Представляет собой наиболее простую конструкцию для прошивки контроллеров семейства PIC. Неоспоримые преимущества - простота, компактность, питание без внешнего источника данной классической схемы программатора сделали её очень популярной среди радиолюбителей, тем более что схеме уже лет 5, и за это время она зарекомендовала себя как простой и надёжный инструмент работы с микроконтроллерами.

Принципиальная схема программатора для pic контроллеров:

Питание на саму схему не требуется, ведь для этого служит COM порт компьютера, через который и осуществляется управление прошивкой микроконтроллера. Для низковольтного режима программирования вполне достаточно 5в, но могут быть не доступны все опции для изменения (фьюзы). Разъем подключения COM-9 порта смонтировал прямо на печатную плату программатора для PIC - получилось очень удобно.

Можно воткнуть плату без лишних шнуров прямо в порт. опробован на различных компьютерах и при программировании МК серий 12F,16F и 18F, показал высокое качество прошивки. Предложенная схема позволяет программировать микроконтроллеры PIC12F509, PIC16F84A, PIC16F628. Например недавно с помощью предложенного программатора успешно был прошит микроконтроллер для .

Для программирования используется WinPic800 - одна из лучших программ для программирования PIC контроллеров. Программа позволяет выполнять операции для микроконтроллеров семейства PIC: чтения, записи, стирания, проверки FLASH и EEPROM памяти и установку битов конфигураций.

Быстро собрать понравившуюся схему на микроконтроллере для многих радиолюбителей - не проблема. Но многие начинающие работать с микроконтроллерами сталкиваются с вопросом - как его запрограммировать. Одним из самых простых вариантов программаторов является JDM программатор.

Программа - программатор ProgCode v 1.0

Эта программа работает в WindowsXP. Позволяет программировать PIC контроллеры среднего семейства(PIC16Fxxx) через COM порт компьютера. Индикатор подключения программатора(в правом верхнем углу окна) при отсутствии программатора на выбранном в настройках порту окрашивается в красный цвет. Если программатор подключен - программа обнаруживает его и индикатор в правом верхнем углу принимает вид, который показан на рисунке 1.

В левой части окна программы расположена панель управления. Эту панель можно свернуть нажав на кнопку в панели инструментов или, кликнув по левому краю окна (это удобно, когда окно программы развёрнуто во весь экран).

Рисунок (скриншот программы ProgCode v1.0)


Если в программу загружается HEX файл, то желательно перед этим выбрать в списке контроллеров тот МК, для которого расчитана загружаемая прошивка. Если этого не сделать, то файл, расчитанный на микроконтроллер с памятью большего размера чем выбран в списке, будет обрезан и части программы потеряна - при таком варианте загрузки файла выводится предупреждение.

Если этого не произошло, то выбрать нужный контроллер можно и после загрузки файла в программу.

Формат файлов SFR

В программаторе ProgCode поддержана работа с собственным форматом файлов. Эти файлы имеют расширение.SFR и позволяют хранить дополнительную информацию о программе, предназначенной для микроконтроллера. В таком файле сохраняется информация о типе микроконтроллера. Это позволяет при загрузке файла формата SFR не беспокоится о предварительном выборе типа МК в настройках.

Настройки порта и протокола при подключении программатора

После установки программы - по умолчанию выставлены все настройки, которые необходимы для работы программатора со схемой JDM, приведённой на этой странице.
Инверсия сигнала в приведённой схеме нужна только для выхода OutData, так как в этой цепи сигнал инвертирован согласующим транзистором. На всех остальных выводах инверсия отключена.



Задержка импульса может быть равна 0. Её регулировка предусмотрена для "особо трудных" экземпляров контроллеров, которые не удаётся прошить. То же самое относится и к надбавке к паузе при записи - по умолчанию она нулевая. Если увеличить значения этих настроек, время программирования контроллера значительно увеличится.

Галочка "проверка при записи" должна быть выставлена, если вам нужно "на лету" проверить всё что записывается в микроконтроллер на правильность и соответствие исходному файлу. Если эту галочку снять проверка не производится вообще и сообщений об ошибках не будет, даже если такие ошибки в реальности будут присутствовать.
Выбор скорости порта - скорость может быть любой. Для JDM программатора этот параметр не имеет значения.

