Особенности программирования микроконтроллеров посредством клавиатуры

из песочницы
VikTech 15 декабря 2017 в 15:25 22,8k

Основное назначение клавиатуры — набор текста. Но её можно применить и для записи кода в микроконтроллер. Метод нетрадиционный, но может пригодиться, когда под рукой ничего другого нет. Или как развлечение с уже не годной для обычной работы клавиатурой. Ниже о том как это делать.


Примерная схема программатора:



ScrollLock задаёт уровень на входе RESET, CapsLock — на входе SCK, NumLock — на входе MOSI. Светодиод ( VD4 ) на выходе MISO используется для контроля входа в режим программирования. Детали отмеченные звездочкой(*) не обязательны.


Алгоритм программирования (для микроконтроллеров AT90 или ATmega):


1) Установить 0 на SCK и MOSI (включить CapsLock и NumLock). SCK должен быть в 0 до перехода RESET в 0.
2) Установить 0 на RESET (включить ScrollLock).
3) Сформировать, изменяя состояние SCK и MOSI (ScrollLock и NumLock), последовательность перевода контроллера в режим программирования.
4) Если светодиод на выходе MISO не светится — необходимо сформировать одиночный импульс на линии SCK и повторить последовательность (пункт 3).


Если за 32 попытки переход в режим программирования не произошел — кажется, что-то пошло не так. В случае успеха дальнейшее программирование происходит через ScrollLock и NumLock (SCK и MOSI). Внимательный и упорный гик может запрограммировать микроконтроллер вручную.


Почему это не работает?


Основная проблема при реализации такого программатора — собственная логика работы клавиатуры. Установка состояния светодиодов внешней программой соответствует результату в клавиатуре, но переходной процесс включения/выключения светодиодов — её личное дело. Ниже приведены осциллограммы реальных переключений:



Включение NumLock (CapsLock и ScrollLock включены).



Выключение ScrollLock (CapsLock и NumLock включены).


Можно сказать, что не все клавиатуры одинаково полезны для программирования микроконтроллеров. Из тех трех, что у меня были, только у одной светодиоды переключались независимо.


Что делать, если так не повезло с клавиатурой?


Все «переходные процессы» укладываются по времени в несколько микросекунд, а установка определенного уровня на SCK, MOSI и RESET происходит с задержкой более 1 мс. В таком случае сигналы для программирования могут быть выделены с помощью фильтра низких частот. Вот пример фильтра:



74HC14 — триггер Шмитта, он предназначен для формирования выходных уровней. Может быть заменен на аналоговый компаратор (например LM2901). В микроконтроллерах AVR входы имеют встроенный триггер Шмитта, что позволяет обойтись RC цепочкой, если выходные уровни 1 и 0 соответствуют необходимым.


В качестве примера. Клавиатура, ставшая программатором:



Софтовая реализация программатора

Проголосовать:
+32
Сохранить: