AT89用パラレルプログラマ。スキーム、説明

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AT89用並列プログラマ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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パラレルプログラミングインターフェイスを備えた MSC-51 互換の Atmel AT89C シリーズマイクロコントローラは、その幅広い機能と比較的安価な価格でアマチュア無線家の注目を集めています。残念ながら、今日一般的なプログラマーの多くはこれらに適していません。専門的なものが必要です。この記事の著者は、Atmel の推奨に従って、CIS 企業によって作成された要素ベースに基づいて、なんとか作成しました。

自作プログラマを開発するときの主な問題は、マイクロコントローラのプログラミングアルゴリズムを理解し、正確に従うことです。チップ設計会社が公開している回路図とソフトウェアを使用することで、多くの予想外の事態を回避できます。

プログラムコードをマイクロコントローラー AT89S51、AT89S52、AT89S1051、AT89S2051、AT89S8252 にロードするには、Atmel は [1] で説明されているデバイスを推奨します。その相対的な複雑さ (XNUMX つのデジタルチップと XNUMX つのアナログチップ) と DOS で実行される控えめなソフトウェアは、すべての独自のアルゴリズムに準拠したプログラミングの信頼性によって十分に補われています。

図では、図 1 は、主に要素ベースが「独自の」プログラマとは異なるプログラマの図を示しています。 DATA2 DATA5 ラインを介してコンピュータから受信した情報は、DD1 デコーダからの C 入力の負極性パルスの減少に基づいて DD8 ～ DD1 レジスタに書き込まれます。DD3 レジスタと DD4 レジスタの一部には、13 ビットのデータが保存されます。 DD5 のマイクロコントローラの内部メモリセルのアドレス - DD2 のこのセルに書き込むためのデータのバイト、およびアドレスフリービット DD4 - 制御コード。電源投入時、R13C1回路はレジスタDD2を初期状態に戻し、プログラマブルマイコンのメモリ内容が誤って破壊されることを防ぎます。

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DD6 バスドライバーは、マイクロコントローラー出力から DATA1 ～ DATA8 ラインにデータを転送するために使用されます。 LPT ポートが出力されているとき、DD6 チップの出力はアクティブであってはなりません。これは、マイクロ回路の制御入力でイネーブル信号を生成するプログラムで考慮されています。

抵抗 R1 ～ R12 は、LPT ポートのライン上の信号ドロップに伴う「リンギング」を軽減し、過負荷から保護します。ポートラインに接続されたコンピュータ要素の出力と、プログラマブルマイクロ回路自体を含む一部のプログラマ要素の出力が高インピーダンス状態にある場合、DR1 ～ DR3 セットの抵抗器は対応する回路で高論理レベルを維持します。。

プログラマブル超小型回路は、89 つのパネルのいずれかにインストールされています: AT1051S89、AT2051S89、AT4051S20 (DIP-1 パッケージ - XS89)。 AT51C40 およびその他の DIP-2 ハウジング - XS1。 XS6 パネルに取り付けられたマイクロコントローラの内部クロック発生器がプログラミング中に動作するように、コンデンサ C4 および C5 を備えた周波数 2 MHz の水晶共振器 ZQ1 が必要です。 XS5 パネルに取り付けられるものは発振器を必要としません。このパネルのピン XNUMX は、ソフトウェアによって生成されたクロックパルスを受信します。

プログラマのコネクタ X1 への電源電圧は外部ソースから供給されます。たとえば、SEGA Mega Drive-M ビデオコンソールのネットワークアダプターなどです。定格負荷 (1 A) では出力電圧は 11 V を超えませんが、プログラマが消費する電流が 70 ～ 90 mA になると、出力電圧は 14 ～ 15 V に増加します。

マイクロ回路 (プログラム可能な回路を含む) に電力を供給するための 5 V 電圧は、DA1 統合スタビライザーを使用して得られます。バスドライバ DD2 のピン 18 のロー論理レベルでのスタビライザ DA7 の出力の電圧は 12 V です。正確な値はトリミング抵抗 R21 で設定されます。ピン 18 の論理レベルが High になると、開いたトランジスタ VT2 が別のトリミング抵抗 R21 を R19 と並列に接続し、DA2 スタビライザーの出力電圧を 5 V に下げます。

