Всем привет! Наверное у каждого, кто занимается или занимался прошивкой микроконтроллеров были случаи, когда вы неправильно зашивали фьюз-биты и тем самым приводили микроконтроллер в «залоченное» состояние. В этой статье я расскажу о том, как сделать AVR doctor. AVR doctor – это устройство, которое позволяет вернуть к жизни микроконтроллер с неправильно прошитыми фьюзами. Идея собрать его появилась у меня после того, как испортил 3 микроконтроллера ATtiny2313. Выбросить их было жалко, поэтому и решил их «вылечить».
Схема доктора фузов
Вот принципиальная схема данного устройства:
Итак, приступим к сборке.
1) Печатная плата
Так как дорожки на плате не очень узкие, можно изготовить плату по технологии ЛУТ. Я так и сделал, но принтер у меня печатает не очень хорошо, поэтому получилось не совсем удачно. На фото процесс изготовления платы.
8. Стабилизатор напряжения 7805 в корпусе ТО-220 – 1 шт.
Вот собственно и все детали. Можно приступать к сборке АВР доктора.
Первым делом, нужно залудить контактные площадки на плате. Я обычно покрываю слоем припоя всю плату, так надежнее. Следует внимательно осмотреть плату на обрыв дорожек и другие дефекты. После того, как залудили плату, её нужно обмыть от флюса. Для этого можно воспользоваться водой с мылом или моющим средством. Если флюс не отмывается или вы использовали канифоль, следует промыть плату ацетоном или спиртом. Если нет не того, не другого, можете промыть плату перекисью водорода или на крайний случай растворителем. (при использовании растворителя, плата в дальнейшем будет иметь не очень приятный запах).
Когда все элементы впаяны, нужно еще раз промыть плату. После того как она высохнет, возьмите увеличительное стекло и внимательно осмотрите плату. Я иногда нахожу на плате сопли и непропаянные места. Если вы устраните все найденные дефекты до первого включения платы, вы можете избежать неприятностей. Вот так выглядит готовая плата:
Прошивка микроконтроллера
Следующим этапом будет прошивка микроконтроллера. Для этого вам нужно иметь:
Микроконтроллер ATmega 8
Программатор для AVR микроконтроллеров.
Чтобы прошить микроконтроллер нужно иметь программатор и компьютер с соответствующим программатору ПО. Я использую AVR Studio 4. Прошивку оставлю в архиве вместе с печатной платой и принципиальной схемой.
Если микроконтроллер успешно прошит, можно приступать к разблокировке микроконтроллеров. Для этого вставьте прошитую атмегу в панельку возле светодиодов. А «залоченный» мк вставьте в соответствующую ему пустую панельку. Далее нужно подключить питание к плате через терминальный блок, который вы припаяли. Напряжение следует подавать 6-12 вольт, иначе плата не запуститься. Когда питание подключили загорится красный светодиод (если конечно вы все правильно собрали).
Если светодиод горит, то нажимайте на кнопку. Должен загореться зеленый светодиод, а красный погаснет. Если все так и произошло, то поздравляю – плата собрана правильно и вы разблокировали микроконтроллер.
Теперь несколько слов о джампере, который стоит на плате. Если вы поставите на него перемычку, то при разблокировке МК также очиститься его память, то есть удалиться прошивка. Если же перемычки не будет — прошивка сохраниться.
Если при нажатии на кнопку не произошли действия описанные выше, то что-то пошло не так как нужно. Причина может быть в том, что вы ошиблись при сборке платы или прошивке атмеги. Также причина может быть в том, что микроконтроллер, который вы хотите восстановить, неисправен. Дополнительная информация — на форуме. Всем удачи!
Кирилл — 31.10.2017 — Прочитали: 18021
УСИЛИТЕЛЬ НЧ НА 200 ВАТТ
Усилитель мощности звука на транзисторах, из радиоконструктора DJ200. Проверка работы схемы.
Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.
Принципиальная схема гальванической развязки для 8-канального логического анализатора. Скорость передачи данных до 10 Мбит.
