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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Programador paralelo para AT89. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores Los microcontroladores de la serie Atmel AT51C compatibles con MSC-89 con una interfaz de programación paralela atraen la atención de los radioaficionados con sus amplias capacidades a un costo relativamente bajo. Desafortunadamente, muchos programadores comunes hoy en día no son adecuados para ellos. Necesitas uno especializado. El autor del artículo propuesto logró hacer uno de acuerdo con las recomendaciones de Atmel, pero sobre una base de elementos producidos por empresas de la CEI. El principal problema en el desarrollo de un programador casero es conocer y seguir estrictamente los algoritmos de programación de los microcontroladores. Se pueden evitar muchas sorpresas utilizando circuitos y software publicados por empresas de diseño de chips. Para cargar códigos de programa en los microcontroladores AT89C51, AT89C52, AT89C1051, AT89C2051, AT89S8252, Atmel recomienda el dispositivo descrito en [1]. Su relativa complejidad (siete chips digitales y dos analógicos) y el modesto software que se ejecuta en DOS se compensan con creces con la confiabilidad de la programación de conformidad con todos los algoritmos propietarios. En la fig. 1 muestra un esquema de un programador que se diferencia del "propietario" principalmente en el elemento base. El registro en los registros DD2-DD5 de la información proveniente de la computadora a través de las líneas DATA1 DATA8 se produce de acuerdo con la caída de los pulsos de polaridad negativa en las entradas C provenientes del decodificador DD1. bytes de datos que se escribirán en esta celda en DD3 y dirección -bits libres DD4 - códigos de control. El circuito R13C5, cuando se enciende, restablece el registro DD2, evitando la distorsión accidental del contenido de la memoria del microcontrolador programable.
El controlador de bus DD6 se utiliza para transferir datos desde las salidas del microcontrolador a las líneas DATA1-DATA8. Las salidas del chip DD6 no deberían estar activas cuando el puerto LPT está funcionando "en salida". Esto se tiene en cuenta en el programa que genera señales de habilitación en las entradas de control de los microcircuitos. Las resistencias R1-R12 reducen el "timbre" que acompaña a las caídas de señal en las líneas del puerto LPT y lo protegen de sobrecargas. Cuando las salidas de los elementos de la computadora conectados a las líneas del puerto y las salidas de algunos elementos del programador, incluido el propio microcircuito programable, están en un estado de alta impedancia, las resistencias de los conjuntos DR1-DR3 mantienen un nivel lógico alto en el circuitos correspondientes. Los microcircuitos programables se instalan en uno de los dos paneles: AT89C1051, AT89C2051, AT89C4051 en el paquete DIP-20, en XS1; АТ89С51 y otros en paquete DIP-40 - en XS2. Se requiere un cristal ZQ1 de 6 MHz con capacitores C4 y C5 para que el generador de reloj interno del microcontrolador instalado en el panel XS2 funcione durante la programación. Los instalados en el panel XS1 no requieren resonador. El pin 5 de este panel recibe pulsos de reloj generados por software. La tensión de alimentación al conector X1 del programador se suministra desde una fuente externa. Puede ser, por ejemplo, el adaptador de red del decodificador de video "SEGA Mega Drive-M". Aunque a carga nominal (1 A) su tensión de salida no supera los 11V, a una corriente de 70…90 mA consumida por el programador, sube a 14…15 V. Se obtiene un voltaje de 5 V para alimentar microcircuitos (incluido uno programable) utilizando un estabilizador integrado DA1. El voltaje en la salida del estabilizador DA2 a un nivel lógico bajo en el pin 18 del modelador de bus DD7 es de 12 V. El valor exacto lo establece la resistencia de sintonización R21. En un nivel lógico alto en el pin 18, el transistor abierto VT2 conecta otra resistencia de sintonización R21 en paralelo a R19, lo que reduce el voltaje de salida del estabilizador DA2 a 5 V. La tasa de aumento del voltaje en la salida del estabilizador después de cambiar el nivel alto en el pin 18 DD7 bajo depende de la capacitancia y el capacitor C14. Si su capacitancia es demasiado alta y la computadora de control funciona a alta velocidad, varias celdas inferiores de la memoria FLASH del microcontrolador puede estar programada con errores. El voltaje de salida del estabilizador