В WindowsXP применяется буферизирование передаваемой через порты COM информации. Это так называемые буфера FIFO. Чтобы избежать ошибок при программировании через JDM этот механизм необходимо отключить. Сделать это можно в диспетчере устройств Windows.

Заходим в панель управления, затем:
Администрирование - управление компьютером - диспетчер устройств

Затем выбираем порт, на который подключен JDM программатор(например COM1) - смотрим свойства - вкладка параметры порта - дополнительно. И снимаем галочку на пункте "Использовать буферы FIFO"

Рисунок - Настройка COM порта для работы с JDM программатором



После этого перезагружаем компьютер.

Обозреватель локальных проектов

Кроме непосредственно программирования контроллеров в программе реализован удобный обозреватель проектов на МК, находящихся как на локальных папках компьютера, так и в интернете. Сделано это для удобства работы. Нередко нужные проекты лежат в разных папках, и приходится тратить время на то, чтобы добраться до нужной дирректории, чтобы просмотреть проект. Здесь нужные папки легко добавить в список папок и просматривать любой проект двумя-тремя кликами мышки.

Любой файл при двойном клике по нему в панели обозревателя откроется в самой программе - это относится к рисункам, html файлам, doc, rtf, djvu(при установленных плагинах), pdf, txt, asm. Файл возможно так-же открыть двойным кликом в обозревателе с помощью внешней программы, установленной на компьютере. Для этого расширение нужного типа файлов необходимо прописать в списке "Ассоциации файлов". Если путь к открывающей программе не указывать - Windows откроет файл в программе по умолчанию(это удобно для открытия архивов, которые не всегда однозначно открываются). Если путь к открывающей программе указан в списке - файл откроется в указанной программе. Удобно просматривать таким образом файлы типа SPL, LAY, DSN.

Рисунок (скриншот обозревателя программы ProgCode v1.0)



Вот так выглядит окно с настройками ассоциаций файлов:

Обозреватель проектов в интернете

Обозреватель проектов в интернете так-же как и локальный обозрватель проектов позволяет быстро перейти на нужный сайт в интернете парой кликов, просмотреть проект и при необходимости сразу прошить программу в МК.



При обзоре проектов в интернете если на странице проекта есть ссылка на файл с расширением SFR(это формат файлов программы ProgCode), то такой файл при клике по нему откроется в новой вкладке программы и сразу готов к прошивке в микроконтроллер.
Список ссылок можно редактировать воспользовавшись кнопкой "Изменить". При этом откроется окно редактирования списка ссылок:

Описание процесса программирования микросхем

Большинство современных микросхем содержит флэш-память, которая программируется посредством протокола I2C или подобных протоколов.
Перезаписываемая память есть в PIC , AVR и других контроллерах, микросхемах памяти типа 24Cxx, и подобных им, различных картах памяти типа MMC и SD, обычных флэш USB картах, которые подключаются к компьютеру через USB разъём.

Рассмотрим запись информации во флэш память микроконтроллера PIC 16 F 628 A

Есть 2 линии DATA и CLOCK , по которым передаётся информация. Линия CLOCK служит для подачи тактовых импульсов, а линия DATA для передачи информации.

Чтобы передать в микроконтроллер 1 бит информации, необходимо выставить 0 или 1(в зависимости от значения бита) на линии данных(DATA ) и создать спад напряжения (переход от 1 к 0) на линии тактирования(CLOCK ).
Один бит для контроллера – маловато. Он ждёт вдогонку ещё пять, чтобы воспринять эту посылку из 6-ти бит как команду. Контроллеру очень нравятся команды, а состоять они должны именно из 6-ти бит – такова уж природа у PIC 16.
Вот список и значение команд, которые PIC способен понять. Команд не так уж и много – словарный запас у этого контроллера невелик, но не надо думать, что он совсем глуп – бывают устройства и с меньшим количеством команд

"LoadConfiguration " 000000 - Загрузка конфигурации

"LoadDataForDataMemory " - 000011 - Загрузка данных в память данных(EEPROM )
"IncrementAddress " 000110 - Увеличение адреса PC МК
"ReadDataFromProgramMemory " 000100 - Чтение данных из памяти программ
"ReadDataFromDataMemory " 000101 - Чтение данных из памяти данных(EEPROM )
"BeginProgrammingOnlyCycle " 011000 - Начать цикл программирования
"BulkEraseProgramMemory " 001001 - Полное стирание памяти программ
"BulkEraseDataMemory " 001011 - Полное стирание памяти данных(EEPROM )

Реагирует контроллер на эти команды по-разному. По-разному после выдачи команды нужно и продолжать с ним разговор.
Для того чтобы начать полноценный процесс программирования необходимо ещё подать напряжение 12 вольт на вывод MCLR контроллера, после этого подать на него напряжение питания. Именно в такой последовательности подачи напряжений есть определённый смысл. После подачи питания, если PIC сконфигурирован на работу от внутреннего RC генератора, он может начать выполнение собственной программы, что при программировании вещь недопустимая, так как неизбежен сбой.
Предварительная подача 12-ти вольт на MCLR позволяет избежать такого развития событий.
При записи информации во флэш память программ МК после команды

"LoadDataForProgramMemory " 000010 - Загрузка данных в память программ

необходимо отправить в контроллер сами данные - 16 бит,
которые выглядят так:

“0xxxxxxxxxxxxxx 0”.

Крестики в этом слове – это сами данные, а нули по краям отправляются как обрамление – это стандарт для PIC 16. Значащих битов в слове всего 14. У этой серии контроллеров 14-ти битный формат представления команд.
После окончания передачи слова с данными PIC ждёт следующую команду.
Так как нашей целью является запись слова в память программ МК, следующей командой должна быть команда

"BeginEraseProgrammingCycle" 001000 - Начать цикл программирования

Получив её, контроллер отключается от внешнего мира на 6 миллисекунд, которые нужны ему, чтобы завершить процесс записи.

Сигналы на выводах микроконтроллера формируются компьютером при помощи специальных программ - программаторов. Для передачи сигнала могут служить порты COM, LPT или USB. C JDM программатором работают такие программы как PonyProg, IsProg, WinPic800.

Схема JDM программатора

Очень простая схема программатора приведена на рисунке. В этой схеме хоть и не реализуется контроль последовательности подачи напряжений, но зато она очень проста и собрать такую схему возможно очень быстро, ипользовав минимумом деталей.
Рисунок (схема JDM программатора)

Одним из вопросов при подключении программатора к компьютеру является вопрос - как обеспечить селективную развязку. Чтобы в случае неисправности в схеме избежать повреждения COM порта. В некоторых схемах применяется микросхема MAX232, которая обеспечивает селективную развязку и согласует уровни сигналов. В этой схеме вопрос решён проще - с помощью применения батарейного питания. Уровень сигнала, поступающего от компьютера ограничивается стабилитронами VD1, VD2, и VD3. Несмотря на простоту схемы JDM программатора с его помощью можно запрограммировать большинство типов PIC микроконтроллеров.

Перемычка между выводами COM6(DSR) и COM7(RTS) предназначена для того, чтобы программа могла определить, что программатор подключен к компьютеру.

Поключение выходов программатора к конкретному МК зависит от типа МК. Часто на плату программатора монтируют несколько панелек, которые расчитаны на определённый тип контроллеров.

В таблице приведено назначение ножек некоторых типов МК при программировании.

Такое же расположение выводов, предназначенных для программирования, имеют МК PIC16F84, PIC16F84A.

Назначение выводов для микроконтроллеров серии PIC16Fxxx в зависимости от типа корпуса в большинстве случаев является стандартным, но если возникает сомнения на этот счёт, то надёжнее всего свериться с даташитом на конкретный экземпляр МК. Часть документации присутствует на русском сайте http://microchip.ru Полное же собрание даташитов и другой документации находится на сайте производителя PIC микроконтроллеров: http://microchip.com

Индекс проектов

Программа позволяет напрямую выходить на страницу индекса, парой кликов просматривать описание нужного проекта и сразу-же прошивать программу в контроллер.



При необходимости прошить контроллер выбранной прошивкой - кликаем мышкой на файл формата SFR, к примеру Timer_a.sfr
Программа загружает файл с сервера в новую вкладку.



После этого остаётся только вставить МК в панельку программатора, если это ещё не сделано, и нажать на кнопку "Записать всё".
Программа записывается в МК. После этого контроллер вставляется в плату устройства и устройство готово к работе.

Однажды я решил собрать несложный LC-метр на pic16f628a и естественно его надо было чем-то прошить. Раньше у меня был компьютер с физическим com-портом, но сейчас в моём распоряжении только usb и плата pci-lpt-2com. Для начала я собрал простой JDM программатор, но как оказалось ни с платой pci-lpt-com, ни с usb-com переходником он работать не захотел (низкое напряжение сигналов RS-232). Тогда я бросился искать usb программаторы pic, но там, как оказалось всё ограничено использованием дорогих pic18f2550/4550, которых у меня естественно не было, да и жалко такие дорогие МК использовать, если на пиках я очень редко что-то делаю (предпочитаю авр-ы, их прошить проблем не составляет, они намного дешевле, да и программы писать мне кажется, на них проще). Долго копавшись на просторах интернета в одной из множества статей про программатор EXTRA-PIC и его всевозможные варианты один из авторов написал, что extrapic работает с любыми com-портами и даже переходником usb-com.

В схеме данного программатора используется преобразователь логических уровней max232.

Я подумал, если использовать usb адаптер, то будет очень глупо делать два раза преобразование уровней usb в usart TTL, TTL в RS232, RS232 обратно в TTL, если можно просто взять TTL сигналы порта RS232 из микросхемы usb-usart преобразователя.

Так и сделал. Взял микросхему CH340G (в которой есть все 8 сигналов com-порта) и подключил её вместо max232. И вот что получилось.

В моей схеме есть перемычка jp1, которой нет в экстрапике, её я поставил потому что, не знал, как себя поведёт вывод TX на ТТЛ уровне, поэтому сделал возможность его инвертировать на оставшемся свободном элементе И-НЕ и не прогадал, как оказалось, напрямую на выводе TX логическая единица, и поэтому на выводе VPP при включении присутствует 12 вольт, а при программировании ничего не будет (хотя можно инвертировать TX программно).

После сборки платы пришло время испытаний. И тут настало главное разочарование. Программатор определился сразу (программой ic-prog) и заработал, но очень медленно! В принципе - ожидаемо. Тогда в настройках com порта я выставил максимальную скорость (128 килобод) начал испытания всех найденных программ для JDM. В итоге, самой быстрой оказалась PicPgm. Мой pic16f628a прошивался полностью (hex, eeprom и config) плюс верификация где-то 4-6 минут (причём чтение идёт медленнее записи). IcProg тоже работает, но медленнее. Ошибок про программировании не возникло. Также я попробовал прошить eeprom 24с08, результат тот же - всё шьёт, но очень медленно.

Выводы: программатор достаточно простой, в нём нет дорогостоящих деталей (CH340 - 0.3-0.5$ , к1533ла3 можно вообще найти среди радиохлама), работает на любом компьютере, ноутбуке (и даже можно использовать планшеты на windows 8/10). Минусы: он очень медленный. Также он требует внешнее питание для сигнала VPP. В итоге, как мне показалось, для нечастой прошивки пиков - это несложный для повторения и недорогой вариант для тех, у кого нет под рукой древнего компьютера с нужными портами.

Вот фото готового девайса:

Как поётся в песне "я его слепила из того, что было". Набор деталей самый разнообразный: и smd, и DIP.

Для тех, кто рискнёт повторить схему, в качестве usb-uart конвертера подойдёт почти любой (ft232, pl2303, cp2101 и др), вместо к1533ла3 подойдёт к555, думаю даже к155 серия или зарубежный аналог 74als00, возможно даже будет работать с логическими НЕ элементами типа к1533лн1. Прилагаю свою печатную плату, но разводка там под те элементы, что были в наличии, каждый может перерисовать под себя.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
IC1	Микросхема	CH340G	1			В блокнот
IC2	Микросхема	К1533ЛА3	1			В блокнот
VR1	Линейный регулятор	LM7812	1			В блокнот
VR2	Линейный регулятор	LM7805	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ502Е	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ3102Е	1			В блокнот
VD1-VD3	Выпрямительный диод	1N4148	2			В блокнот
C1, C2, C5-C7	Конденсатор	100 нФ	5			В блокнот
C3, C4	Конденсатор	22 пФ	2			В блокнот
HL1-HL4	Светодиод	Любой	4			В блокнот
R1, R3, R4	Резистор	1 кОм	3

