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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Programmeur parallèle pour AT89. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs Les microcontrôleurs de la série Atmel AT51C compatibles MSC-89 avec une interface de programmation parallèle attirent l'attention des radioamateurs avec leurs larges capacités à un coût relativement faible. Malheureusement, de nombreux programmeurs courants aujourd'hui ne leur conviennent pas. Vous avez besoin d'un spécialiste. L'auteur de l'article proposé a réussi à en faire un selon les recommandations d'Atmel, mais sur une base d'éléments produits par des entreprises de la CEI. Le principal problème dans le développement d'un programmeur maison est de connaître et de suivre strictement les algorithmes de programmation des microcontrôleurs. De nombreuses surprises peuvent être évitées en utilisant des circuits et des logiciels édités par des firmes de conception de puces. Pour charger les codes de programme dans les microcontrôleurs AT89C51, AT89C52, AT89C1051, AT89C2051, AT89S8252, Atmel recommande le dispositif décrit dans [1]. Sa relative complexité (sept puces numériques et deux analogiques) et son logiciel modeste fonctionnant sous DOS sont plus que compensés par la fiabilité de la programmation dans le respect de tous les algorithmes propriétaires. Sur la fig. 1 montre un schéma d'un programmateur qui diffère du "propriétaire" principalement dans la base de l'élément. L'enregistrement dans les registres DD2-DD5 des informations provenant de l'ordinateur via les lignes DATA1 DATA8 se fait en fonction de la décroissance des impulsions de polarité négative aux entrées C provenant du décodeur DD1 octets de données à écrire dans cette cellule dans DD3 et adresse -bits libres DD4 -codes de contrôle. Le circuit R13C5, lors de la mise sous tension, réinitialise le registre DD2, empêchant une distorsion accidentelle du contenu de la mémoire du microcontrôleur programmable.
Le pilote de bus DD6 est utilisé pour transférer les données des sorties du microcontrôleur vers les lignes DATA1-DATA8. Les sorties de la puce DD6 ne doivent pas être actives lorsque le port LPT fonctionne "en sortie". Ceci est pris en compte dans le programme qui génère des signaux de validation aux entrées de commande des microcircuits. Les résistances R1-R12 réduisent la "sonnerie" qui accompagne les chutes de signal sur les lignes du port LPT et le protègent des surcharges. Lorsque les sorties des éléments informatiques connectés aux lignes de port, et les sorties de certains éléments programmateurs, y compris le microcircuit programmable lui-même, sont dans un état de haute impédance, les résistances des ensembles DR1-DR3 maintiennent un niveau logique haut dans le circuits correspondants. Les microcircuits programmables sont installés dans l'un des deux panneaux : AT89C1051, AT89C2051, AT89C4051 dans le boîtier DIP-20 - dans XS1 ; АТ89С51 et autres en boîtier DIP-40 - en XS2. Un cristal ZQ1 de 6 MHz avec les condensateurs C4 et C5 est nécessaire pour que le générateur d'horloge interne du microcontrôleur installé dans le panneau XS2 fonctionne pendant la programmation. Ceux installés dans le panneau XS1 ne nécessitent pas de résonateur. La broche 5 de ce panneau reçoit les impulsions d'horloge générées par le logiciel. La tension d'alimentation du connecteur X1 du programmateur est fournie par une source externe. Il peut s'agir, par exemple, de l'adaptateur réseau du décodeur vidéo "SEGA Mega Drive-M". Bien qu'à une charge nominale (1 A) sa tension de sortie ne dépasse pas 11V, à un courant de 70 ... 90 mA consommé par le programmateur, elle monte à 14 ... 15 V. Une tension de 5 V pour l'alimentation des microcircuits (dont un programmable) est obtenue à l'aide d'un stabilisateur intégré DA1. La tension à la sortie du stabilisateur DA2 à un niveau logique bas à la broche 18 du formateur de bus DD7 est de 12 V. La valeur exacte est définie par la résistance d'accord R21. A un niveau logique haut sur la broche 18, le transistor ouvert VT2 connecte une autre résistance d'accord R21 en parallèle à R19, ce qui réduit la tension de sortie du stabilisateur DA2 à 5 V. Le taux de montée de la tension à la sortie du stabilisateur après modification du niveau haut à la broche 18 DD7 bas dépend de la capacité et du condensateur C14. Si sa capacité est trop élevée et que l'ordinateur de commande fonctionne à grande vitesse, plusieurs cellules inférieures de la mémoire FLASH du microcontrôleur peut être programmé avec des erreurs. La tension de sortie du