Источник
Fusebit doctor avr своими руками
Многие радиолюбители знают (иногда на собственном печальном опыте), что микроконтроллер AVR можно вывести из строя неосторожным программированием настроечных бит (так называемых фьюзов). Будучи запрограммированными неправильно, эти биты сохраняются в энергонезависимой памяти, и могут привести к невозможности дальнейшего программирования микроконтроллера или выбору фьюзами его тактовой частоты. По крайней мере невозможно восстановить микроконтроллер обычными средствами, без наличия специального высоковольтного HVPP/HVSP программатора.
Высоковольтный параллельный (HVPP) или последовательный (HVSP) программатор относится к профессиональным инструментальным средствам разработчика, и поэтому его купить непросто — из-за высокой цены и малой доступности. Польский радиолюбитель Pawel Kisielewski разработал несложное устройство, позволяющее восстанавливать состояние фьюзов микроконтроллера в состояние по умолчанию — Atmega fusebit doctor [1].
Примечание: к сожалению, разработчик не предоставил исходный код для Atmega fusebit doctor. Но даже несмотря на это, проект все равно обрел популярность. Также есть старый вариант такого же fuse-доктора, который предназначен только для лечения микроконтроллеров ATtiny [4], к нему исходники выложены.
Чаще всего причина проблем с фьюзами, из-за которых микроконтроллеры AVR приходят в негодность — неправильный выбор источника тактирования (биты фьюзов CKSEL), запрет программирования через SPI (бит фьюзов SPIEN), или запрет вывода сброса (фьюз RSTDISBL). Если в первом случае Вы можете помочь себе сами, подключив внешний источник тактов (некоторые программаторы AVR имеют для этого специальный выход), то 2-й и 3-й случаи ошибочной манипуляции с фьюзами нельзя вылечить стандартным последовательным программатором. Большинство радиолюбителей не знают, как собрать параллельный программатор, потому что это довольно сложно и дорого, и проще и быстрее купить новый микроконтроллер.
Atmega fusebit doctor, как следует из названия, это устройство, предназначенное для восстановления «убитых» микроконтроллеров AVR ATmega (и ATtiny начиная с версии v2.04 устройства) путем записи в них корректных значений бит фьюзов. Описанное простое и дешевое устройство позволит исправить Ваши брикнутые микроконтроллеры за несколько секунд.
0.125 Вт. Защитные резисторы помечены зеленым шрифтом, их можно поставить любым номиналом в диапазоне от 100 Ом до 1 кОм.
R4, R6
4.7k
2
0.125 Вт
R1, R27
10k
2
0.125 Вт
R3, R25
100
2
0.125 Вт
R5
330
1
0.125 Вт
C1
100µF
1
Напряжение 16V..25V, емкость не критична, может быть любая в диапазоне от 10 до 200 мкф.
C2
10µF
1
Напряжение 16V..25V, емкость не критична, может быть любая в диапазоне от 1 до 20 мкф.
C3
10nF
1
Емкость не критична, может быть любая в диапазоне от 10 до 100 нф.
IC1
7805
1
Любая аналогичная микросхема линейного стабилизатора напряжения. Например, также подойдет КРЕН5В.
IC2
ATmega8
1
Также подойдут ATmega88, ATmega88P, ATmega168, ATmega168P, ATmega328, ATmega328P, и их более новые (и низковольтные) версии с суффиксами A или L. Использовать микроконтроллеры с памятью от 16 килобайт и выше предпочтительнее, потому что можно использовать прошивку с расширенными возможностями консоли терминала (см. вопрос Q017). Для установки микроконтроллера нужна кроватка (сокет) на 28 ножек.
IC3
MEGA16-P
1
Кроватка на 40 ножек для микроконтроллеров в корпусах DIP40.
IC4
MEGA8-P
1
Кроватка на 28 ножек для микроконтроллеров в корпусах DIP28.
IC5
AT90S2313/TINY2313
1
Кроватка на 20 ножек для микроконтроллеров в корпусах DIP20.
T1, T3
BC557
2
Любой кремниевый транзистор структуры P-N-P. Печатная плата рассчитана на транзисторы, у которых база посередине.
T2
BC547
1
Любой кремниевый транзистор структуры N-P-N. Печатная плата рассчитана на транзисторы, у которых база посередине.
