Sommario

Una shield per Arduino Uno R3 per programmare gli AVR in modalità ArduinoISP.

Descrizione

Scrivo questo articolo dopo aver acquistato un AVR AtMega328-PU senza bootloader, ed avendo faticato un po' per programmarlo con "Arduino Uno R3" ed lo sketch ArduinoISP distribuito con l'IDE.

Se il micro acquistato non ha i vari fuses interni settati come si deve, ad esempio il clock interno abilitato, risulterà impossibile programmarlo con lo sketch ArduinoISP ed i collegamenti descritti nel sito perché il micro vorrebbe essere governato da un segnale clock esterno.

Cercando informazioni in rete, su Phil's Arduino Tutorial Site ho trovato una versione modificata di ArduinoISP che genera il segnale di clock a 8MHz da portare al pin XTAL1 dell' Atmega328P-PU.

Poichè lo sviluppatore ha apportato modifiche al suo sito web, il sorgente potrebbe non essere disponibile pertanto ho copiato il file nel mio repository git bitbucket che può essere scaricato tramite il link Arduino ISP Multi

Una volta compilato lo sketch, trasformerà Arduino Uno in un ISP master che fornirà questi segnali:

Con questa funzionalità in più, che il micro abbia il clock interno abilitato, che si aspetti un segnale esterno o che si aspetti di avere un quarzo collegato, non avrà più importanza e si riuscirà comunque a leggerne il contenuto, a scriverci un bootloader e/o a programmarlo. E' anche utile ad esempio quando ci si ritrova per le mani un micro che è stato programmato tanto tempo prima e non ci si ha più memoria di che cosa contenga, quale sia la sorgente di clock impostata ecc... In questo modo si possono resuscitare anche i micro brickati.

A questo punto, non mi è rimasto altro da fare che prendere Kicad realizzare uno shield per la scheda Arduino Uno da utilizzare ogni volta che capita tra le mani un micro senza bootloader.

La scheda

Lo schema elettrico che ho realizzato è questo:

ArduinoISP_Multi_UnoR3.sch.png

Layout dello shield e posizionamento componenti:

ArduinoISP_Multi_UnoR3-F_SilkS.png

Gli 8 pin del lato superiore andranno inseriri nelle prese dal 13 al 6 della scheda Arduino Uno R3 I 4 pin del lato inferiore invece andranno inseriti nelle prese Reset, 3.3V, 5V e GND.

Ho aggiunto una presa ICSP affiancata da altri 2 pin per il segnale di clock a 8MHz e la massa, così si possono esportare tutti i segnali su una eventuale millefori o ulteriore shield da montare su questa. In questo modo si possono realizzare delle estensioni, ad esempio per programmare altri AVR con package diversi dal DIL-28 oppure per implementare un programmatore HIGH VOLTAGE applicando 12 volt al pin di reset con cui recuperare un micro a cui è stato disabilitato tramite il relativo fuse il pin di reset rendendolo non più programmabile con i normali programmatori.

La piedinatura è la seguente:

ISP.png

Lato componenti e ponticelli:

ArduinoISP_Multi_UnoR3-F_Cu.png

Lato rame:

ArduinoISP_Multi_UnoR3-B_Cu.png

Dopo Dremel, Press 'n Peel, Ferro da stiro, Cloruro ferrico, Acetone, ecc.. il risultato è questo:

IMG_20150827_190411.jpg

Vabeh, il PCB disegnato è sempre più bello del risultato finale realizzato con metodi casalinghi.

IMG_20150827_190116.jpg

E' vero, come C1 ho messo un elettrolitico da 10μF invece che da 22μF, ma va bene lo stesso.

Prova di funzionamento con avrdude

Apro cmd e mi posiziono nella cartella principale dei tools avr di Arduino: cd C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr

Proviamo a collegare solo Arduino Uno: avrdude -C .\etc\avrdude.conf -v -v -p atmega328p -c arduino -PCOM8 -b115200

avrdude-000.png

Ora con lo shield ed il montato il micro che ho comprato, un ATMEGA328-PU.

IMG_20150828_095752.jpg

Questo è diverso da quello montato di default su Arduino Uno, che è l' ATMEGA328P-PU. E' identico in tutto e per tutto, tranne per il fatto che non è la versione pico power, ed ha un numero identificativo interno diverso:

avrdude -C .\etc\avrdude.conf -v -v -p atmega328 -c arduino -PCOM8 -b19200

avrdude-001.png

Se nel parametro -p specifico la versione "P" dell'atmega328, ottengo il messaggio d'errore:

avrdude -C .\etc\avrdude.conf -v -v -p atmega328p -c arduino -PCOM8 -b19200

avrdude-002.png

AVRDUDE ha letto il Device signature 0x1e9514 mentre si aspettava 0x1e950F quindi sta leggendo effettivamente il micro montato sullo shield.

Funzionamento con l'IDE Arduino

Vale tutto ciò che è descritto nella guida ufficiale di Arduino, cambia solo il fatto che non ci sono collegamenti da fare perché il micro viene montato sullo shield, e lo sketch da caricare su Arduino UNO che è la versione scaricata e non quella distribuita con l'IDE:

Arduino ISP

In sintesi dall' IDE di Arduino:

• Strumenti->Scheda->Arduino Uno
• Strumenti->Programmatore->Arduino as ISP
• File->Carica tramiteun programmatore o in alternativa CTRL+MAIUSC+U

Note

• Con lo shield montato non è possibile programmare la scheda Arduino UNO nemmeno se è selezionato Strumenti->Programmatore->ArduinoISP
• La versione di IDE con cui ho fatto le prove è la 1.6
• La versione di avrdude con cui ho fatto le prove è la 6.0.1 distribuita con l'IDE
• Ho inserito il progetto Kicad sul mio repository GitHub

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