Особенности программирования микроконтроллеров посредством клавиатуры


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

Поделиться публикацией
Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

Зачем оно вам?
Реклама
Комментарии 34
  • +6
    Да фигня все это. Клавиатуры всякие… Читерство сплошное. ТУМБЛЕРЫ! Вот где будущее программирования микроконтроллеров!
    • 0
      Провода и скрутки. И возможно же :)
      • 0
        Перфокарта наше все. :)
        • +1

          Э, не, с тумблерами возникает соблазн откопать старое параллельное ПЗУ, чтобы можно было одним махом передать сразу целый байт. Это слишком просто, вот где читерство.

          • 0

            А уж самое читерство — сделать своё ПЗУ из дешифратора адреса и матрицы диодов. Там вообще всё как на ладони видно, и ошибки в два счёта исправляются.

          • 0
            Я недавно разобрал старый программатор для древних PROM чипов с пережиганием. Там как раз были «тумблеры» для адреса и один для данных. То есть, каждый бит надо отдельно жечь.
            И, конечно, была «красная кнопка» для непосредственного прожига.
            • 0
              на драгметаллы сдавали?
              • 0
                К великому счастью, медь, олово и свинец не являются драгметаллами.
          • +6
            Надо ещё MISO завести на какую-нибудь из кнопок клавиатуры (shift, например). Тогда можно будет читать с контроллера тоже.
            Внимательный и упорный гик может запрограммировать микроконтроллер вручную.
            Могу =)
          • 0

            Мне кажется, SCK нужно выносить в ножную педаль, без этого решение будет неполным.

            • 0
              И генератор туда. Как раз запитать всю эту конструкцию вместе с микроконтроллером хватит. :)
            • +1
              Читеры, да…
              Я когда-то вводил с помощью пары 155ИЕ7 и пары регистров и триггеров(автоинкрементация адреса) коды с 16-кнопочной клавиатуры в 537РУ10 в схему на основе Z80, где оная RAM была в качестве ПЗУ ибо УФ-стирателя для настоящих РФ-ок небыло.
            • +1
              Программирование клавиатурой? Где-то я это уже проходил… МК-61 :)!
              • 0

                Да вы мажор. У меня в ту пору "Электроника ИМ-11" была. Это был первый предмет, который я программировал в жизни.

                • 0
                  Вот тут как раз всё наоборот. :) Это у мажоров был «Электроника ИМ-11». Потому как инженер покупал именно калькулятор (ибо полезен в работе), а не дорогущую игрушку.
                  • 0

                    Мне её родители не покупали, а подарил знакомый мажор.

                    • 0
                      Нифига себе, как вам повезло. :) Я на этот планетоход облизывался, глядя как с ним играют в магазине «Электроника» (там вообще чуть ли не толпа смотрела, как оно ездит по прилавку).
              • 0
                Хочу плагин для Guitar Hero
                • 0
                  Где-то я уже такое читал давным-давно.
                • 0
                  Кайф. А какие МК ваша софтверная реализация поддерживает?
                  • 0
                    AVR и ATmega ( проверял на 2313 и mega8 ). По ссылке в публикации есть архив с программой и документацией. Можно помигать светодиодами на клавиатуре :)
                  • 0

                    Месье знает толк в извращениях (=

                    • 0
                      В каждой шутке есть доля шутки. Как решение проблемы «курицы и яйца» вполне годно.
                      И да, у меня есть вариант программатора через стерео выход :)
                      • 0
                        Сейчас уже проблема «курицы и яйца» давно неактуальна из-за доступности копеечных китайских программаторов, а вот в качестве обучающего материала — очень даже!
                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое