Prosty programator mikrokontrolerów AT89Cx051-AT89C5x.pdf

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Dzia³ Projekty Czytelników zawiera opisy projektów nades³anych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze

odpowiedzialnoci za prawid³owe dzia³anie opisywanych uk³adów, gdy¿ nie testujemy ich laboratoryjnie, chocia¿

sprawdzamy poprawnoæ konstrukcji.

Prosimy o nadsy³anie w³asnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artyku³u nale¿y do³¹czyæ podpisane owiadczenie,

¿e artyku³ jest w³asnym opracowaniem autora i nie by³ dotychczas nigdzie publikowany . Honorarium za publikacjê

w tym dziale wynosi 250,- z³ (brutto) za 1 stronê w EP. Przysy³anych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie

prawo do dokonywania skrótów.

Prosty programator mikrokontrolerów

AT89Cx051/AT89C5x

Projekt

107

Na rynku dostêpnych

jest wiele programatorów

uniwersalnych (drogich)

i specjalizowanych dla

danej grupy uk³adów

(tañszych). Taki w³anie

tani, lecz funkcjonalny

programator przedstawiamy

w artykule.

dla nich jest

cena narzêdzi sprzêto-

wych (uk³ady PCF8574A s¹

stosunkowo drogie). S³uszn¹

alternatyw¹ w takim wypadku

jest zbudowanie w³asnego pro-

gramatora, którego koszt wy-

konania bêdzie ograniczony do

minimum. Od takiego progra-

matora wymagana jest tylko

jedna cecha - ma kasowaæ i za-

pisywaæ pamiêæ Flash uk³adu.

Nie musi on ustawiaæ ¿adnych

dodatkowych opcji w progra-

mowanym uk³adzie, gdy¿ ma

s³u¿yæ on do celów laborato-

ryjnych, a nie komercyjnych

(choæ mo¿na go stosowaæ i tu-

taj). Okazuje siê, ¿e w Inter-

necie opisów takich progra-

matorów jest wiele. Jednak al-

bo ich oprogramowanie pozo-

stawia wiele do ¿yczenia albo

moj¹ drobne, acz istotne b³ê-

dy w schemacie.

Niew¹tpliw¹ zalet¹ mik-

rokontrolerów zgodnych pro-

gramowo z 8051, jest mno-

goæ dostêpnego kodu ród³o-

wego. Stwarza to mo¿liwoæ

³atwego wypróbowania

swoich si³ m.in. w asemble-

rze. Zapewne wielu elektro-

ników pragnê³oby tak¿e do³¹-

czyæ do grona u¿ytkowników

Bascoma 8051, jednak barier¹

Budowa i dzia³anie

Postanowi³em wiêc zapro-

jektowaæ w³asny programator,

który bêdzie domylnie pro-

gramowa³ uk³ady AT89Cx051,

a po zastosowaniu dodatko-

wej p³ytki, tak¿e AT89C5x.

Zak³adam, ¿e rozpoczynaj¹cy

przygodê z mikrokontrolerami

dysponuj¹ zazwyczaj kompu-

terem, wiêc sterowanie prac¹

Rys. 1

Elektronika Praktyczna 2/2003

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

Rys. 2

programatora zosta³o przerzu-

cone na PC-ta. Program do

jego obs³ugi zosta³ napisany

w Turbo Pascalu i jest dostêp-

ny na p³ycie CD-EP2/2003.

Schemat elektryczny pro-

gramatora pokazano na rys. 1 .

Programator jest wykrywany

automatycznie przez oprogra-

mowania za spraw¹ po³¹cze-

nia wyprowadzeñ 13 i 14 z³¹-

cza drukarkowego. Owo

z³¹cze ma tê zaletê, ¿e nie

potrzeba nam dodatkowego

kabla do portu równoleg³ego

- wystarczy od³¹czyæ go od

drukarki. Program sprawdza

równie¿, czy programowany

uk³ad jest w³o¿ony do progra-

matora (linia ACK), a w przy-

padku braku odpowiedniego

napiêcia programuj¹cego rów-

nie¿ informuje o b³êdzie.

Tranzystor T1, sterowany

sygna³em DSL ustala, czy uk³ad

bêdzie kasowany czy progra-

mowany. Tranzystor T2, stero-

wany sygna³em ALF w³¹cza

napiêcie programuj¹ce. Dioda

D1 zabezpiecza programowany

uk³ad przed uszkodzeniem

w przypadku, gdy pod³¹czymy

odwrotnie spolaryzowane na-

piêcie zasilania. Wówczas co

najwy¿ej wzronie temperatura

stabilizatora U2.

Rezystor R1 wraz z kon-

densatorem C1 stanowi uk³ad

ca³kuj¹cy dla sygna³u zega-

rowego. Jest on niezbêdny

gdy stosujemy d³ugi przewód

po³¹czeniowy. W praktyce

okaza³o siê jednak, ¿e R1

w wiêkszoci przypadków po-

winien byæ zwarty.

Zworka JP1 pozwala wy-

braæ ród³o sygna³u zegaro-

wego. Kiedy programujemy

powinnimy wybraæ pozycjê

1-2, za jeli chcemy na szy-

bko sprawdziæ poprawnoæ

naszego prostego programu

(np. generatora) po zaprogra-

mowaniu uk³adu, nale¿y wy-

braæ pozycjê 2-3. Kiedy chce-

my programowaæ uk³ad

AT89Cx51 za pomoc¹ omó-

wionego dalej adaptera dla

du¿ych '51 (drugiej p³ytki)

powinnimy ustawiæ dwie

zworki na pozycjach 1-2 oraz

3-4.

W adapterze dla uk³adów

AT89C5x (schemat elektrycz-

ny na rys. 2 ) wewnêtrzny licz-

nik adresu uk³adów

AT89x051 zosta³ zast¹piony

przez liczniki U9 i U10, co

pozwala adresowaæ pamiêæ

o 16-bitowym adresie (mo¿na

go w razie potrzeby wykorzys-

taæ do programowania innych

uk³adów, np. pamiêci EP-

ROM). Uk³ady te s¹ zerowane

poprzez tranzystor T3 w cza-

sie, gdy nie ma ¿adnego na-

piêcia programuj¹cego. Naj-

lepszym rozwi¹zaniem jest

umieszczenie w miejsce T3

tranzystora MOSFET (z kana-

³em typu N) i usuniêcie re-

zystora R7. Wtedy uk³ad ze-

ruj¹cy nie bêdzie obni¿a³ na-

piêcia programuj¹cego.

cu wlutowujemy goldpiny (do

jumperów - JP2 k¹towe - i za-

silania) oraz z³¹cze drukarko-

we, od którego nale¿y wcze-

niej odkrêciæ plastikow¹ czêæ

lub zwiêkszyæ w niej odleg³oæ

nó¿ek pomiêdzy rzêdami.

Uruchomienie rozpoczyna-

my od pod³¹czenia napiêcia

zasilania (12 V, stabilizowane)

i sprawdzenia poprawnoci

napiêæ w podstawce do pro-

gramowania uk³adu. Nastêpnie

mo¿emy zabraæ siê do pierw-

szego programowania.

Druga p³ytka - adaptera

dla AT89C5x - pomimo wszel-

kich prób minimalizacji, zo-

sta³a zaprojektowana jako

dwustronna. Wybra³em kom-

promis w liczbie przelotek dla

tych osób, które bêd¹ wyko-

nywa³y j¹ jako dwuwarstwo-

w¹ oraz dla osób, które wy-

konaj¹ j¹ jako jednostronn¹,

a resztê po³¹czeñ wykonaj¹

przewodami (np. kynarem

cie¿ki sygna³owe i jakim

grubszym cie¿ki zasilania).

Monta¿ tej p³ytki rozpoczyna-

my od podstawek uk³adów,

poza U3. Nastêpnie wlutowu-

jemy elementy dyskretne. Te-

raz zabieramy siê za U3 i wlu-

towujemy od spodu p³ytki

dwa rzêdy 10-nó¿kowych gol-

dpinów (dla druku jedno-

stronnego wpuszczamy je

w p³ytkê tylko w niewielkim

stopniu).

Po tej operacji osoby wy-

konuj¹ce p³ytkê jednostronn¹

powinny zabraæ siê za po³¹-

czenia przewodowe (z górnej

warstwy druku dwustronne-

go). Goldpiny nie bêd¹ nam

Monta¿ i uruchomienie

Podstawowa p³ytka pro-

gramatora zosta³a zaprojekto-

wana jako jednowarstwowa.

Jej wzór zamieszczamy wraz

z oprogramowaniem na CD-

EP3/2003.

Monta¿ programatora nale-

¿y rozpocz¹æ od omiu zwor.

Najlepiej od razu równie¿ ze-

wrzeæ tak¿e wyprowadzenia

rezystora R1. Nastêpnie wlu-

towujemy kolejno podstawki

pod uk³adu scalone, stabiliza-

tor, rezonator kwarcowy. Obu-

dowê tego ostatniego, w celu

ograniczenia liczby harmo-

nicznych, warto po³¹czyæ

z mas¹, co jest mo¿liwe, gdy

zamontujemy go na le¿¹co. Je-

li wykonalimy te czynnoci,

zabieramy siê do monta¿u ele-

mentów dyskretnych. Na koñ-

Zworka JP2 pozwala wy-

braæ napiêcie programuj¹ce

dla wiêkszych '51, a tak¿e

sterowaæ sygna³em zeruj¹cym

mikrokontrolera. W pozycji 1-

2 ustalamy napiêcie 12 V, za

2-3 5 V. Gdy zdejmiemy zwor-

kê (ustawimy j¹ prostopadle)

napiêcie wyniesie 0. Procedu-

rê programowania omówiê da-

lej. Dane 8-bitowe s¹ przesy-

³ane do uk³adu bezporednio

z portu (D0...D7) podobnie jak

sygna³ programuj¹cy (INI).

W celu programowania AT89C55 nale¿y dodaæ dwie cie¿-

ki dla linii A14 oraz A15. W tym celu nale¿y po³¹czyæ:

- 8 wyprowadzenie 74LS93 (U10) z 10 wyprowadzeniem

AT89C5x (U4),

- 11 wyprowadzenie 74LS93 (U10) z 11 wyprowadzeniem

AT89C5x (U4).

Elektronika Praktyczna 2/2003

Elektronika Praktyczna 2/98

P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W

szym programatorze, musimy

je przekonwertowaæ do pliku

bin . Mo¿emy to uczyniæ z ³at-

woci¹ stosuj¹c np. program

hex2bin (zamieszczamy go na

CD-EP2/2003) i podaj¹c jako

parametr nazwê pliku hex .

Pliki tego formatu generu-

je tak¿e Bascom 8051, ale na-

le¿y je najpierw od niego

wykraæ. Na pocz¹tku wy-

bieramy z menu Op-

tions>Compiler>Output i za-

znaczamy pola Binary File

i HEX File (w razie potrzeby

Old Intel HEX File ). Nastêp-

nie przechodzimy do Op-

tions>Programmer>Other .

W polu Programmer wybiera-

my External Programmer , od-

znaczamy opcje Auto Flash

i Auto Verify , a w Program

wskazujemy program edycyj-

ny notepad i zaznaczamy Use

HEX File . W okno Parameter

wpisujemy {file}, a w Mode

wybieramy Go to application

directory and run . Jeli po-

trzebujemy danych w forma-

cie bin to odznaczamy opcjê

Use HEX File . Po skompilo-

waniu programu wybieramy

Run Programmer i mo¿emy

z poziomu notatnika zapisaæ

plik bin , a nastêpnie przejæ

do DOS-u i zaprogramowaæ

nasz uk³ad.

DOS-em nie musimy siê

jednak w Bascomie przejmo-

waæ. Gdy nie chcemy stoso-

waæ powy¿szej, doæ d³ugiej

metody, wystarczy wybraæ ja-

ko programator urz¹dzenie

o nazwie BlowIT Programmer

(dostêpny na pewno w wersji

Bascom 8051 2.0.2.0 i 2.0.6.0)

- prezentowany programator

jest z nim kompatybilny. Na-

stêpnie wybieramy odpowied-

ni port LPT ( LPT-address )

w zak³adce Parallel (progra-

mator nie zostanie wykryty

automatycznie), ustawiamy

Port Delay np. na 5 i odzna-

czamy pozosta³e pola. Od tej

pory mo¿emy programowaæ

z poziomu Bascom-a uk³ady

do 4 kB pamiêci Flash. Pozo-

staje jeszcze dodaæ, ¿e trzeba

prawid³owo wybraæ ustawie-

nie zworek: JP1 w pozycji 1-

2 (dla AT89C5x dodatkowo

w 3-4), JP2 dla AT89Cx051

w pozycji 1-2, a dla AT89C5x

w zale¿noci od wersji (5/

12 V).

Przypominam o mo¿liwo-

ci sprawdzenia dzia³ania

prostego programu w progra-

matorze (po od³¹czeniu kabla

LPT). Nale¿y tylko ustawiæ

odpowiednio zworki. Jako

przyk³adowy program testowy

proponujê (Bascom):

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 1k

lub zwora (patrz

opis)

R2...R4, R6: 10k

R7: 10k

lub zwora (patrz

opis)

R8: 5,1k

Kondensatory

C1: 1nF

C2, C3: 20...40pF

C4, C9: 100nF

C5, C6, C7: 10

Rys. 3

niestety pasowa³y do pod-

stawki precyzyjnej w p³ytce

bazowej. Musimy wykonaæ

prost¹ przejciówkê - czyli

u¿yæ dwóch jednorzêdowych

podstawek precyzyjnych. One

bêd¹ ju¿ nam pasowa³y.

Ewentualnie, zamiast tego ca-

³ego zamieszania wokó³ U3,

mo¿emy u¿yæ kabla (tamy)

z wtykiem emulacyjnym.

Uruchomienie drugiej p³yt-

ki polega na prawid³owym

wpiêciu U3 do podstawki U1,

a nastêpnie zmierzeniu w pod-

stawkach napiêæ zasilaj¹cych

(uwaga na licznik U10, który

ma napiêcie zasilania na

nó¿kach 5 i 10). Jeli s¹ po-

prawne, to mo¿emy umieciæ

w nich uk³ady scalone. Jeli

nie, nale¿y dok³adnie przea-

nalizowaæ po³¹czenia. Teraz

wystarczy uruchomiæ program

i w³o¿yæ w podstawkê uk³ad

do zaprogramowania.

matora wymagane zasilanie,

ale bez przewodu od drukarki.

2. Ustawiamy jumper JP1

na pozycji 2-3 ( xtal ), a JP2 2-

3 (5 V - reset on ).

3. Wk³adamy uk³ad

AT89Cx051 do podstawki.

4. Zdejmujemy JP2 ( reset

off ) - od tej pory nasz pro-

gram jest wykonywany.

5. Program restartujemy

zak³adaj¹c ponownie JP2 na

pozycjê 2-3 (5 V).

6. Od³¹czamy zasilanie

i wyjmujemy zaprogramowa-

ny uk³ad.

Programowanie mikrokon-

trolerów AT89C5x przeprowa-

dza siê nastêpuj¹co:

1. Ustawiamy dwie zwor-

ki JP1 na pozycjach 1-2

( clock ) i 3-4 ( xtal ), a JP2 na

pozycjê 2-3 (5V).

2. Wpinamy (poprawnie!)

adapter AT89C5x do p³ytki

bazowej.

3. Pod³¹czamy do progra-

matora wymagane zasilanie

oraz przewód od drukarki.

4. Uruchamiamy program

My_x051 z nazw¹ pliku binar-

nego, którego zawartoæ chce-

my umieciæ w programowa-

nym uk³adzie, jako parametr.

5. Wk³adamy programowa-

ny uk³ad do podstawki.

6. Jeli mamy wersjê wy-

sokonapiêciow¹ uk³adu

(12 V zamiast 5 V), przesta-

wiamy jumper JP2 na pozycjê

1-2 (12 V).

7. Wykonujemy punkty 6,

7 i 8 dla AT89Cx051.

Oprogramowanie steruj¹ce

programatora bêdzie wci¹¿

rozwijane tak, aby nie wyma-

ga³o szybkiego CPU (w tej

chwili czas mierzony jest bar-

dzo dok³adnie, zajmuj¹c przy

tym znaczny czas procesora).

Dostêpna jest tak¿e wersja

przystosowana do pracy pod

opiek¹ systemem Windows

( rys. 3 ). Nowe wersje pojawi¹

siê na stronie autora: http://

nopsoft.republika.pl .

F/10V

Pó³przewodniki

U2: 7805

U9: CMOS 4040

U10: 74LS93

D1: 1N4148

T1, T2: BC547B

T3: BC547B lub MOSFET-N

BS170, BS109 (patrz opis)

Ró¿ne

U1: podstawka precyzyjna

DIP20

U3: dwa goldpin-y oraz

dwie podstawki precyzyjne

jednorzêdowe

U4: podstawka precyzyjna

DIP40

U9: podstawka DIL16

U10: podstawka DIL14

Q1: rezonator kwarcowy

4...12MHz

JP1: goldpin z dwoma

jumperami

JP2: goldpin z jumperem

J1: 36-nó¿kowe z³¹cze

drukarkowe (¿eñskie)

J2: goldpin

Obs³uga programatora

Programowanie uk³adu nie

jest zbyt skomplikowane. Naj-

pierw przedstawiê procedurê

programowania mikrokontro-

lerów AT89Cx051:

1. Pod³¹czamy do progra-

matora wymagane zasilanie

oraz przewód od drukarki.

2. Ustawiamy jumper JP1

na pozycji 1-2 ( clock ), a JP2

2-3 (5 V).

3. Uruchamiamy program

My_x051 z nazw¹ pliku binar-

nego, którego zawartoæ chce-

my umieciæ w programowa-

nym uk³adzie, jako parametr.

4. Wk³adamy uk³ad do

podstawki.

5. Przestawiamy jumper

JP2 na pozycjê 1-2 (12 V).

6. Wciskamy ENTER.

7. Po zakoñczeniu progra-

mu przestawiamy jumper JP2

z powrotem na pozycjê 2-3

(5 V).

8. Od³¹czamy zasilanie

(niekoniecznie) i (starannie)

wyjmujemy zaprogramowany

uk³ad.

P³ytkê bazow¹ mo¿emy

wykorzystaæ tak¿e jako prost¹

p³ytkê uruchomieniow¹:

1. Pod³¹czamy do progra-

cpl p1.7

Wait 1

cpl p1.6

Loop

a dla assemblera:

loop1:

CPL P1.7

MOV A,#5

;zale¿nie od czêstotli-

;woci rezonatora

;kwarcowego

loop2:

PUSH ACC

CLR A

loop3:

MOV B,#0

DJNZ B,$

DJNZ ACC,loop3

POP ACC

DJNZ ACC,loop2

CPL P1.6

SJMP loop1

Pozostaje ju¿ tylko urucho-

miæ i sprawdziæ woltomierzem

lub sond¹ logiczn¹ czy zmie-

niaj¹ siê stany wyprowadzeñ

18 i 19 uk³adu AT89Cx051.

Janusz U¿ycki

nopsoft@skrzynka.pl

Uwagi koñcowe

Wiêkszoæ kompilatorów

generuje jedynie pliki hex .

Aby móc je wykorzystaæ w na-

Elektronika Praktyczna 2/2003

R5: 2k

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: