значительно упростить процесс и уменьшить вероятность ошибок. Хотя это не обязательное требование, следование определенной цветовой схеме поможет вам быстрее ориентироваться в подключениях и облегчит отладку в случае возникновения проблем.

Рекомендуемая цветовая схема для подключения AVR-микроконтроллеров:

• Красный: линии питания (VCC)
• Черный: линии заземления (GND)
• Зеленый: линия SCK
• Синий: линия MOSI
• Желтый: линия MISO
• Фиолетовый: линия RESET
• Серый: линия XTAL (при использовании внешнего тактового генератора)

Придерживаясь этой или подобной цветовой схемы, вы сможете легко идентифицировать назначение каждого провода даже в сложных схемах подключения. Это особенно полезно при работе с несколькими микроконтроллерами одновременно или при необходимости быстро внести изменения в схему.

Особенности подключения различных моделей AVR-микроконтроллеров

Хотя общие принципы подключения AVR-микроконтроллеров для программирования схожи, существуют некоторые особенности, характерные для различных моделей и семейств чипов. Понимание этих нюансов поможет вам успешно работать с широким спектром микроконтроллеров AVR.

Какие особенности нужно учитывать при подключении разных AVR?

• Расположение выводов: может отличаться в зависимости от корпуса и модели микроконтроллера
• Напряжение питания: некоторые модели работают только от 3.3В, другие допускают питание 5В
• Наличие встроенного USB-интерфейса: упрощает подключение, но может потребовать дополнительных компонентов
• Поддержка различных программных интерфейсов: некоторые модели поддерживают не только ISP, но и PDI или UPDI

При работе с новой для вас моделью AVR-микроконтроллера всегда сверяйтесь с официальной документацией производителя. Это поможет избежать ошибок подключения и потенциального повреждения чипа.

Проверка подключения: как убедиться в правильности соединений

После завершения всех подключений крайне важно провести проверку перед началом программирования. Это поможет избежать потенциальных проблем и повреждения компонентов из-за неправильного соединения.

Какие шаги нужно выполнить для проверки подключения?

1. Визуальный осмотр: внимательно проверьте все соединения, сверяясь со схемой
2. Измерение напряжения: с помощью мультиметра убедитесь, что на выводах питания присутствует корректное напряжение
3. Проверка целостности цепи: используйте режим прозвонки мультиметра для проверки отсутствия замыканий
4. Тестовое считывание: попробуйте считать сигнатуру микроконтроллера с помощью программатора

Только после успешного прохождения всех этапов проверки можно приступать к процессу программирования микроконтроллера. Помните, что тщательная проверка подключения может сэкономить вам много времени на отладку и предотвратить возможные повреждения оборудования.

Электропроводка | Автономное программирование AVR с использованием CircuitPython

Электропроводка

Сохранить Подписаться

Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.

После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.

Почти все AVR имеют «последовательный» программный интерфейс, который мы будем использовать для их программирования. Если для вашего чипа требуется SWD, JTAG или параллельный интерфейс, это программное обеспечение не будет работать!

В этом примере мы покажем, как подключить существующий совместимый с Arduino 328P или сырой чип 328P к Feather M0 для программирования

Для других чипов проводка аналогична, но вам нужно будет посмотреть, какие контакты Power, Ground, Reset и SCK/MOSI/MISO

Силовые булавки

Сделайте эти булавки первыми, потому что их легко забыть!

• При подключении к Arduino-совместимому устройству: соедините GND на Arduino с GND на Feather. Затем либо подключите Arduino к USB, либо подключите Arduino 5V к Feather USB .
• При подключении к голому чипу: подключить оба GND контакты вместе и к перу GND . Подключите AVCC к VCC к контакту Feather 3V
.

Если вы макетируете голый чип ATMega328, не забудьте, что есть *два* контакта питания и *два* контакта заземления

• . это также известно как Digital # 13)
• Подключите CircuitPython Контакт MISO к цели MISO (на Uno/Atmega328 также известен как Digital #12)
• Подключите контакт CircuitPython MOSI к целевому MOSI (в Uno/Atmega328 он также известен как Digital #11)
• Подключите CircuitPython D5 (или любой цифровой контакт, если вы также измените код) к цели СБРОС

Если вы макетируете чип, ему могут понадобиться часы или кристалл, и он должен быть там, чтобы запрограммировать чип! Если на вашей плате уже есть кварц или осциллятор, пропустите это. Если вы программируете «сырой» ATmega328, вы захотите добавить его:

• Подключите CircuitPython D9 (или любой цифровой вывод с выходом PWM, если вы измените код на) к цели XTAL1

Fritzing для схемы

• VCC линии Красный
• Земля/земля линии Черный
• SCK зеленый
• MOSI синий
• MISO желтый
• СБРОС фиолетовый
• XTAL серый

Обратите внимание, что выемка на чипе справа — от пера!

Fritzing для схемы

Для Arduino UNO и совместимых мы рекомендуем питание от USB или постоянного тока. Затем соедините контакты GND вместе и подключите контакты Reset , SCK , MOSI и MISO , как показано выше.