DA2 se suministra directamente al pin 31 (EA / VPP) del panel XS2 y al pin 1 del panel XS1 (RST / VPP), a través del interruptor del transistor VT1. A un voltaje de 12V, la llave está abierta independientemente del nivel lógico en el pin 16 del registro DD2, ya 5V, solo si este nivel es bajo. El brillo reducido del LED HL2 indica un voltaje de 5 V en la salida DA2 y que el microcircuito programable está en el modo de lectura de códigos de su memoria. En el modo de borrado y escritura en la memoria, el voltaje aumenta a 12 V, el brillo del LED aumenta notablemente. Esto es cierto para todos los microcontroladores, excepto para aquellos que no requieren 12 V. Al programar microcontroladores de veinte pines, el LED HL1 también estará encendido. El enchufe X2 del programador se conecta al zócalo del puerto LPT de una computadora compatible con IBM con un cable de hasta 2 m de largo.El modo extendido del puerto LPT (ECP / EPP) debe estar habilitado en la computadora. En las unidades del sistema moderno, funciona por defecto. Si este no es el caso, el modo de puerto se puede cambiar ejecutando el programa BIOS SETUP cuando la computadora se inicia (elementos de menú "Periféricos integrados" - "Modo de puerto paralelo"). DETALLES Y CONSTRUCCIÓN El programador está montado sobre una placa de circuito impreso de doble cara de 140x140 mm. El estabilizador DA1 se instala en un disipador de calor con un área de al menos 20 cm2. También puede ensamblar el programador en una placa de prueba mediante montaje en superficie. Tenga en cuenta que los condensadores C4, C5 y el resonador de cuarzo ZQ1 deben ubicarse lo más cerca posible de los contactos 18, 19 del panel XS2. Las entradas libres de los microcircuitos DD1 (pines 13-15), DD2 (pin 8) y DD7 (pines 15, 17) deben conectarse a su salida común o de alimentación. Esto aumentará la inmunidad al ruido del dispositivo. Todos los microcircuitos digitales pueden ser reemplazados por sus análogos funcionales de la serie K555, KR1533 o importados, utilizando, por ejemplo, las recomendaciones [2]. Transistores VT1, VT2: cualquier estructura correspondiente de baja potencia, preferiblemente con una caída de voltaje mínima en la sección colector-emisor de un transistor abierto. Resistencias de corte R19, R21 - SPZ-19A. Los juegos de resistencias DR1-DR3 - NR1-4-9M pueden ser reemplazados por NR1-4-8M, por la serie extranjera 9A o por el número correspondiente de resistencias convencionales de pequeño tamaño indicadas en el diagrama de clasificación. Las resistencias R1-R12 se pueden colocar dentro de la carcasa del conector X2. Los paneles XS1 y XS2 deben poder soportar la inserción y extracción repetidas de virutas. Lo mejor es utilizar paneles ZIF (fuerza de inserción cero) diseñados para chips con una distancia entre las filas de contactos de 7,5 mm (XS1) y 15 mm (XS2). Los paneles universales también son adecuados, lo que permite la instalación de microcircuitos "estrechos" y "anchos". Teniendo en cuenta que los paneles ZIF son varias veces más caros que todas las demás partes del programador juntas, la placa proporciona almohadillas de contacto para instalar los convencionales, preferiblemente con contactos de pinza. No es deseable utilizar los paneles más baratos con contactos planos. Después de numerosos reemplazos del microcircuito, dichos contactos pierden su confiabilidad. FORMANDO La primera inclusión del programador se realiza sin conectarlo a una computadora y sin un microcircuito programable. En primer lugar, verifican la presencia de un voltaje de 13,5 ... 15,5 V en la entrada y 5 ± 0,1 V en la salida de los estabilizadores DA1, DA2. En este último caso, el valor deseado lo establece la resistencia de sintonización R19. Al conectar los pines 1 y 10 del microcircuito DD6, el voltaje en sus pines 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18 debe disminuir de 5 a 3 ... 4 V. Si este no es el caso, hay errores de instalación o el chip DD6 está defectuoso. Para una mayor verificación, conecte el programador a la computadora. Las señales en las líneas del puerto LPT durante la operación del programador se ven bastante caóticas en la pantalla del osciloscopio, es difícil juzgar la salud del dispositivo por su forma. Se recomienda ejecutar un programa de prueba. atmeltst.exe. En respuesta al mensaje que aparece en la pantalla, ingrese el número del puerto LPT al que está conectado el programador (1 o 2), después de lo cual la pantalla del monitor tomará la forma que se muestra en la fig. 2.
El programa brinda acceso a cualquiera de los cuatro registros DD2-DD5, lo que le permite escribir cualquier código binario de ocho bits en ellos. La secuencia de acciones recomendada será indicada por el texto en la parte inferior de la pantalla. Por ejemplo, para verificar el paso de los códigos de control, seleccione la línea "Prueba de señales F3, C0-C2" en la pantalla y verifique los niveles lógicos en las salidas del chip DD2 con un osciloscopio o voltímetro. Todos ellos deben ser bajos y cambiar a alto cuando presiona las teclas correspondientes F1-F8. Al manipular el estado de los bits, verifican el paso de señales a través de los circuitos del programador de acuerdo con su esquema. Por ejemplo, un nivel bajo en el pin 19 DD2 (orden alto del registro) debería corresponder a un nivel alto en el pin 18 DD7 y un voltaje de 5 V en la salida del estabilizador DA2. Después de presionar la tecla F8, el voltaje debería aumentar a 12 V y al mismo tiempo debería aumentar el brillo del LED HL2. Después de presionar la tecla F8 nuevamente, el voltaje y el brillo deberían volver a sus valores anteriores. Otros registros y los circuitos conectados a sus salidas se verifican de manera similar. PROGRAMACIÓN El paquete de software gratuito de mantenimiento del programador de Atmel se puede encontrar en el sitio web de Atmel en Los programas incluidos en el paquete son aptos para gestionar tanto los "propietarios" como los que ofrecen los programadores. Sin embargo, es mejor usar un programa rusificado. at89.exe. Con su ayuda, puede programar todos los microcontroladores de la serie AT89 con una interfaz paralela, incluidos AT89C4051, AT89C55, AT89S51, AT89S52, AT89S53, "no cubiertos" por el paquete propietario. El programa determina automáticamente el tipo de microcontrolador instalado en uno de los paneles, analizando para ello su firma, dos o tres bytes especialmente registrados en la memoria permanente. La lista de firmas de microcontroladores de la familia AT89 se muestra en la tabla. Si todos los bytes de la firma son iguales a 0FFH, el microcontrolador falta en el panel o el microcontrolador está defectuoso y posiblemente el programador no esté encendido.
El algoritmo de programación y la lista de teclas que controlan el proceso no se modifican. El entorno operativo recomendado es MS DOS. Los usuarios de Windows deben ejecutar el programa después de reiniciar la computadora en modo MS DOS o configurar este modo en las propiedades del archivo. De lo contrario, habrá que repetir la programación de los microcircuitos tres o cuatro veces seguidas hasta que cesen los mensajes de error de verificación. Todo el proceso de programación no toma más de uno o dos minutos, y la carga real de la memoria FLASH toma un máximo de 10 ... 15 s. Los comandos, cuya lista se muestra en la pantalla del monitor, se dan presionando las teclas con las letras del alfabeto latino. El caso (superior o inferior) no importa. El nombre del archivo binario, cuyos datos deben cargarse en la memoria del microcontrolador, se ingresa después de dar el comando "Leer archivo". El contenido de esta memoria se puede leer preliminarmente y guardar en un archivo similar (el comando "Escribir en archivo"). Al verificar el contenido de la memoria con datos de un archivo (el comando "Verificar con archivo"), pueden aparecer en la pantalla mensajes similares a los siguientes: En la celda FLASH 039A = FF?! 6V Esto significa que en la celda de memoria FLASH (memoria de programa) del microcontrolador en la dirección 39AH, se escribe el código 0FFH en lugar del 6BH especificado en el archivo. REEMPLAZO DEL ESTABILIZADOR DA2 Cuando se alimenta desde un adaptador de CA de baja potencia y un voltaje de red reducido, solo se pueden suministrar al programador 12 ... 13 V. Para el estabilizador DA1, esta situación es favorable (se disipa menos energía en él). Pero el estabilizador DA2 puede salir del modo operativo, como resultado de lo cual el voltaje suministrado al microcontrolador programable cae por debajo de los 11,5 V permitidos. La experiencia demuestra que los microcircuitos Atmel se programan con éxito incluso a 10,5 V. Sin embargo, esto no se puede garantizar. Si usa el chip KR1184EN2 o su prototipo LP2951CL de National Semiconductor en el estabilizador (disponible en muchas placas base de computadora), puede lograr un funcionamiento confiable del programador cuando el voltaje de suministro se reduce a 11,8 V. El estabilizador se ensambla de acuerdo con el esquema que se muestra en la Fig. 3 y conectado a los que se muestran en la fig. 1 puntos A, B y C. Se deben excluir el chip DA2, el transistor VT2, las resistencias R18-R21 y el condensador C14 del programador.
El diodo VD1 (ver Fig. 3) a un nivel lógico alto en el punto A está cerrado y el voltaje de salida de 5 ± 0,03 V establece un divisor de voltaje de precisión ubicado dentro del microcircuito DA1. En un nivel bajo en el punto A, el diodo está abierto, las resistencias R1 y R2 derivan uno de los brazos del divisor interno. El voltaje de salida aumenta a 12 V (está regulado por una resistencia de corte R2). El condensador C1 suprime las sobretensiones durante los transitorios. Su capacitancia (similar al capacitor C14 en la Fig. 1) no debe ser demasiado grande. El microcircuito KR1184EN2 tiene un detector de caída de voltaje de salida interno, que se activa cuando disminuye en más del 5% del valor establecido. Como resultado, el transistor VT1 se abre y el LED HL1 se enciende. La capacidad de carga de la salida es pequeña, por lo que el valor de la resistencia R4 no se puede reducir. Si no se pudo comprar el chip KR1184EN2 (LP2951CL), el estabilizador en el chip DA2 (ver Fig. 1) se puede reemplazar con un nodo, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 4. La caída de voltaje mínima será de 0,15 ... 0,2 V a una corriente de carga de 20 mA. La corriente del colector del transistor VT4 con el valor de la resistencia R5 indicada en el diagrama no puede exceder los 50 mA, lo que permite no instalar este transistor en un disipador de calor.
A un nivel lógico bajo en el punto A, el transistor VT1 está abierto y el voltaje de salida del estabilizador es de 12 V (regulado por una resistencia de sintonización R1). A un nivel alto y un transistor cerrado, disminuirá a 5 V. Las resistencias R7 y R8 deben tener una desviación máxima del valor nominal de no más del 1% o seleccionarse con tal precisión. El chip KR142EN19 se puede reemplazar con un TL431CLP analógico importado. Programas y dibujos de la placa de circuito impreso del programador. Literatura
Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrania
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