Neues von myAVR – USB-Programmer mySmartUSB

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Aus ELVjournal 05/2008     0 Kommentare
 Neues von myAVR – USB-Programmer mySmartUSB
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
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Technische Daten

USB, ISP, SPI, UART, TWI/I2C
AVR910/911
Industriestandard CP2102
3,3/5 V
USB-Bus-Powered 5 VDC
max. 20 mA
max. 100 mA
80 mA
60 x 30 x 12 mm

Die myAVR-Komponenten sowie die Grundlagenlehrgänge von Laser & Co. Solutions erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit, machen Sie doch die ATMEL-AVR-Controller samt verschiedenen Programmierumgebungen auf sehr einfache Weise handhab- und erlebbar. Wir stellen ein sehr universelles Mitglied der myAVR-Familie vor: den Universal-USB/ISP-Programmer mySmartUSB, der gleichzeitig auch ein USB-Kommunikations-Interface für AVR-Mikrocontroller bildet.

AVRs per USB programmieren

Die erste Generation der AVR-Programmer wie das bekannte STK 500, die kompakten SPI-Programmer oder auch das im „ELVjournal“ in unserer AVR-Programmierserie verwendete myAVR-Board benötigten noch ein bis zwei serielle und z. T. auch eine parallele Schnittstelle für die Programmierung der verschiedenen AVR-Typen. Allerdings verfügen die beliebten Notebooks kaum noch über einen solchen Port. Hier, wie auch an modernen Desktop-PCs, dominiert heute USB.
Bild 1: Der mySmartUSB mit und ohne ISP-Wannenstecker, links mit angelöteter myAVR-2-USB-Anschlussleiste
Bild 1: Der mySmartUSB mit und ohne ISP-Wannenstecker, links mit angelöteter myAVR-2-USB-Anschlussleiste
Ergo bietet es sich natürlich an, diese beliebte, universelle und in Form von USB 2.0 sehr schnelle Schnittstelle auch für die Programmierung von Mikrocontrollern zu nutzen. Mit dem mySmartUSB hat man gleich mehrere Probleme gelöst. Der kleine USB-Baustein (Abbildung 1) ist so universell ausgelegt, dass er eine ganze Reihe von Aufgaben erledigen kann (siehe Titelgrafik und Abbildung 2), die wir im Folgenden jeweils kurz erläutern wollen.
Bild 2: Übersicht über die Möglichkeiten von mySmartUSB
Bild 2: Übersicht über die Möglichkeiten von mySmartUSB
Der Programmer kann als Tochterplatine auf die USB-Version des myAVR-Boards 2 aufgesteckt oder einzeln als AVR910/911-kompatibler Programmer eingesetzt werden. Die Kommunikation mit dem PC erfolgt völlig transparent über einen virtuellen, seriellen Port. Der kleine Programmer ist unter MS Windows (2000/XP/2003/Vista), Mac-OS ab 9 und Linux ab 2.4 einsetzbar. Für die unixbasierten Mac-Betriebssysteme sowie Linux gibt es die kompatible Open-Source-Programmierumgebung „AVRDUDE”. Alles darüber findet sich unter [1] und [2]. Über einen vorinstallierten Bootlader lässt sich auch die Firmware für neue AVR-Typen und -Protokolle aktualisieren, so kann rasch auf neue Controllertypen reagiert werden. Neben dem Einsatz als Programmer kann mySmartUSB aber auch als Bridge-Baustein zwischen dem PC/USB und verschiedenen seriellen Schnittstellen dienen und ist so auch für eigene Applikationen als einfach handhabbare Kommunikationsschnittstelle einsetzbar. Eine separate Spannungsversorgung ist nicht notwendig, diese erfolgt per USB vom PC aus. Hierüber sind auch die zu programmierenden Zielsysteme mit einem Strombedarf bis 80 mA versorgbar. Dabei ist mySmartUSB sowohl in 5-V- als auch in 3,3-V-Zielsystemen einsetzbar. Für wechselweise Verwendung in beiden Spannungssystemen ist eine Stiftleiste für Jumper-Umschaltung nachrüstbar.

ISP-Programmierung

Bild 3: Die Belegung des ISP-Steckers entspricht der 10-Pin-Standard- Belegung von ATMEL
Bild 3: Die Belegung des ISP-Steckers entspricht der 10-Pin-Standard- Belegung von ATMEL
MySmartUSB verfügt über eine Standard-ISP-Schnittestelle, die zusammen mit dem mitgelieferten Kabel die In-System- Programmierung (ISP) von AVRs innerhalb deren Einsatzsystem via USB möglich macht. Die ISP-Schnittstelle verfügt über die 10-Pin-ATMEL-Standard-Belegung (Abbildung 3), kann also unmittelbar an ISP-Schnittstellen von AVR-Systemen angeschlossen werden. Für die Anbindung an die üblichen Programmierumgebungen ist lediglich die Installation des mitgelieferten Treibers notwendig.
Die Firmware verfügt über einen automatischen Step-down- Modus für Controller, die auf langsame Taktquellen unter 1 MHz umgeschaltet wurden und die sich bisher nicht mehr über die Standard-ISP-Geschwindigkeit ansprechen ließen. Der Blockmode des AVR911-Protokolls erlaubt über USB 2.0 eine sehr schnelle Datenübertragung und damit eine hohe Programmiergeschwindigkeit. Ein besonders einfaches und zudem kostenlos verfügbares Programmiertool ist das my- AVR ProgTool, eine Auskopplung aus den lizenzpflichtigen AVR-Produkten.

Kommunikations-Interface

MySmartUSB ist nicht nur als Programmierer einsatzbar, sondern auch als universelles Kommunikations-Interface für die Schnittstellen bzw. Protokolle SPI, UART und I2C/TWI (TWI ist kompatibel zu I2C, der Name steht für „Two Wire Interface“ und wurde von ATMEL aus lizenzrechtlichen Gründen eingeführt). Abbildung 4 zeigt die Belegungen des Boards für die verschiedenen Schnittstellen. So kann man auch eigene Applikationen über dieses Board via USB ansprechen und es quasi als preiswerten und kompletten USB-Konverter einsetzen. Es ist relativ einfach auch als klassische serielle PC-Schnittstelle (RS232) realisierbar, hier sind lediglich noch eine kleine MAX232-Standard-Applikation mit dem MAX232 und vier Elkos erforderlich.
Bild 4: Die Belegung der verschiedenen Schnittstellen
Bild 4: Die Belegung der verschiedenen Schnittstellen
Auch die beliebten myTWI-Module oder TWI/I2C-Sensoren sind mit dem Board ganz einfach per TWI und via USB an einem PC nutzbar. Über die Freeware „mySmartUSB Terminal“ können die Funktionen eines TWI- oder SPI-Protokolls ausgeführt und genau Schritt für Schritt beobachtet werden – ein ideales Tool für den Einsteiger!

Erste Hilfe für „verfuste“ Controller

Wieder einmal einen Controller durch das versehentlich falsche Stellen eines Fuse- oder Clock-Bits „ruhiggestellt“? Ein solcher Prozessor ist normalerweise nicht mehr programmier- und auch meist nicht einmal mehr erreichbar – er wanderte bisher in den Elektronikschrott. Die aktuelle Firmware (2.5) des mySmartUSB verfügt jetzt über einen zuschaltbaren Rescue-Mode, der ein spezielles Taktsignal (Rescue Clock) erzeugt. Das macht den Controller wieder erreichbar, seine Fuse- und Lock-Bits sind über die Programmierumgebung, z. B. das myAVR Workpad, auslesbar und können richtig eingestellt werden. So ist der Controller wieder gerettet! Bleibt als Fazit: Mit dem mySmartUSB steht ein äußerst universell handhabbarer USB-Schnittstellen- und Kommunikationsbaustein zur Verfügung, der nicht nur im myAVR-System einsetzbar ist. Durch seinen updatefähigen Bootlader ist mySmartUSB auch zukunftssicher und gehört damit in den „Werkzeugkasten“ jedes Elektronikers, der sich mit eigenen Mikrocontrollerlösungen beschäftigt.
Angebote finden Sie im ELV-Hauptkatalog 2009 ab S. 682 und im Internet unter www.messtechnik.elv.de.

Durch mySmartUSB unterstützte Controllertypen:
AT90PWM3        ATmega3290
AT90S1200        ATmega48
AT90S2313        ATmega64
AT90S2343        ATmega644
AT90S4414        ATmega8
AT90S4433        ATmega8515
AT90S8515        ATmega8535
AT90S8535        ATmega88
ATmega103       ATtiny12
ATmega128       ATtiny13
ATmega16         ATtiny15
ATmega161       ATtiny2313
ATmega162       ATtiny24
ATmega163       ATtiny25
ATmega164P    ATtiny26
ATmega168       ATtiny44
ATmega169       ATtiny45
ATmega32         ATtiny84
ATmega324P    ATtiny85
ATmega328P
ATmega329

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