DD18 の 7 ピンの High レベルを Low にした後のスタビライザ出力の電圧上昇速度は、容量とコンデンサ C14 に依存しますが、容量が大きすぎたり、制御コンピュータの動作速度が速い場合は、数倍遅くなります。マイクロコントローラーのフラッシュメモリのセルにエラーがプログラムされる可能性があります。

DA2 スタビライザーの出力電圧は XS31 パネルのピン 2 (EA/VPP) に直接供給され、トランジスタ VT1 のスイッチを介して XS1 パネルのピン 1 (RST/VPP) に供給されます。 12V の電圧では、DD16 レジスタのピン 2 の論理レベルに関係なく、キーは開きます。5V では、このレベルが低い場合にのみキーが開きます。

HL2 LED の輝度の低下は、DA5 出力の電圧が 2 V であり、プログラマブルマイクロ回路がメモリからコードを読み取るモードになっていることを示します。メモリの消去および書き込みモードでは、電圧が 12 V に増加し、LED の輝度が著しく増加します。これは、12 V を必要としないマイクロコントローラーを除くすべてのマイクロコントローラーに当てはまります。 1 ピンのマイクロコントローラーをプログラムする場合、HLXNUMX LED も点灯します。

プログラマの X2 プラグは、IBM 互換コンピュータの LPT ポートのソケットに最長 2 m のケーブルで接続されます。コンピュータで LPT ポートの拡張動作モード (ECP/EPP) が有効になっている必要があります。最新のシステムユニットでは、デフォルトで動作します。そうでない場合は、コンピュータの起動時に BIOS SETUP プログラムを実行してポートモードを変更できます (メニュー項目「Integrated Peripherals」-「Parallel Port Mode」)。

詳細と構造

プログラマは、140x140 mm の両面プリント基板上に組み立てられています。 DA1 スタビライザーは、少なくとも 20 cm2 の面積のヒートシンクに取り付けられます。表面実装を使用してブレッドボード上にプログラマを組み立てることもできます。コンデンサ C4、C5 および水晶共振器 ZQ1 は、XS18 パネルのピン 19、2 のできるだけ近くに配置する必要があることに注意してください。マイクロ回路 DD1 (ピン 13 ～ 15)、DD2 (ピン 8)、および DD7 (ピン 15、17) の空き入力は、それらの共通ピンまたは電源ピンに接続する必要があります。これにより、デバイスのノイズ耐性が向上します。

すべてのデジタル超小型回路は、たとえば推奨事項 [555] を使用して、K1533、KR2 シリーズの機能的類似品、または輸入されたものと置き換えることができます。トランジスタ VT1、VT2 - 低電力に対応する構造、できればオープントランジスタのコレクタ - エミッタセクションでの電圧降下が最小限のもの。

トリマ抵抗 R19、R21 - SPZ-19A。抵抗器 DR1 ～ DR3 ～ HP1-4-9M のセットは、HP1-4-8M、外国の 9A シリーズ、または定格図に示されている対応する数の通常の小型抵抗器に置き換えることができます。抵抗 R1 ～ R12 は X2 プラグハウジング内に配置できます。

パネル XS1 および XS2 は、チップの繰り返しの挿入と取り外しに耐える必要があります。コンタクト列間の距離が 7,5 mm (XS1) および 15 mm (XS2) のチップ用に設計された ZIF パネル (取り付け力ゼロ) を使用するのが最適です。ユニバーサルパネルも適しており、「狭い」マイクロ回路と「広い」マイクロ回路の両方を設置できます。

ZIF パネルは他のすべてのプログラマ部品を合わせたものよりも数倍高価であることを考慮して、このボードには従来のプログラマ部品を取り付けるための接触パッド (できればコレット接点を使用) が用意されています。平らな接触を備えた最も安価なパネルを使用することはお勧めできません。何度もチップを交換すると、そのような接点は信頼性を失います。

形にする

プログラマは、コンピュータに接続せず、プログラム可能なチップも使用せずに初めて電源が入ります。まず、スタビライザ DA13,5、DA15,5 の入力に 5 ～ 0,1 V、出力に 1 ± 2 V の電圧が存在することを確認します。後者の場合、トリミング抵抗 R19 を使用して希望の値を設定します。

DD1 マイクロ回路のピン 10 と 6 を接続すると、ピン 3、5、7、9、12、14、16、18 の電圧は 5 V から 3...4 V に低下するはずです。これが当てはまらない場合は、インストールエラーがあるか、DD6 チップに欠陥があります。

さらにテストするには、プログラマをコンピュータに接続します。プログラマが動作しているときの LPT ポートライン上の信号は、オシロスコープの画面では非常に混沌として見えるため、その形状からデバイスの有用性を判断するのは困難です。テストプログラムを実行することをお勧めします atmeltst.exe。画面上の要求に応じて、プログラマが接続されている LPT ポートの番号 (1 または 2) を入力すると、図のようなモニター画面が表示されます。 2.

AT89用の並列プログラマー

このプログラムは 2 つのレジスタ DD5 ～ DD3 のいずれかにアクセスできるようにし、任意の 0 ビットバイナリコードを書き込むことができます。推奨されるアクションの順序は、画面下部のテキストで示されます。たとえば、制御コードの通過をチェックするには、画面上で「テスト信号 F2、C2-C1」の行を選択し、オシロスコープまたは電圧計を使用して DD8 マイクロ回路の出力の論理レベルをチェックする必要があります。それらはすべてローであり、対応するキー FXNUMX ～ FXNUMX を押すとハイに変わります。

ビットの状態を操作することで、プログラマ回路に応じた信号の通過をチェックします。たとえば、DD19 のピン 2 (レジスタの最上位ビット) のローレベルは、DD18 のピン 7 のハイレベルおよび DA5 スタビライザの出力の 2 V の電圧に対応する必要があります。 F8 キーを押すと、電圧が 12 V に増加し、同時に HL2 LED の明るさが増加するはずです。もう一度 F8 キーを押すと、電圧と輝度が前の値に戻ります。

他のレジスタとその出力に接続された回路も同様の方法でチェックされます。

プログラミング

無料の Atmel プログラマメンテナンスパッケージは、次の Web サイトにあります。パッケージに含まれるプログラムは、「独自の」プログラマと提供されたプログラマの両方を制御するのに適しています。ただし、Russified プログラムを使用することをお勧めします。 at89.exe。その助けを借りて、独自のパッケージで「カバーされていない」AT89S89、AT4051S89、AT55S89、AT51S89、AT52S89 を含む、パラレルインターフェイスを備えた AT53 シリーズのすべてのマイクロコントローラーをプログラムできます。

プログラムは、永続メモリに特別に記録された 89 バイトまたは 0 バイトのシグネチャを分析することにより、パネルの XNUMX つにインストールされているマイクロコントローラのタイプを自動的に判断します。 ATXNUMX ファミリのマイクロコントローラーのシグネチャのリストを表に示します。すべての署名バイトが XNUMXFFH に等しい場合は、パネル内のマイクロコントローラーが欠落しているか故障しているか、あるいはプログラマーの電源がオンになっていない可能性があります。

AT89用の並列プログラマー

プロセスの制御に使用されるプログラミングアルゴリズムとキーのリストは変更されません。推奨動作環境はMS DOSです。 Windows ユーザーは、最初にコンピュータを MS DOS モードで再起動するか、ファイルのプロパティでこのモードを設定して、プログラムを実行する必要があります。そうしないと、検証エラーメッセージが停止するまで、マイクロ回路のプログラミングを XNUMX ～ XNUMX 回続けて繰り返す必要があります。

プログラミングプロセス全体には 10 ～ 15 分もかかりませんが、フラッシュメモリの実際のロードには最大 XNUMX ～ XNUMX 秒かかります。モニター画面にリストが表示されるコマンドは、ラテンアルファベットの文字を含むキーを押すことによって与えられます。大文字と小文字は関係ありません。

データをマイクロコントローラのメモリにロードするバイナリファイルの名前は、「Read File」コマンドを発行した後に入力します。このメモリの内容は、事前に読み取って同様のファイルに保存できます (「ファイルへの書き込み」コマンド)。ファイルからのデータを使用してメモリの内容をチェックするとき (「ファイルでチェック」コマンド)、次のようなメッセージが画面に表示される場合があります。

セル内 FLASH 039A = FF?! 6V

これは、マイクロコントローラのアドレス 39AN のフラッシュメモリセル (プログラムメモリ) に、ファイルで指定されている 0ВН の代わりにコード 6FFH が書き込まれることを意味します。

スタビライザーDA2の交換

低電力ネットワークアダプタとネットワーク電圧の低下により電源が供給される場合、プログラマには 12 ～ 13 V しか供給できませんが、DA1 スタビライザにとっては、この状況は有利です (消費電力が少なくなります)。ただし、DA2 スタビライザーは動作モードを終了する可能性があり、その結果、プログラマブルマイクロコントローラーに供給される電圧が許容値の 11,5 V を下回ります。経験上、Atmel マイクロ回路は 10,5 V で正常にプログラムされることがわかっています。ただし、これを保証することはできません。

National Semiconductor の KR1184EN2 チップまたはそのプロトタイプ LP2951CL をスタビライザ (多くのコンピュータのマザーボードで利用可能) に使用する場合、電源電圧を 11,8 V に下げることで、プログラマの信頼性の高い動作を実現できます。

スタビライザーは図のように組み立てられます。 3に接続し、図に示すものに接続します。 1 点 A、B、C。マイクロ回路 DA2、トランジスタ VT2、抵抗 R18 ～ R21、およびコンデンサ C14 をプログラマから除外する必要があります。

AT89用の並列プログラマー

ダイオード VD1 (図 3 を参照) は、点 A の高論理レベルで閉じられ、5±0,03 V の出力電圧は、DA1 チップ内にある高精度分圧器によって設定されます。点 A のレベルが低い場合、ダイオードは開き、抵抗 R1 と R2 は内部分圧器のアームの 12 つをバイパスします。出力電圧は 2 V に増加します (トリミング抵抗 R1 によって調整されます)。コンデンサ C14 は、過渡プロセス中の電圧サージを抑制します。その静電容量 (図 1 のコンデンサ CXNUMX と同様) は大きすぎてはなりません。

KR1184EN2 マイクロ回路には内部出力電圧低下検出器があり、出力電圧が設定値の 5% を超えて低下するとトリガーされます。その結果、トランジスタ VT1 が開き、LED HL1 が点灯します。出力の負荷容量が小さいため、抵抗R4の値を小さくすることができません。

KR1184EN2 (LP2951CL) チップを購入できなかった場合は、DA2 チップ上のスタビライザー (図 1 を参照) を図に示す回路のユニットと置き換えることができます。 4. 両端の最小電圧降下は、負荷電流 0,15 mA で 0,2 ～ 20 V になります。図に示されている抵抗器 R4 の値によるトランジスタ VT5 のコレクタ電流は 50 mA を超えることはできないため、このトランジスタをヒートシンクに設置しなくても済みます。

AT89用の並列プログラマー

点 A の低論理レベルでは、トランジスタ VT1 が開き、スタビライザの出力電圧は 12 V になります (トリミング抵抗 R1 によって調整されます)。ハイレベルでトランジスタが閉じている場合、抵抗は 5 V に低下します。抵抗 R7 と R8 は、公称値からの最大偏差が 1% 以内であるか、そのような精度で選択する必要があります。 KR142EN19 マイクロ回路は、輸入されたアナログ TL431CLP に置き換えることができます。

プログラマーのプリント基板のプログラムと図面

文学

パーソナルコンピュータを使用してAT89C51 /C52/LV51 /LV52/C1051 /C2051をプログラムします。 -
AT89シリーズプログラマーインターフェース -
Ryumik S. マイクロ回路を独自のプログラマに置き換えます。 - ラジオミール。あなたのコンピュータ、2003 年、No. 5、p. 32-34。

著者: S.Ryumik、チェルニーヒウ、ウクライナ

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