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AVR In System Programmer

2008-12-09T18:39:57Z

92.73.126.135: /* Amadeus-USB */

== Einführung ==

Atmel hat für die AVR 8-Bit RISC Mikrocontroller mehrere Application Notes herausgegeben, auf deren Basis eine Vielzahl von Programmiergeräten (''programmer'') entwickelt wurden.

Natürlich liefert Atmel auch eigene, fertige Programmiergeräte (AVRISP (mk I), AVRISP mk II, AVR Dragon, ...), Programmiersoftware (AVRProg, AVR Studio) und Entwicklungsboards mit integriertem Programmiergerät (z.B. [[STK500]]).

FAQ/Tipp: '''"Welchen ISP-Adapter sollte man sich heutzutage zulegen oder bauen?"'''

Es geht nichts über ein wirklich zuverlässiges Werkzeug. Beim Umgang mit µCs ist es sehr frustrierend, an drei Fronten gleichzeitig zu kämpfen: Bugs in der Software, Bugs In der Schaltung und Bugs beim ISP-Adapter/PC-Gespann. Wenigstens die letzte Wanzenquelle kann man mit einem zuverlässigen ISP-Adapter eliminieren. Siehe auch diverse Forenbeiträge u.a. von [http://www.mikrocontroller.net/topic/91042#778908 Jörg]

== Application Notes ==
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC0943.PDF AVR910] (PDF) "''Low-cost''" ''In-system programming'' ('''AVRISP''') beschreibt einen einfachen, kostengünstigen Programmieradapter zur Übertragung von Programmen in den Mikrocontroller. Auf dem Programmer befindet sich ein Mikrocontroller (natürlich von Atmel ;-), der serielle Steuerkommandos und Daten vom PC in Programmiersignale für den Mikrocontroller umsetzt.

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2568.pdf AVR911] (PDF) ''Open source serial programmer'' ('''AVROSP''') beschreibt eine ''open source'' Programmiersoftware zur Übertragung von Programmen in den Mikrocontroller.

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc1644.pdf AVR109] (PDF) ''Self-Programming'' mit Hilfe eines [[Bootloader|Bootloaders]]. Hier wird im Mikrocontroller zunächst ein mikrocontroller-spezifisches Bootloader-Programm abgelegt. Dieses Programm empfängt das eigentliche Benutzerprogramm oder Daten z.B. über einen seriellen Anschluss ([[UART]]), legt es ggf. im Speicher (Flash-ROM, EEPROM) ab und führt ggf. anschliessend das Benutzerprogramm aus.

== Pinbelegung ==

Die Standard-Pinbelegung des ISP-Steckers zum Anschluss des Mikrocontrollers sieht nach obigen Application Notes und der [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2521.pdf AVR042] (PDF) folgendermaßen aus (Anschluss auf der Platine, Ansicht von oben):

[[Bild:avr-isp-pinout.png]]

10-poliger 6-poliger
Anschluss Anschluss

1 MOSI 1 MISO
2 VCC 2 VCC
3 - (*) 3 SCK
4,6,8,10 GND 4 MOSI
5 RESET 5 RESET
7 SCK 6 GND
9 MISO

Pin 1 ist am Pfostenstecker mit einen kleinen Pfeil gekennzeichnet.

(*) Einige Programmieradapter (Ponyprog-Adapter nach Lancos-Schaltplan) unterstützen an Pin 3 des 10-poligen Steckers eine LED (Kathode an Pin), die "Programmierzugriff" signalisieren soll. Dies ist aber kaum nützlich, daher wird der Pin auch von Atmel als N/C (not connected) definiert und beim original Atmel AVRISP mit GND verbunden.

Der '''10-polige''' Anschluss wurde von der Firma Kanda beim STK200 verwendet und ist deshalb auch als "Kanda-Standard" bekannt und relativ weit verbreitet. Die Anschlussbelegung über einen '''6-poligen''' Stecker stammt von Atmel selbst. Der 10-polige Anschluss wird zwar häufiger genutzt (insbesondere bei billigen Parallelport-Adaptern) aber der 6-polige Anschluss ist platzsparender auf der Platine.
Am besten man besorgt sich einen Adapter6/10 ([http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?products_id=190 siehe hier]), dann lassen sich praktisch alle Boards mit jedem Programmer programmieren.

Zehnpolige Messerleisten (Wannenstecker) zur Montage auf einer µC Platine zum verpolungssicheren Anschluss des Programmieradapters sind fast "überall" verfügbar, nach den sechspoligen muss man häufig etwas suchen. Alternativ bleibt nur der Griff zu den nicht verpolungssicheren 2xN Stiftleisten (z.B. 2x40), wobei man eine Stiftleiste auf 2x6 Pole kürzt.

