Как запрограммировать arduino pro mini с помощью программатора

Простейшая схема программирования (и проверки работы)

Ниже приведен список комплектующих, необходимых для преобразования схемы прошивки загрузчика в простейшую схему программирования и проверки работоспособности.

Преобразовать схему прошивки загрузчика AT328P-PU в простейшую схему программирования и проверки работоспособности довольно просто. Ниже приведены принципиальная схема и фотография макета.

1. Удалите все шесть перемычек между Arduino Uno и схемой прошивки программатора.
2. Подключите R2 и LED1 между землей и выводом 19 микроконтроллера AT328P-PU.
3. Подключите выводы 1, 3, 4 и 5 от USB-TTL конвертера к AT328P-PU, как показано ниже. Вывод 2 не используется.
4. Подключите вывод 6 через конденсатор C4 (0,1 мкФ) к выводу 1 AT328P-PU. (C4 обеспечивает, чтобы сигнал DTR от преобразователя USB-TTL выдавал кратковременный сигнал сброса, а не тот сигнал, который остается на низком логическом уровне в течение длительного периода времени.)

Простейшая схема программирования AT328P-PUМакет простейшей схемы программирования AT328P-PU

Программирование для платы Uno

Для написания программ (скетчей) для контроллер Ардуино вам нужно установить среду программирования. Самым простым вариантом будет установка бесплатной Arduino IDE, скачать ее можно с официального сайта.

После установки IDE вам нужно убедиться, что выбрана нужная плата. Для этого у Arduino IDE в меню “Инструменты” и подпункте “Плата” следует выбрать нашу плату (Arduino/Genuino Uno). После выбора платы автоматически изменятся параметры сборки проекта и итоговый скетч будет скомпилирован в формат, который поддерживает плата. Подключив контроллер к компьютеру через USB, вы сможете в одно касание заливать на него вашу программу,используя команду “Загрузить”.

Сам скетч чаще всего представляет собой бесконечный цикл, в котором регулярно опрашиваются пины с присоединенными датчиками и с помощью специальных команд формируется управляющее воздействие на внешние устройства (они включаются или выключаются). У программиста Ардуино есть возможность подключить готовые библиотеки, как встроенные в IDE, так и доступные на многочисленных сайтах и форумах.

Написанная и скомпилированная программа загружается через USB-соединение (UART- Serial). Со стороны контролера за этот процесс отвечает bootloader.

Более подробную информацию о том, как устроены программы для платы Ардуино можно найти в нашем разделе, посвященном программированию.

Установка Atmel Studio

Скачайте и установите Atmel Studio (включая драйверы) отсюда. После установки подключите Arduino к USB-кабелю. Оба светодиода (RX и TX) должны мигать два раза (это означает, что 16U2 находится в режиме Atmel Studio). Новое устройство будет распознано.

Установите драйверы. Если они не распознаются автоматически, вы найдете их в USB-драйверах: С:\Program Files\Atmel.

Перейдите в Диспетчер устройств, нажмите: Win + Pause -> Оборудование -> Диспетчер устройств. Проверьте, правильно ли установлен драйвер. Должно быть в Jungo Connectivity -> AVRISP MKII.

Вот теперь мы готовы прошить Arduino ATMEGA328P. Переходим к следующему шагу.

3Схема подключенияArduino к программатору

Соединяем ISP-разъём программатора с выводами на Arduino Pro Mini согласно приведённой схеме.

Схема подключения Arduino Pro Mini к USBasp программатору

Воспользуемся макетной платой и соединительными проводами – это будет быстро и надёжно.

Плата Arduino Pro Mini подключена к USBasp программатору

Если вы планируете часто использовать платы Arduino Pro или Pro Mini в своей работе, то удобно будет спаять специальный переходник для быстрого подключения платы Arduino к программатору. На фото представлен мой вариант такого переходника.

Переходник для быстрого подключения платы Arduino Pro Mini к программатору USBasp

Фотографии разных версий платформы

Ниже представлены фотографии платформы разных версий и от разных производителей.
Многие задаются вопросом, чем китайская ардуино нано отличается от оригинала? Можем с уверенностью сказать, что основное отличие официальных платформ от сторонних заключается только в цене и упаковке товара.

• Все
• Официальная версия
• Аналог на базе CH340G

Официальная версия

Официальная версия

Официальная версия

Китайский аналог Nano на базе CH340G

Китайский аналог Nano на базе CH340G

Китайский аналог Nano на базе CH340G

Существует-ли качественное отличие официальных плат от аналогов? Нет! Все платформы Arduino работают абсолютно одинаково, в соответствии с заявленными характеристиками.

Перепрограммируемый загрузчик ATtiny85 с использованием платы Arduino Uno

Для программирования ATtiny85 без использования платы Arduino мы сначала должны загрузить в него загрузчик используя плату Arduino Uno. Этот процесс выполняется один раз и в дальнейшем у нас не будет необходимости в использовании платы Arduino для программирования микроконтроллера ATtiny85. Загрузчик (bootloader) – это специальная программа, которая выполняется в микроконтроллере, который необходимо запрограммировать. Использование загрузчика – это один из самых удобных способов загрузки программы в микроконтроллер. Загрузчик находится в микроконтроллере и выполняет поступающие команды, а затем записывает новую программу в память микроконтроллера.

Перепрограммируемый загрузчик в микроконтроллере устраняет необходимость в использовании специальных внешних аппаратных средств (плат программирования, программаторов) для программирования микроконтроллера и позволяет загружать программу в микроконтроллер непосредственно с помощью USB соединения. Платы Digispark ATtiny85 (а выбор подобных плат сейчас достаточно большой) работают на загрузчике “micronucleus tiny85”, первоначально написанным Bluebie. Загрузчик – это программный код, который заранее загружен в плату Digispark и позволяет работать ей как USB устройство, которое можно программировать с помощью Arduino IDE. Мы будем использовать аналогичный подход и загружать загрузчик digispark attiny85 в наш микроконтроллер ATtiny85.

Для реализации этой задачи необходимо выполнить следующую последовательность шагов.

Шаг 1. Конфигурирование платы Arduino Uno в качестве ISP программатора.

Поскольку ATtiny85 является всего лишь микроконтроллером, для его программирования требуется ISP (In-System Programming — внутрисистемное программирование). Поэтому для программирования ATtiny85 нам необходимо сначала сконфигурировать плату Arduino Uno в качестве ISP программатора. Для этого подключите плату Arduino Uno к компьютеру и запустите Arduino IDE. После этого откройте пункт меню File > Example > ArduinoISP и загрузите в Arduino ISP код.

Шаг 2. Схема перепрограммируемого загрузчика ATtiny85.

Схема перепрограммируемого загрузчика ATtiny85 представлена на следующем рисунке.

Конденсатор 10 мкФ подключен между контактами Reset и GND платы Arduino. Все соединения схемы представлены в следующей таблице:

После сборки схемы подключите плату Arduino Uno и запустите Arduino IDE. Определите к какому COM порту подключена плата Arduino Uno (в диспетчере устройств Windows). В нашем случае это COM5.

После этого скопируйте отредактированный файл «Burn_AT85_bootloader.bat» и файл ATtiny85.hex» в корневой каталог Arduino IDE (C:\Program Files (x86)\Arduino).

После этого сделайте клик правой кнопкой мыши на файле «Burn_AT85_bootloader.bat» и выберите «Run as Admin» (запуск от администратора). Необходимо примерно 5-6 секунд чтобы загрузчик загрузился. Если все прошло успешно, то вы должны увидеть сообщение «AVRdude done. Thank you. Press any key to continue…».

После выполнения этой операции загрузчик будет успешно установлен в микроконтроллер ATtiny85. После этого микроконтроллер ATtiny85 можно будет программировать через USB с помощью нашего самодельного программатора, который описан далее в статье.

Настройка Arduino IDE

После установки необходимо настроить программу. Сделать это очень легко:

1. Сначала подключите вашу ардуинку к компьютеру с помощью USB кабеля.

2. Потом перейдите в «Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств«. Там надо найти «Порты COM и LPT». В этом списке будет указана ваша arduino и порт к которому она подключена (COM2). Запомните это значение.

Arduino Uno в диспетчере устройств

3. Теперь запускаем Arduino IDE и сразу идем в меню «Инструменты >> Порт«. Там необходимо выбрать тот COM порт, который вы запомнили.

Выбор COM порта

4. Далее надо выбрать плату. Для этого в меню»Инструменты >> Платы» выбираете модель вашей платы.

Выбор платы ардуино

На этом настройка закончена. Не забывайте, что эти настройки придется менять если вы подключите плату к другому USB порту или будите использовать другую плату.

Шаг 1. Изменения в оригинальной версии

Прежде всего давайте поговорим об изменениях, которые собираемся внести в оригинальную схему Arduino Uno, которую вы можете увидеть выше или скачать ниже.

Изменения будут следующими:

• Мы не будем использовать какие-либо компоненты SMD. Все элементы будут в формате сквозных отверстий.
• Мы не нашли ни одного чипа FTDI в формате сквозного отверстия, поэтому преобразование USB в TTL не будет выполняться. Для программирования нового Arduino будет использоваться отдельная отладочная плата FTDI.
• Оригинальный Arduino использует компаратор Mosfet, чтобы определить, подключаем ли мы плату с помощью источника питания USB или постоянного тока. Но в нашей версии мы будем вручную переключать это с помощью перемычки.
• Традиционно используется микросхема LP2985 от Texas Instruments, чтобы получить источник питания 3,3 В на борту. Но из-за недоступности платы в формате TH мы будем использовать простой линейный регулятор. Таким образом, LM1117 должен быть очевидным выбором, но чтобы сохранить стоимость изготовления еще ниже, мы будем использовать LM317 с R1 и R2 как 240E и 390E соответственно.
• Последнее, что нужно на плате, — это достаточное количество линий питания и два разъема для каждого порта IO ввода-вывода. Поэтому мы будем размещать ряд разъемов папа и мама вокруг платы, что поможет подключить большее количество устройств непосредственно к Arduino.

Учитывая все изменения, мы можем записать окончательный список компонентов.

Скетчи на ATtiny84

Итак, у нас Arduino Uno. Как же нам запрограммировать нашу «тиньку»? Для этого используется такое устройство, как программатор. Он необходим, чтобы залить прошивку в контроллер. Мы можем превратить нашу Arduino в программатор. Это элементарно делается путём заливки скетча ArduinoISP.

Делаем программатор и собираем схему

Открываем соответствующий скетч «Файл → Примеры → ArduinoISP» и заливаем его. Все, превращение завершено. Теперь необходимо правильно собрать схему, чтобы прошить «тиньку». Обратимся к коду скетча, который был только что залит. Даже не к коду, а к комментарию перед ним.

ArduinoISP.ino

// This sketch turns the Arduino into a AVRISP
// using the following arduino pins:
//
// pin name:    not-mega:         mega(1280 and 2560)
// slave reset: 10:               53 
// MOSI:        11:               51 
// MISO:        12:               50 
// SCK:         13:               52 
//
// Put an LED (with resistor) on the following pins:
// 9: Heartbeat   - shows the programmer is running
// 8: Error       - Lights up if something goes wrong (use red if that makes sense)

// 7: Programming - In communication with the slave

Сначала подключим светодиоды таким образом, как описано в комментарии, не забывая резисторы. После сборки схемы и подачи питания, светодиод, подключенный к пину 9 «Heartbeat» будет моргать, обозначая нормальное функционирование. Если этого не произошло, то ищите ошибки в подключении.

Теперь подключим светодиод и переменный резистор.
Резистор необходимо подключить в пину №6 (PA7), поскольку этот пин может быть входом для аналого-цифрового преобразователя, а светодиод — к любому другому, например, к 10 (PA3).

О нумерации пинов

Стоит немного рассказать о различии нумерации пинов в Arduino и при использовании «чистого» кода C. В Ардуино пины нумеруются последовательно и исключаются системные (питание, земля и т. д.), а в реальности всё немного иначе. Все выводы контроллера можно охарактеризовать двумя парметрами: номер порта (порт А, порт В и т.д.) и номер вывода (1..8).

Для используемой нами ATtiny84 нумерация будет аналогична. В библиотеке Arduino-tiny, о которой речь пойдёт далее, можно найти следующую таблицу соответствия:

// ATMEL ATTINY84 / ARDUINO
//
//                           +-\/-+
//                     VCC  1|    |14  GND
//             (D  0)  PB0  2|    |13  AREF (D 10)
//             (D  1)  PB1  3|    |12  PA1  (D  9) 
//                     PB3  4|    |11  PA2  (D  8) 
//  PWM  INT0  (D  2)  PB2  5|    |10  PA3  (D  7) 
//  PWM        (D  3)  PA7  6|    |9   PA4  (D  6) 
//  PWM        (D  4)  PA6  7|    |8   PA5  (D  5)        PWM
//                           +----+

В соответсвии с назначением каждой ножки контроллера, аналоговые пины (те, у которых есть вход АЦП) нумеруются в скетче по каналу АЦП.
Напримем, пин сфизическим номером 11 может быть входом для второго канала АЦП (ADC2), поэтому в скетче он будет называться A2.

Теперь необходимо научить среду программирования Arduino понимать тот факт, что мы используем другой контроллер.

Программируем ATtiny84

Выбираем в качестве нужного устройства «Сервис → Плата → ATtiny84 @ 8 MHz (internal oscillator; BOD disabled)» поскольку у нас нету внешнего кварца, который задает частоту работы контроллера. В качестве программатора выберем — «Сервис → Программатор → Arduino as ISP».

В качестве кода берем уже написанный нами код для светодиода и подстроечного резистора и изменяем там номера пинов.

attiny.ino

// Номер пина для светодиода
int ledPin = 2;   
 
// Номер аналогового пина   
int analogPin = A2;   
 
// В эту переменную считываем значение с аналогового входа
int val = ;         
 
void setup()
{ 
  // Настраиваем пин светодиода на выход
  pinMode(ledPin, OUTPUT);   
}
 
void loop()
{ 
  // Считываем значение
  val = analogRead(analogPin);   
 
  // val содержит значение из диапазона 0..1023, а диапазон значений для analogWrite
  // 0..255. Для этого делим val на 4
  analogWrite(ledPin, val4);  
}

Прошивка кода загрузчика

Теперь подключите шесть проводов от схемы прошивки загрузчика к Arduino Uno точно так, как показано на схеме и фотографии, приведенной выше в разделе «Сборка схемы прошивки загрузчика». После двойной проверки всех соединений вы готовы записать следующий код загрузчика в AT328P-PU в схеме прошивки загрузчика.

1. Выберите » Burn Bootloader » (прошить загрузчик) как действие для Arduino Uno; процесс должен начаться сразу после того, как вы кликните » Burn Bootloader «. Прошивка загрузчика в AT328P-PU
2. Когда вы увидите сообщение » Done burning bootloader » (прошивка загрузчика завершена), процесс будет выполнен, и AT328P-PU сможет понимать и отвечать на инструкции от Arduino IDE. Загрузчик загружен в AT328P-PU

1Программатор для Arduino

• Разъём типа USB-A используется, понятно, для подключения программатора к компьютеру.
• ISP-соединитель нужен для подключения к программируемой плате.
• Джампер JP1 контролирует напряжение на выводе VCC ISP-коннектора. Оно может быть 3,3 В или 5 В. Если целевое программируемое устройство имеет собственный источник питания, нужно убрать перемычку.
• Джампер JP2 используется для перепрошивки самого программатора; в данной статье этот вопрос не рассматривается.
• Перемычка JP3 нужна, если тактовая частота целевого устройства ниже 1,5 МГц.
• Светодиоды показывают: G – питание подаётся на программатор, R – программатор соединён с целевым устройством.

USBasp-программатор и назначение его частей

Описание элементов платы Arduino Nano V3

• USB Jack – разъем USB Mini-B для подключения устройств USB;
• Analog Reference Pin – для определения опорного напряжения АЦП;
• Ground – земля;
• Digital Pins (2-13) – цифровые выводы;
• TXD – пин передачи данных по UART;
• RXD – пин приема данных по UART;
• Reset Button – кнопка перезагрузки микроконтроллера;
• ISCP (In-Circuit Serial Programmer) – контакты для перепрограммирования платы;
• Microcontroller ATmega328P – микроконтроллер — главный элемент на плате;
• Analog Input Pins (A0-A7) – аналоговые входы;
• Vin – вход используется для подачи питания от внешнего источника;
• Ground Pins – земля;
• 5 Volt Power Pin – питание 5 В;
• 3 Volt Power Pin – питание 3.3 В;
• RST – вход для перезагрузки;
• SMD Crystal – кварцевый резонатор (жарг. «кварц») — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы;
• TX LED (White) – светодиод — индикатор отправления данных по UART;
• RX LED (Red) – светодиод — индикатор приёма данных по UART;
• Power LED (Blue) – светодиод — индикатор питания;
• Pin 13 LED (Wellow) – подключенный светодиод к 13-му пину.