stabilisateur DA2 est fournie directement à la broche 31 (EA / VPP) du panneau XS2 et à la broche 1 du panneau XS1 (RST / VPP) - via l'interrupteur du transistor VT1. A une tension de 12V, la clé est ouverte quel que soit le niveau logique à la broche 16 du registre DD2, et à 5V, uniquement si ce niveau est bas. La luminosité réduite de la LED HL2 indique une tension de 5 V à la sortie DA2 et que le microcircuit programmable est en mode lecture de codes depuis sa mémoire. En mode effacement et écriture dans la mémoire, la tension augmente à 12 V, la luminosité de la LED augmente nettement. Ceci est vrai pour tous les microcontrôleurs, à l'exception de ceux qui ne nécessitent pas de 12 V. Lors de la programmation de microcontrôleurs à vingt broches, la LED HL1 sera également allumée. La fiche X2 du programmateur est connectée à la prise du port LPT d'un ordinateur compatible IBM avec un câble jusqu'à 2 m de long.Le mode étendu du port LPT (ECP / EPP) doit être activé dans l'ordinateur. Dans les unités système modernes, il fonctionne par défaut. Si ce n'est pas le cas, le mode du port peut être modifié en exécutant le programme BIOS SETUP au démarrage de l'ordinateur (éléments de menu "Integrated Peripherals" - "Parallel Port Mode"). DÉTAILS ET CONSTRUCTION Le programmateur est monté sur un circuit imprimé double face de 140x140 mm. Le stabilisateur DA1 est installé sur un dissipateur thermique d'une surface d'au moins 20 cm2. Vous pouvez également assembler le programmateur sur une planche à pain par montage en surface. Veuillez noter que les condensateurs C4, C5 et le résonateur à quartz ZQ1 doivent être situés le plus près possible des contacts 18, 19 du panneau XS2. Les entrées libres des microcircuits DD1 (broches 13-15), DD2 (broches 8) et DD7 (broches 15, 17) doivent être connectées à leur sortie commune ou de puissance. Cela augmentera l'immunité au bruit de l'appareil. Tous les microcircuits numériques peuvent être remplacés par leurs analogues fonctionnels des séries K555, KR1533 ou importés, en utilisant, par exemple, les recommandations [2]. Transistors VT1, VT2 - toute structure correspondante de faible puissance, de préférence avec une chute de tension minimale dans la section collecteur-émetteur d'un transistor ouvert. Résistances ajustables R19, R21 - SPZ-19A. Les ensembles de résistances DR1-DR3 - NR1-4-9M peuvent être remplacés par NR1-4-8M, par des séries étrangères 9A ou par le nombre correspondant de résistances conventionnelles de petite taille indiquées dans le diagramme de puissance. Les résistances R1-R12 peuvent être placées à l'intérieur du boîtier de la fiche X2. Les panneaux XS1 et XS2 doivent pouvoir supporter l'insertion et le retrait répétés de puces. Il est préférable d'utiliser des panneaux ZIF (force d'insertion nulle) conçus pour les puces avec une distance entre les rangées de contacts de 7,5 mm (XS1) et 15 mm (XS2). Les panneaux universels conviennent également, permettant l'installation de microcircuits "étroits" et "larges". Considérant que les panneaux ZIF sont plusieurs fois plus chers que toutes les autres parties du programmeur prises ensemble, la carte fournit des plages de contact pour l'installation de celles conventionnelles, de préférence avec des contacts à pince. Il n'est pas souhaitable d'utiliser les panneaux les moins chers avec des contacts plats. Après de nombreux remplacements du microcircuit, ces contacts perdent leur fiabilité. FORMANT La première inclusion du programmateur est réalisée sans le connecter à un ordinateur et sans microcircuit programmable. Tout d'abord, ils vérifient la présence d'une tension de 13,5 ... 15,5 V en entrée et de 5 ± 0,1 V en sortie des stabilisateurs DA1, DA2. Dans ce dernier cas, la valeur souhaitée est définie par la résistance d'accord R19. Lors de la connexion des broches 1 et 10 du microcircuit DD6, la tension à ses broches 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18 doit diminuer de 5 à 3 ... 4 V. Si ce n'est pas le cas, il y a des erreurs d'installation ou la puce DD6 est défectueuse. Pour plus de vérification, connectez le programmateur à l'ordinateur. Les signaux sur les lignes du port LPT pendant le fonctionnement du programmeur semblent plutôt chaotiques sur l'écran de l'oscilloscope, il est difficile de juger de la santé de l'appareil par leur forme. Il est recommandé d'exécuter un programme de test atmeltst.exe. En réponse à l'invite qui apparaît sur l'écran, entrez le numéro du port LPT auquel le programmateur est connecté (1 ou 2), après quoi l'écran du moniteur prendra la forme indiquée sur la fig. 2.