JP1
ERASE
1
Перемычка — 2 штырька с шагом 2.54 мм.
JP2
RS232
1
Коннектор для подключения терминала.
X1
1
Коннектор для подкючения внешнего питания.
SV2
1
Коннектор 20 выводов мама, для подключения плат раширения.
S1
1
Кнопка на замыкание.
LED1
Красный светодиод
1
Желательно использовать светодиоды с корпусом диаметром 3..4 мм.
LED2
Зеленый светодиод
1
Желательно использовать светодиоды с корпусом диаметром 3..4 мм.
HVPP расшифровывается как high voltage parallel programming, т. е. высоковольтное параллельное программирование.
HVSP расшифровывается как high voltage serial programming, т. е. высоковольтное последовательное программирование.
Это устройство использует параллельный и последовательный принципы высоковольтного программирования микроконтроллеров AVR. С помощью этих методов можно «достучаться» до убитых микроконтроллеров, у которых запрещен сброс или программирование ISP.
В настоящий момент поддерживается 145 типов микроконтроллеров AVR, но не все из них были протестированы. Те, что были проверены, подкрашены зеленым цветом. Автор просит в случае проблемы с каким-либо микроконтроллером сообщить ему, тогда он исправит ошибку. Список рассортирован по объему памяти программ микроконтроллера (FLASH).
[Как восстановить фьюзы «убитого» микроконтроллера]
Просто поместите убитый AVR в сокет, нажмите кнопку START и. и это все. Вы получите восстановленный, работоспособный микроконтроллер в том виде, как он пришел с завода Atmel. На плате fuse-доктора есть 3 слота для установки большинства совместимых микроконтроллеров AVR, которые совпадают с цоколевкой DIP-версий Atmega8, Atmega16, Attiny2313. Имеется также дополнительный коннектор, куда Вы можете подключить адаптеры:
#1 adapter расширение HVPP, для совместимых с 20-выводными Attiny26 и совместимых с 40-выводными Atmega8515.
HVSP adapter для 8-выводных и 14-выводных процессоров, которые можно запрограммировать через HVSP.
Вы можете создать свои собственные адаптеры для других типов процессоров, с DIP-корпусами или SMD, можно также использовать макетную плату (breadboard) для этой цели – просто подключите нужные сигналы к нужным выводам, используя разноцветные проводные перемычки (платы беспаечного макетирования breadboard и штыревые перемычки для них свободно продаются на aliexpress или других DIY-магазинах для радиолюбительского творчества).
Как определить, как подключить самому микроконтроллер? Откройте даташит на Ваш AVR, перейдите в раздел «memory programming», затем «parallel programming», посмотрите названия сигналов, все сигналы подписаны под слотом DIP40. В памяти fuse-доктора есть еще свободное место, так что проект может быть доработан в любое время.
Fuse-доктор смонтирован на односторонней печатной плате размером 55 x 92 мм. На верхней стороны необходимо установить несколько перемычек, либо можно сделать плату двухсторонней — выбор за Вами. Резисторы R7..R23 могут быть любого номинала от 100 Ом до 10 кОм, но лучше всего поставить от 470 Ом до 1 кОм.
Внимание: При монтаже кроватки DIP40 Вы должны удалить из неё контакты от 29 до 37. Для этих выводов восстанавливаемого микроконтроллера не нужен электрический контакт со схемой, и печатные проводники, которые проходят в этом месте позволили сделать плату меньше и дешевле (можно сделать плату, где токопроводящие дорожки находятся толькo с одной стороны). На картинке показано место, откуда нужно удалить контакты на кроватке DIP40.
[Использование fuse-доктора]
Перемычка ALLOW ERASE позволит fuse-доктору очистить всю память FLASH и EEPROM. Если эта перемычка не установлена, то fuse-доктор не будет очищать память, но в этом случае может и не вылечить микроконтроллер, если память микроконтроллера заблокирована битами защиты (lockbits).
После установки брикнутого AVR в сокет и нажатия кнопки START fuse-доктор инициирует запуск режима параллельного или последовательного высоковольтного программирования. Выбор будет сделан автоматически, fuse-доктор распознает адаптер HVSP и запустит восстановление в режиме HVSP. После этого fuse-доктор будет ждать появления лог. 1 на выводе RDY/BSY. Затем будет прочитана сигнатура восстанавливаемого AVR, и будет выполнена проверка, поддерживается ли этот микроконтроллер. На следующем шаге будет выполнена очистка памяти, если пользователь это разрешил (т. е. если установлена перемычка ALLOW ERASE). Затем будут проверены биты защиты lockbits, и если они не заблокированы, то fuse-доктор установит все биты фьюзов в фабричное состояние по умолчанию, учитывая возможное наличие расширенных байт битов фьюзов (у некоторых старых AVR есть только один байт фьюзов LOW, так что разные ситуации корректно обрабатываются). После того, как биты фьюзов проверены, fuse-доктор сообщает о результате миганием индикационных светодиодов.
[Светодиоды индикации]
Для индикации состояния на плате fuse-доктор установлены 2 светодиода — зеленый (GOOD) и красный (BAD).
Вот описание их работы:
Зеленый постоянно горит – пациент успешно вылечен, биты фьюзов восстановлены. Если разрешены биты защиты, то будет просто проведена проверка состояния фьюзов — заводское ли оно, и если это так, то зеленый светодиод загорается.
Красный постоянно горит – проблема с сигнатурой, её нельзя прочитать, нет микроконтроллера в сокете, или такой сигнатуры нет в базе данных fuse-доктора.
Зеленый мигает – сигнатура в порядке, но биты фьюзов в неправильном состоянии. Причина — установлены биты защиты, нужно разрешение на полную очистку восстанавливаемого AVR (см. выше описание перемычки ALLOW ERASE).
Красный мигает – сигнатура прочитана, нет блокировки битами защиты, но по непонятной причине нельзя записать новое значение для бит фьюзов.
[Текстовый терминал]
Примечание: терминал дополнительная функция fuse-доктора, которая не нужна для его нормальной работы. Fuse-доктор может работать автономно, без подключенного компьютера PC, и все, что нужно знать нам сообщат красный и зеленый светодиоды.
Вы можете подключить fuse-доктор через интерфейс RS232 к компьютеру, и через него отслеживать на экране процесс восстановления фьюзов. Информация будет поступать в процессе выполнения всех действий через UART управляющего микроконтроллера fuse-доктора. Для корректного подключения требуется правильно согласовать TTL-уровни UART с подключением к компьютеру. Если у Вас старый компьютер, на котором сохранился традиционный RS-232, то понадобится преобразователь уровней наподобие MAX232 (или [2]). Если у Вас современный ноутбук, и нужно подключиться через USB, то используйте конвертеры USB — TTL UART [3].
Настройки терминала для подключения: скорость 4800 бод, без бита четности (parity: none), 8 бит данных, 1 стоп-бит, без наличия подтверждения передачи и без управления потоком (handshake: none, Flow control: none).
[Дополнительные замечания]
Последняя прошивка fuse-доктора — версия 2.11 (файл наподобие atmega_fusebit_doctor_2.11_mXXX.bin или atmega_fusebit_doctor_2.11_mXXX.hex от 01.05.2011). В предыдущей версии 2.10 были ошибки (в частности, не восстанавливались микроконтроллеры ATmega328P).
Для fuse-доктора используйте микроконтроллеры: ATmega8, ATmega88, ATmega88P, ATmega168, ATmega168P, ATmega328, ATmega328P, и их более новые (и низковольтные) версии с суффиксами A или L. Всегда используйте последнюю версию прошивки, память EEPROM прошивать не нужно.
Для питания fuse-доктора используйте стабилизированное, сглаженное напряжение постоянного тока 12V. Более высокое напряжение может повредить восстанавливаемый микроконтроллер!
Код программы fuse-доктора был написан на основе описаний режимов программирования HVPP и HVSP из даташитов подходящих микроконтроллеров AVR. Если Вам нужен fuse-доктор для семейства ATtiny AVR, то обратите внимание на предыдущий проект автора — Attiny fusebit doctor [4]. К сожалению, в этом проекте возможны некоторые ошибки, и он больше не поддерживается, потому что более новый Atmega fusebit doctor поддерживает все модели семейства ATtiny AVR. Однако этот проект также опубликован с исходным кодом, и при изучении даташита AVR в его исходном коде проще разобраться, чтобы понять механизм программирования.
Биты фьюзов. В микроконтроллере fuse-доктора используется внутренняя тактовая частота 1 МГц, и разрешен бит EESAVE (см. файл README). Таким образом, если Вы купили новый микроконтроллер, то никакие фьюзы менять не надо — микроконтроллер и так уже работает на частоте 1 МГц. Бит EESAVE не обязателен, т. к. запрещает очистку памяти EEPROM при перепрограммировании firmware (т. е. в данном случае программы fuse-доктора), а в программе fuse-доктора EEPROM просто используется для сохранения счетчика количества вылеченных чипов, которое посылается через UART терминала.
В обновлении 2.1X добавлена новая функциональность. Теперь через терминал можно послать нужное значение фьзов и битов защиты, и таким образом работать с чипами, у которых не распознана сигнатура. Если Вы подключите вывод терминала TX к выводу RX печатной платы fuse-доктора, то ручной режим будет разрешен автоматически. Это требует, чтобы в режиме ожидания на выводе TX терминала была лог. 1 — так и произойдет, если он будет подключен к TTL UART/RS232. Также необходимо на плате fuse-доктора наличие нижнего подтягивающего резистора (pulldown) номиналом 10 кОм. Если это условие не соблюдается, то fuse-доктор будет работать в обычном, автоматическом режиме.
Как работает новый функционал: сначала fuse-доктор читает сигнатуру восстанавливаемого чипа. И если с сигнатурой проблема (она не распознана), то будет предложено вручную вести сигнатуру. Введите 2 последних байта сигнатуры в шестнадцатеричном виде (4 HEX-символа) и нажмите Enter.
Затем fuse-доктор попробует прочитать чип в зависимости от предоставленной сигнатуры. Если чтение прошло успешно, то выберите одну из опций:
1 записать биты фьюзов – это действие выполнит цикл записи фьюзов значениями из буфера (по умолчанию).
2 модифицировать биты фьюзов – это позволит Вам ввести фьюзы вручную, значения в буфере будут обновлены. Введите один байт в HEX (2 символа) и нажмите Enter. Повторите операцию для каждого имеющегося байта фьюзов.
3 установка битов защиты (lockbits) – введите новое значение в HEX (2 символа) и нажмите Enter. Выполняйте это действие с осторожностью! Помните, что не используемые биты должны всегда быть в лог. 1! Например, нужно разрешить LB1 и LB2, для этого ведите FC (11111100).
4 очистка чипа – это действие просто сотрет чип и его биты защиты. Оно требует для безопасности наличия установленной перемычки ALLOW ERASE.
5 завершение – выход из программирование и выключение напряжений, чтобы можно было безопасно извлечь из кроватки восстановленный чип.
Не обращайте на светодиоды индикации, когда fuse-доктор работает в ручном режиме — они просто мигают случайным образом.
Внимание: программа fuse-доктора версии 2.1x ТРЕБУЕТ обновленной версии печатной платы 2h!
[Файлы]
atmega-hvpp-fusebit-doctor_archive.rar — в этом архиве находятся все релизы (печатные платы, схемы в PDF и Eagle, и прошивки, рассортированные по папкам), начиная с самого первого. Последний релиз в папке update10-20.04.2011. Подробное описание см. в файлах README архива (они есть во многих папках, и имеют расширение *.txt). Исходного кода прошивки нет.
shuffle_avrdoc_usb.rar — SMD-версия fuse-доктора. Отличается от оригинальной версии тем, что на плате разведен только коннектор для подключения адаптеров. В архиве только печатка и схема, разводка сделана в Sprint Layout. Исходного кода прошивки нет.
atmega-hvpp-fusebit-doctor_update11.rar — тут схемы и печатные платы адаптеров #1HVPP и HVSP, прошивки последней версии (update10-20.04.2011), печатная схема и плата версии 2h. Исходного кода прошивки нет. UPDATE #11, 30.04.2011. По поводу бит фьюзов см. файл README. В этом обновлении исправлен баг, когда не записывался старший байт фьюзов (касается всех чипов!).
atmega_fusebit_doctor_smd_adapter_1.0.rar — первая версия 1.0 fuse-доктора схемы и печатной платы. Исходного кода прошивки нет.
avr_attiny_hvsp_fusebit_doctor_V3.rar — версия доктора, которая предназначена только для микроконтроллеров AVR ATtiny (схема и прошивка) [4]. Исходный код доступен только для этой версии (на Бейсике).
[FAQ]
Q001: мой fuse-доктор не подает признаков жизни, светодиоды не мигают. A001: скорее всего критичная ошибка на плате или плохо запрограммированный микроконтроллер.
Q002: Горит красный светодиод. A002: Восстанавливаемый чип не распознан. Измерьте напряжения на нем в режиме ожидания напряжения. Это +12 на сигнале RESET и +5 SUPPLY на соединительном коннекторе мама – Вы должны получить 0V или близкое к 0V напряжение для обоих этих сигналов. После того, как нажата кнопка START, Вы должны на 1 секунду получить напряжения +12V и 5V. Если это не так, то проверьте транзисторы — исправны ли они, и правильно ли спаяна схема подачи напряжений.
Q003: Горит красный светодиод. A003: Ошибка на печатной плате. Проводники проходят очень близко друг к другу, так что возможно, что есть невидимое замыкание. Также может быть, что где-то есть непропай. Проверьте все соединения мультиметром, причем очень тщательно.
Q004: Горит красный светодиод. A004: Подключите устройство к терминалу, чтобы получить лог восстановления. Нажмите кнопку START для получения информации на терминале.
Q005: На терминал выводится «Init programming. «, и больше ничего, или считанная сигнатура «00 01 02» или «FF FF FF». A005: Восстанавливаемый чип неисправен, или все еще есть не обнаруженная ошибка на печатной плате.
Q006: Считанная сигнатура «1E 90 00», «1E 1E 1E», или что-то подобное (правдоподобные данные). A006: Восстанавливаемый чип в порядке, он инициирован, проверьте замыкания на сигналах DATA, BS, XA.
Q007: Зеленый светодиод горит / в терминал выводится сообщение «Verifying. – OK!», но восстановленный чип не работает со стандартным программатором (не программируется через ISP). A007: Можно быть на 100% уверенным, что фьюзы восстановлены корректно, но у восстановленного микроконтроллера есть аппаратная проблема с интерфейсом программирования ISP (MOSI, MISO, SCK), или имеется какое-то другое повреждение.
Q008: Что означают сообщения «Read Signature. FAIL!» и «Trying T2313 pinout. OK», выведенные в лог терминала? A008: Все 20-выводные чипы нуждаются в индивидуальной обработке. Сначала fuse-доктор пытается прочитать чип по стандартной схеме, и если это не получается («FAIL!»), то делается попытка использовать схему 20-выводных T2313 совместимых чипов, после чего эта последняя попытка получается успешной. Так что это нормальное поведение, не ошибка.
Q009: Что за мусор «
Переходничок был изготовлен из платки TQFP32-DIP, подойдет для восстановления фьюзов микроконтроллеров AVR в корпусе TQFP32, например ATmega8, ATmega168, ATmega328P и других.
Усилитель мощности звука на транзисторах, из радиоконструктора DJ200. Проверка работы схемы.
Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.
Принципиальная схема гальванической развязки для 8-канального логического анализатора. Скорость передачи данных до 10 Мбит.
Зеленый постоянно горит – пациент успешно вылечен, биты фьюзов восстановлены. Если разрешены биты защиты, то будет просто проведена проверка состояния фьюзов — заводское ли оно, и если это так, то зеленый светодиод загорается.
Красный постоянно горит – проблема с сигнатурой, её нельзя прочитать, нет микроконтроллера в сокете, или такой сигнатуры нет в базе данных fuse-доктора.
Зеленый мигает – сигнатура в порядке, но биты фьюзов в неправильном состоянии. Причина — установлены биты защиты, нужно разрешение на полную очистку восстанавливаемого AVR (см. выше описание перемычки ALLOW ERASE).
Красный мигает – сигнатура прочитана, нет блокировки битами защиты, но по непонятной причине нельзя записать новое значение для бит фьюзов.