Перепрошивка загрузчика Arduino в ATMEGA328P через ATMEGA16U2

Довольно сложная часть нашего мероприятия по прошивке Ардуино. Вам нужно будет припаять некоторые провода. В основном нам нужно подключиться таким образом:

ICSP1 MISO2.Pin.1 -> ICSP MISO.Pin.1
ICSP1 SCK2.Pin.3 -> ICSP SCK.Pin.3
ICSP1 MOSI2.Pin.4 -> ICSP MOSI.Pin.4
JP2 PB4.Pin.1 -> ICSP RESET.Pin.5

Смотрите картинку ниже для понимания:

Подключите плату Arduino к USB-кабелю. Светодиоды RX и TX должны помигать два раза. Драйверы должны быть правильно распознаны (Jungo Connectivity -> AVRISP mkII). Запустите Atmel Studio. Зайдите в: Пуск -> Все программы -> Atmel -> Atmel Studio.

Перейдите в: Инструменты -> Программирование устройства. Выберите:

Инструмент -> AVRISP mkII
Устройство -> ATmega328P
Интерфейс -> ISP

Нажмите кнопку «Применить».

Установите частоту ISP на 16,1 кГц. Нажмите кнопку «Установить».

Программатор не будет работать, если вы установите очень низкую тактовую частоту ISP. Вы получите сообщение об ошибке: «ispProgramMem: получено состояние ошибки: получено 0x81, ожидаемое 0x00 (истекло время выборки контакта RDY / nBSY)». На английском будет звучать так: «ispProgramMem: Error status received: Got 0x81, expected 0x00 (RDY/nBSY pin sampling timed out)«. Однако максимальная скорость ISP также ограничена и не может превышать 1/4 частоты устройства.

Перейдите в «Подпись устройства» (Device signature) и нажмите кнопку «Читать» (Read). Вы должны увидеть правильную «подпись устройства»: 0x1E950F. Нажмите «Memories» и найдите hex файл загрузчика Arduino. Он находится в:

C:\Program Files\ Arduino\hardware\arduinobootloaders\optiboot\optiboot_atmega328.hex

Нажмите кнопку «Program». Если вы используете совершенно новый незапрограммированный ATMEGA328P, вы также должны запрограммировать FUSES. Перейдите в Fuses и используйте следующие значения: low_fuses = 0xff; high_fuses = 0xDE; extended_fuses = 0x05.

Вы успешно прошили 328P с загрузчиком Arduino. На следующем шаге мы вернем оригинальную прошивку 16U2.

Плата Arduino Uno

Контроллер Uno является самым подходящим вариантом для начала работы с платформой: она имеет удобный размер (не слишком большой, как у Mega и не такой маленький, как у Nano), достаточно доступна из-за массового выпуска всевозможных клонов, под нее написано огромное количество бесплатных уроков и скетчей.

Характеристики Arduino Uno

Изображения плат Ардуино Уно

Оригинальная плата выглядит следующим образом:

Оригинальный и официальный Arduino Uno

Многочисленные китайские варианты выглядят вот так:

Плата – клон Arduino Uno

Еще примеры плат:

Подключение Arduino Nano

Подключение платы Arduino Nano к компьютеру не представляет особого труда – оно аналогично обычной плате Uno. Единственная сложность может возникнуть при работе с платой на базе чипа ATMEGA 168 – в настройках нужно выбрать сперва плату Nano, а затем нужный вариант процессора.

Установка драйвера для CH340

Микросхема CH340 часто используется в платах Ардуино со встроенным USB-to-Serial преобразователем. Она позволяет уменьшить затраты на производство плат, не влияя на ее работоспособность. При  помощи этого программатора можно легко прошивать платы Ардуино. Для того, чтобы начать работать с этой микросхемой, нужно установить драйвер на компьютер.

Установка выполняется в несколько этапов:

 Настройка Arduino IDE

Стандартная среда разработки Arduino IDE используется для работы всех видов Ардуино с компьютером. Чтобы начать работу, нужно сначала скачать Arduino IDE с официального сайта и установить ее. Удобнее скачивать Windows Installer, особенно если среда разработки будет установлена на постоянном рабочем компьютере. Если скачан архив, то его нужно распаковать и запустить файл Arduino.exe.

Как только среда установлена, нужно ее запустить. Для этого нужно подключить к компьютеру саму плату Ардуино через USB. Затем перейти в меню Пуск >> Панель управления >> Диспетчер устройств, найти там Порты COM и LPT. В списке появится установленная плата и указан номер порта, к которому подключается плата.

После этого нужно запустить Arduino IDE, перейти в меню Инструменты >> Порт, и указать порт, к которому присоединена Ардуино.  В меня Инструменты>> Платы нужно выбрать модель подключенной платы, в данном случае Arduino Nano. Если у вас плата Nano версии 2.0, то вам нужно также выбрать вариант процессора в соответствующем меню.

Важно помнить, что если к компьютеру будет подключаться другая плата, настройки снова нужно будет поменять на соответствующее устройство

Характеристики Arduino Nano

В первую очередь в разговоре о характеристиках нужно отметить, что Нано выпускается в различных версиях и самые распространённые:

• Nano v.2;
• Nano v.3.

Главное отличие – в самом микроконтроллере. Младшая версия использует Atmega168, Atmega328. Основные отличия чипов – это объём Flash-памяти:

• mega 328: Flash-память – 32 кб, ПППЗУ – 1024 и ОЗУ – 2 кб;
• mega 168: Flash-память – 16 кб, ПППЗУ – 512 и ОЗУ – 1 кб.

ПППЗУ — это перепрограммируемые запоминающее устройство.

Главный конкурент Arduino Nano по размеру – это Arduino Micro. В целом они похожи, но у «микро» интерфейс SPI разведен на другие пины, как и шина I2C, а также изменено количество выводов прерываний. В целом, платы похожи размерами, но различны соотношения сторон, а также некоторые схемотехнические нюансы.

Arduino Nano имеет 8 аналоговых входов, они могут использоваться как цифровой выход, 14 цифровых из которых 6 могут работать как широтно-импульсный модулятор (ШИМ), еще два задействованы под I2C и 3 под SPI.

В противоположном конце платы от разъёма микро-юсб расположена колодка Arudino ICSP для прошивки микроконтроллера.

ШИМ выходы и транзисторы помогут вам: регулировать обороты двигателя, яркость светодиодов, мощность нагревателей и многое другое. А аналоговые входы позволят читать значения с аналоговых датчиков, таких как:

• фоторезисторы;
• терморезисторы;
• термопары;
• измерители влажности;
• датчики давления и другие.

Выходы Digital 2 и 3 могут быть использованы для внешних прерываний

Это такие сигналы, которые сообщают микроконтроллеру о каком-либо важном событии. По этим сигналам вызывается программа обработки прерывания и выполняются необходимые действия, например, выход из режима энергосбережения и выполнение вычислений

На базе платы Nano получится отличный миниатюрный программатор Arduino ISP, для прошивки целого ряда контроллеров.

Connecting the Arduino Nano ISP to the ATmega328P chip

Connect the Arduino to the Atmega with wthe following connections:
Arduino D13 to ATmega pin 19 (SCK) – I used a green wire
Arduino D12 to ATmega pin 18 (MISO) – I used a blue wire
Arduino D11 to ATmega pin 17 (MOSI) – I used a orange wire
Arduino D10 to Atmega pin 1 (RESET) – I used a white wire
VCC to VCC
GND to GND

For more information on wiring the ATmega see arduino-on-a-breadboard

The Arduino renames the pins to make things easy for the user. The ATmega pins are shown below.

New ATmega chips are set to use the internal clock at 1MHz. We need to program the fuses so that the external 16MHz crystal is used. The easiest way to do this is to load a boot loader. This will set the fuses and we can over write the boot loader later.

Adding a new Arduino definition to the boards.txt file

When programming the ATmega chip you can select a suitable similar board in the Arduino board list but this will assume a boot loader is present and reduce the amount of program space available. We can create our own board definition that tells the Arduino IDE to use all available memory and use appropriate fuse settings. The different Arduino definitions are stored in a file called boards.txt. On Windows systems the boards.txt file is in the folder “\hardware\arduino” inside your Arduino installation folder. I normally search for it.

Rename the file to boards.BAK.
Open the boards.BAK file in a text editor, Notepad can be used, and save it in the same folder (“\hardware\arduino”) as boards.txt.

The boards.txt file contains options for various different Arduinos. These are arranged in groups and each Arduino model is separated by lines of #s.

We want to create out own entry for the bread board Arduino and it is easiest to use one of the existing entries. Copy the uno entry and paste at the top of the file.

##############################################################

uno.name=Arduino Uno
uno.upload.protocol=arduino
uno.upload.maximum_size=32256
uno.upload.speed=115200
uno.bootloader.low_fuses=0xff
uno.bootloader.high_fuses=0xde
uno.bootloader.extended_fuses=0x05
uno.bootloader.path=optiboot
uno.bootloader.file=optiboot_atmega328.hex
uno.bootloader.unlock_bits=0x3F
uno.bootloader.lock_bits=0x0F
uno.build.mcu=atmega328p
uno.build.f_cpu=16000000L
uno.build.core=arduino
uno.build.variant=standard

##############################################################

uno.name=Arduino Uno
uno.upload.protocol=arduino
uno.upload.maximum_size=32256
uno.upload.speed=115200
uno.bootloader.low_fuses=0xff
uno.bootloader.high_fuses=0xde
uno.bootloader.extended_fuses=0x05
uno.bootloader.path=optiboot
uno.bootloader.file=optiboot_atmega328.hex
uno.bootloader.unlock_bits=0x3F
uno.bootloader.lock_bits=0x0F
uno.build.mcu=atmega328p
uno.build.f_cpu=16000000L
uno.build.core=arduino
uno.build.variant=standard

Now edit the section you have just pasted.
Change the uno at the start of each line to something else. I used “atmegasa16, short for “atmega stand alone at 16Mhz”.
Give it a new name (atmegasa16.name=)- I used “ATmega Stand Alone (Arduino as ISP)”.
Since I am not using a boot loader I can use all of the program memory so I changed atmegasa16.upload.maximum_size to 32768.
I am using the ArduinoISP so I changed atmegasa16.upload.using to arduino:arduinoisp.
Change atmegasa16.bootloader.extended_fuses=0x07 to atmegasa16.bootloader.extended_fuses=0x05. This is the standard Arduino setting. (I will cover the basics of fuse settings in another post).

You should now have:

To read the new boards.txt file the Ardiono IDE must be restarted. After restarting you should have a new entry:

We should now be ready to program the ATmega chip.
Connect the Arduino Nano to the computer.

Элементы платы

Микроконтроллер ATmega328P

Сердцем платформы Arduino Uno является 8-битный микроконтроллер фирмы Microchip — ATmega328P на архитектуре AVR с тактовой частотой 16 МГц.
Контроллер обладает тремя видами памяти:

• 32 КБ Flash-памяти, из которых 0,5 КБ используются загрузчиком, который позволяет прошивать Uno с обычного компьютера через USB. Flash-память постоянна и её предназначение — хранение программ и сопутствующих статичных ресурсов.
• 2 КБ RAM-памяти, которые предназначены для хранения временных данных, например переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. RAM-память энергозависимая, при выключении питания все данные сотрутся.
• 1 КБ энергонезависимой EEPROM-памяти для долговременного хранения данных, которые не стираются при выключении контроллера. По своему назначению это аналог жёсткого диска для Uno.

Микроконтроллер ATmega16U2

Микроконтроллер не содержит USB интерфейса, поэтому для прошивки и коммуникации с ПК на плате присутствует дополнительный микроконтроллер ATmega16U2 с прошивкой USB-UART преобразователя. При подключении к ПК Arduino Uno определяется как виртуальный COM-порт.

общается с ПК через по интерфейсу UART используя сигналы и , которые параллельно выведены на контакты и платы Uno. Во время прошивки и отладки программы, не используйте эти пины в своём проекте.

Светодиодная индикация

Порт USB Type-B

Разъём USB Type-B предназначен для прошивки и питания платформы Arduino. Для подключения к ПК понадобится кабель USB (A — B).

Понижающий регулятор 5V

Понижающий линейный преобразователь NCP1117ST50T3G обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным выходным током 1 А.

Понижающий регулятор 3V3

Понижающий линейный преобразователь LP2985-33DBVR обеспечивает напряжение на пине . Регулятор принимает входное напряжение от линии 5 вольт и выдаёт напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

ICSP-разъём ATmega328P

ICSP-разъём выполняет две полезные функции:

1. Используется для передачи сигнальных пинов интерфейса SPI при подключении Arduino Shield’ов или других плат расширения. Линии ICSP-разъёма также продублированы на цифровых пинах , , и .
2. Предназначен для загрузки прошивки в микроконтроллер через внешний программатор. Одна из таких прошивок — Bootloader для Arduino Uno, который позволяет .

А подробности распиновки .

Характеристики

Общие

• Чипы: ATmega4809, ATSAMD11D14A
• Пинов ввода-вывода всего: 22
• Напряжение логических уровней: 5 В
• Пины с АЦП: 8
• Разрядность АЦП: 10 бит
• Пины с ШИМ: 5
• Разрядность ШИМ: 8 бит
• Аппаратных интерфейсов SPI: 1
• Аппаратных интерфейсов I²C / TWI: 1
• Аппаратных интерфейсов UART / Serial: 1
• Максимальный ток с пина или на пин: 20 мА
• Максимальный выходной ток пина 5V: 1,2 A
• Максимальный выходной ток пина 3V3: 600 мA
• Входное напряжение через пин Vin: 7–18 В
• Габариты платы: 45×18 мм

Микроконтроллер ATmega4809

• Чип: Microchip ATmega4809
• Ядро: 8-битный megaAVR
• Тактовая частота: 20 МГц (В Arduino настроен на 16 МГц)
• Flash-память: 48 КБ
• SRAM-память: 6 КБ
• EEPROM-память: 256 Б

Краткие выводы

Arduino Uno – отличный вариант платы для создания  своих первых проектов и умных устройств. 14 цифровых и 6 аналоговых пинов позволяют подключать разнообразные датчики, светодиоды, двигатели и другие внешние устройства. USB-разъем поможет подключиться к компьютеру для перепрошивки скетча без дополнительных внешних устройств. Встроенный стабилизатор  позволяет использовать различные элементы питания с широким диапазоном напряжения, от 6-7 до 12-14 В. В Arduino Uno достаточно удобно реализована работа с популярными протоколами: UART, SPI, I2C. Есть даже встроенный светодиод, которым можно помигать в своем первом скетче. Чего еще желать начинающему ардуинщику?

Заключение

В этой статье мы рассмотрели различные аспекты загрузки скетчей в Arduino Uno и Nano. Прошивка плат на базе микроконтроллеров ATmega328 и ATmega256, как правило, не сложна и может выполняться одним нажатием кнопки в Arduino IDE. За эту простоту мы должны благодарить встроенную программу-загрузчик, выполняющую за нас все основные действия на низком уровне.

Еще одним вариантом перепрошивки контроллера является использование другой платы адуино или специальных программаторов, использующих микросхемы CP2102 CH340, FTDI и другие. Этот метод требует дополнительных усилий и затрат, но позволяет гибко изменять параметры прошивки. Какой из двух вариантов выбрать – решать вам. Для новичков, безусловно, первым шагом станет использование Arduino IDE, благо, ее создатели сделали все, чтобы упростить этот процесс.

Настоящая Arduino Uno – это отличная платформа для разработки множества развлекательных и полезных схем на микроконтроллерах, но использование полноценной платы Uno в каждом проекте может быть слишком дорого. Воспользовавшись инструкциями в этой статье, вы сможете уменьшить стоимость блока управления в проекте на 50 и более процентов.

Похожие записи:

Леденцы на палочке: пошаговые рецепты с фото для легкого приготовления Принцип действия и преимущества водяного насоса «ручеек» Разработка boost преобразователя на dsp: принцип работы, расчеты, макетирование Хрустящая жареная картошечка Как отремонтировать венский стул своими руками Как сделать топчан своими руками чертежи