Le programme donne accès à l'un des quatre registres DD2-DD5, vous permettant d'y écrire n'importe quel code binaire à huit bits. La séquence d'actions recommandée sera indiquée par le texte au bas de l'écran. Par exemple, pour vérifier le passage des codes de contrôle, sélectionnez la ligne "Signaux de test F3, C0-C2" sur l'écran et vérifiez les niveaux logiques aux sorties de la puce DD2 à l'aide d'un oscilloscope ou d'un voltmètre. Tous doivent être bas et passer à haut lorsque vous appuyez sur les touches F1-F8 correspondantes. En manipulant l'état des bits, ils vérifient le passage des signaux dans les circuits du programmeur conformément à son schéma. Par exemple, un niveau bas sur la broche 19 DD2 (ordre haut du registre) doit correspondre à un niveau haut sur la broche 18 DD7 et une tension de 5 V en sortie du stabilisateur DA2. Après avoir appuyé sur la touche F8, la tension doit augmenter à 12 V et en même temps la luminosité de la LED HL2 doit augmenter. Après avoir appuyé à nouveau sur la touche F8, la tension et la luminosité doivent revenir à leurs valeurs précédentes. Les autres registres et les circuits connectés à leurs sorties sont contrôlés de la même manière. PROGRAMMATION Le progiciel de maintenance du programmeur gratuit d'Atmel est disponible sur le site Web d'Atmel à l'adresse Les programmes inclus dans le package sont adaptés à la gestion à la fois "propriétaires" et ceux proposés par les programmeurs. Cependant, il est préférable d'utiliser un programme russifié at89.exe. Avec son aide, vous pouvez programmer tous les microcontrôleurs de la série AT89 avec une interface parallèle, y compris AT89C4051, AT89C55, AT89S51, AT89S52, AT89S53, "non couverts" par le package propriétaire. Le programme détermine automatiquement le type de microcontrôleur installé dans l'un des panneaux, analysant pour cela sa signature - deux ou trois octets spécialement enregistrés dans la mémoire permanente. La liste des signatures des microcontrôleurs de la famille AT89 est donnée dans le tableau. Si tous les octets de la signature sont égaux à 0FFH, le microcontrôleur est absent du panneau ou le microcontrôleur est défectueux, et éventuellement le programmateur n'est pas sous tension.
L'algorithme de programmation et la liste des touches qui contrôlent le processus restent inchangés. L'environnement d'exploitation recommandé est MS DOS. Les utilisateurs Windows doivent exécuter le programme après avoir redémarré l'ordinateur en mode MS DOS ou définir ce mode dans les propriétés du fichier. Sinon, la programmation des microcircuits devra être répétée trois ou quatre fois de suite jusqu'à ce que les messages d'erreur de vérification s'arrêtent. L'ensemble du processus de programmation ne prend pas plus d'une ou deux minutes et le chargement effectif de la mémoire FLASH prend au maximum 10 ... 15 s. Les commandes, dont la liste est affichée sur l'écran du moniteur, sont données en appuyant sur les touches avec les lettres de l'alphabet latin. La casse (majuscule ou minuscule) n'a pas d'importance. Le nom du fichier binaire, dont les données doivent être chargées dans la mémoire du microcontrôleur, est entré après la commande "Lire le fichier". Le contenu de cette mémoire peut être préalablement lu et enregistré dans un fichier similaire (commande "Ecrire dans un fichier"). Lors de la vérification du contenu de la mémoire avec les données d'un fichier (la commande "Vérifier avec fichier"), des messages similaires aux suivants peuvent apparaître à l'écran : Dans la cellule FLASH 039A = FF ?! 6B Cela signifie que dans la cellule de mémoire FLASH (mémoire programme) du microcontrôleur à l'adresse 39AH, le code 0FFH est écrit à la place de 6BH spécifié dans le fichier. REMPLACEMENT DU STABILISATEUR DA2 Lorsqu'il est alimenté à partir d'un adaptateur secteur de faible puissance et d'une tension de réseau réduite, le programmateur ne peut fournir que 12 ... 13 V. Pour le stabilisateur DA1, cette situation est favorable (moins de puissance y est dissipée). Mais le stabilisateur DA2 peut quitter le mode de fonctionnement, à la suite de quoi la tension fournie au microcontrôleur programmable tombe en dessous des 11,5 V autorisés. L'expérience montre que les microcircuits Atmel sont programmés avec succès même à 10,5 V. Cependant, cela ne peut être garanti. Si vous utilisez la puce KR1184EN2 ou son prototype LP2951CL de National Semiconductor dans le stabilisateur (disponible sur de nombreuses cartes mères d'ordinateurs), vous pouvez obtenir un fonctionnement fiable du programmeur lorsque la tension d'alimentation est réduite à 11,8 V. Le stabilisateur est assemblé selon le schéma illustré à la Fig. 3 et reliés à ceux représentés sur la fig. 1 points A, B et C. La puce DA2, le transistor VT2, les résistances R18-R21 et le condensateur C14 du programmeur doivent être exclus.
La diode VD1 (voir Fig. 3) à un niveau logique élevé au point A est fermée et la tension de sortie de 5 ± 0,03 V définit un diviseur de tension de précision situé à l'intérieur du microcircuit DA1. A un niveau bas au point A, la diode est ouverte, les résistances R1 et R2 shuntent une des branches du diviseur interne. La tension de sortie monte à 12 V (elle est régulée par une résistance d'ajustement R2). Le condensateur C1 supprime les surtensions lors des transitoires. Sa capacité (similaire au condensateur C14 de la Fig. 1) ne doit pas être trop grande. Le microcircuit KR1184EN2 possède un détecteur de chute de tension de sortie interne, qui se déclenche lorsqu'il diminue de plus de 5% de la valeur définie. En conséquence, le transistor VT1 s'ouvre et la LED HL1 s'allume. La capacité de charge de la sortie est faible, de sorte que la valeur de la résistance R4 ne peut pas être réduite. Si la puce KR1184EN2 (LP2951CL) ne peut pas être achetée, le stabilisateur de la puce DA2 (voir Fig. 1) peut être remplacé par un nœud dont le schéma est illustré à la Fig. 4. La chute de tension minimale sera de 0,15 ... 0,2 V à un courant de charge de 20 mA. Le courant de collecteur du transistor VT4 avec la valeur de la résistance R5 indiquée sur le schéma ne peut excéder 50 mA, ce qui permet de ne pas installer ce transistor sur un radiateur.
A un niveau logique bas au point A, le transistor VT1 est ouvert et la tension de sortie du stabilisateur est de 12 V (régulée par une résistance d'accord R1). À un niveau élevé et un transistor fermé, il diminuera à 5 V. Les résistances R7 et R8 doivent avoir un écart maximal par rapport à la valeur nominale de pas plus de 1% ou être sélectionnées avec une telle précision. La puce KR142EN19 peut être remplacée par une TL431CLP analogique importée. Programmes et dessins du circuit imprimé du programmeur littérature
Auteur : S. Ryumik, Tchernihiv, Ukraine
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