Так уж сложилось, что знакомство с микроконтроллерами я начал с AVR. PIC микроконтроллеры до поры, до времени — обходил стороной. Но, все же на них тоже ведь есть уникальные, интересные для повторения, конструкции! А ведь эти микроконтроллеры тоже прошивать нужно . Эту статью пишу в основном для себя самого. Чтобы не забыть технологии, как без проблем и бессмысленных потерь времени прошить PIC микроконтроллер.

Как программировать PIC микроконтроллеры или Простой JDM программатор

Для первой схемы — долго и упорно пытался сделать PIC программатор по найденным в интернете схемам — ничего не вышло . Стыдно, но пришлось обращаться к знакомому, чтобы прошил МК. Но ведь это не дело — постоянно бегать по знакомым! Этот же знакомый и посоветовал простенькую схему, работающую от СОМ порта. Но даже и тогда, когда я ее собрал — все равно ничего не получалось . Ведь мало собрать программатор — нужно еще под него настроить программу, которой будем прошивать. А вот как раз это у меня и не получалось. Целая туча инструкций в интернете, и мало какая мне помогла…

Тогда, мне удалось прошить один микроконтроллер. Но так как прошивал в условиях жесткого дефицита времени — не догадался сохранить хотя бы ссылку на инструкцию. И ведь не нашел ее вполедствии. Поэтому повторюсь — пишу статью, чтобы иметь свою собственную инструкцию.

Итак, программатор для PIC микроконтроллеров. Простой, хотя и не 5 проводков, как для AVR микроконтроллеров, который я использую до сих пор. Вот схема:

Вот печатная плата ().

СОМ разъем припаивается штырьками прямо на контактные площадки (главное — не запутаться с нумерацией). Второй ряд штырьков соединяется с платой маленькими перемычками (очень непонятно сказал, ага). Попробую дать фотографию… хоть она и страшная (нету у меня сейчас нормального фотоаппарата ).
Самое злобное в том — что для PIC микроконтроллеров для прошивки нужны 12 вольт. А лучше не 12, а чуточку побольше. Скажем, 13. Или 13.5 (кстати, специалисты — поправьте меня в комментариях, если ошибаюсь. Пожалуйста.). 12 вольт еще можно где-то добыть. А 13 где? Я то выходил из положения просто — брал свежезаряженный литий-полимерный аккумулятор, в котором было 12.6 вольт. Ну или вообще четырехбаночный аккумулятор, с его 16 вольтами (прошил так один PIC — без проблем).

Но я опять отвлекся. Итак — инструкция по прошивке PIC микроконтроллеров. Ищем программу WinPIC800 (к сожалению простая и популярная icprog у меня не заработала,) и настраиваем ее так, как показано на скриншоте.

После этого — открываем файл прошивки, подключаем микроконтроллер и прошиваем.

В качестве элементарного программатора предлагаем вам собрать по авторской схеме JDM совместимый программатор, который мы назвали NTV программатор. Ниже схема NTV программатора (используется розетка DB9; не путать с вилкой).

Собранный по данный схеме программатор многократно и безошибочно прошивал контроллеры , (и ряд других) и может быть рекомендован для повторения начинающим радиолюбителям.

Данный программатор НЕ РАБОТАЕТ при подключении к ноутбукам, т.к. уровни сигналов интерфейса RS-232 (COM-порт) в мобильных системах занижены. Также он может не работать на современных ПК, где аппаратно экономится ток на порту. Так что не обессудьте, собирайте и проверяйте на всех попавшихся под руку компьютерах.

Конструктивно плата программатора вставляется между контактами разъема DB-9, которые подпаиваются к контактным площадкам печатной платы. Ниже рисунок платы и фотография собранного программатора.

Для полноты информации следует сказать, что есть еще один подобный программатор, который я собирал под микроконтроллеры в 8 выводном корпусе ( и ). Программатор также великолепно работает и с этими микроконроллерами. Ниже рисунок платы и фотографии.