Самодельный программатор для PIC-контроллеров

21.08.2018

Самодельный программатор для PIC-контроллеров

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:

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:

pp_programmator.zip

[17.67 Kb] (скачиваний: 1)

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:

icprog105d.zip

[432.25 Kb] (скачиваний: 1)

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
Далее переходим в меню «Настройки»->»Опции«, в появившемся окне выбираем вкладку I2C и ставим галочки, как показано на скриншоте №7.

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).

Скриншот №14 — автоматическое изменение калибровочной константы
Теперь нужно очень внимательно выполнить последующие действия. Нажимаем иконку микросхемы с молнией на панели инструментов, тем самым сообщая программе, что мы хотим инициировать процесс прошивки. Программа спросит уверены ли мы, что хотим прошить данное устройство. Соглашаемся и нажимаем «ДА«. После этого получаем предупреждение, показанное на скриншоте №15.

Скриншот №15 — предупреждение о расхождении значений константы тактирования
IC-Prog сообщает нам, что ранее было установлено одно значение калибровочной константы (в моём случае 3450), а теперь другое (3FFF), автоматически подставленное из hex-файла. Также по умолчанию предлагается оставить значение 3FFF. Здесь важно нажать «НЕТ«, чтобы IC-Prog во время программирования вернул нам значение 3450 или то, что будет у вас. В общем жмём «НЕТ» и наблюдаем следующее окно (скриншот №16).

Скриншот №16 — процесс программирования
В этот период советую ничего не нажимать и не грузить компьютер другими задачами. Когда я делал снимок экрана для этой статьи, то при нажатии на кнопку Print Screen вылетела ошибка записи и пришлось проделывать всё заново. По истечении некоторого времени IC-Prog выдаст вам сообщение об успешной проверке вновь записанного кода в ваш PIC-контроллер, так что всем кому понравилась эта статья, желаю увидеть вот это после аналогичных стараний (скриншот №17):

Скриншот №17 — прошивка прошла успешно, можно расслабиться
Если в процессе у вас возникнут какие-либо вопросы, внимательно перечитайте статью заново и всё обязательно получится — проверено лично. Всем удачи и творческих успехов!!!