Sechspolige Federleisten (Pfostenbuchsen) zum Anquetschen an ein Programmierkabel sind dagegen zumindest bei den großen Versendern und Distributoren erhältlich (z.B. von Bürklin Art.53F3500; Conrad Art.701980-62; Farnell Art.1097021; Reichelt PFL 6). Kleine lokale Elektronikläden führen diese jedoch häufig nicht. Zu den sechpoligen Pfostenbuchsen gibt es keine Alternative, wenn man ein sechpoliges Programmierkabel bauen möchte. Zehnpolige Pfostenbuchsen lassen sich nicht auf sechs Pole kürzen.

Der VCC-Anschluss kann einerseits den Programmieradapter mit Strom versorgen, wie es bei vielen Parallelport-Adaptern der Fall ist. Er kann aber auch dazu verwendet werden, die zu programmierende Schaltung aus dem Programmieradapter mit Strom zu versorgen, was insbesondere beim STK500 möglich und dank dessen programmierbarer Versorgungsspannung manchmal ganz praktisch ist. Werden jedoch beide Seiten separat mit Strom versorgt, sollten die Stromversorgungen nicht über den VCC-Pin des ISP-Anschlusses miteinander verbunden werden, da manche Spannungsregler-ICs das nicht verkraften.

== Programmer-Varianten ==

Mittlerweile existiert eine fast unüberschaubare Zahl von Programmer-Varianten und Untervarianten. Hier sollen nur die wichtigsten Varianten mit Bauanleitungen aufgelistet werden, geordnet nach der Art des Anschlusses an den PC.

=== Parallelport ===

==== STK200-kompatibel ====

Fast alle erhältlichen Parallelport-Programmieradapter, u.a. auch der hier im [http://shop.mikrocontroller.net/ Shop] angebotene, sind kompatibel zum Programmer des [[STK200]] / STK300.

* Bauanleitung für einen [http://rumil.de/hardware/avrisp.html STK200-kompatiblen Programmieradapter] von Rolf Milde

==== Paralleles Interface für AVR und PonyProg ====

Schaltplan und Erläuterungen bei [http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-prog.htm Scott-Falk Hühn]

==== SP12 Programmer ====

Schaltplan, Erläuterungen und Software für mehrere Plattformen, darunter auch MSDOS, gibt es bei [http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-spider_prog.html#programmer Steven Bolt]. [http://www.xs4all.nl/~sbolt/e-spider_prog.html#programmer Ken's Dongle] ist ein spezieller Kabeladapter für SP12 zur Verbesserung der Signalqualität. Anpassung an neue Typen erfolgt durch leicht selbst erstellbare Beschreibungsdateien.

=== Serieller Port ([[RS-232]]) ===

==== Atmel AVRISP, STK500, AVR910 ====

Der original AVRISP von Atmel, das STK500 und der Programmer aus der Application Note AVR910 enthalten einen Mikrocontroller, der die Umsetzung der seriellen Daten auf das ISP-Programmierinterface vornimmt. Sie lassen sich direkt mit dem AVR-Studio programmieren und sind auch problemlos mit einem USB-seriell-Adapter verwendbar.

Ein Layout mit Schaltplan und erweitertem Sourcecode findet sich in diesem Thread in der Codesammlung [http://www.mikrocontroller.net/topic/88295#749553 AVR910 Programmer, Schaltplan, Layout, Firmware].

Das AVR910 Design ist u.a. auf der Seite von [http://www.serasidis.gr/circuits/avr_isp/avr_isp.htm Serasidis Vasilis] im Detail beschrieben.

Eine weitere, auführliche Anleitung zum AVR910 gibt es in deutsch auf der Seite von [http://www.klaus-leidinger.de/mp/Mikrocontroller/AVR-Prog/AVR-Programmer.html Klaus Leidinger].

Einen AVR-ISP STK500 Protokoll Programmmer und JTAGICE kompatiblen Programmer/Debugger können Sie auf folgender Homepage bestellen: [http://www.myevertool.de myevertool]

==== SI-Prog ====

Daneben gibt es noch weitere Programmieradapter für den seriellen Port, die auf den eigenen Mikrocontroller im Programmieradapter verzichten und das ISP-Programmierprotokoll über die Steuerleitungen des RS-232-Port nachbilden. Das Programmierprogramm auf dem PC sendet jetzt keine Steuerkommandos und Daten mehr, sondern gibt direkt die Programmiersignale an der seriellen Schnittstelle aus ("Pinwackeln an den Statuspins"). Der Nachteil dieser Adapter ist, dass sie meistens relativ langsam sind und nur unter wenigen Betriebssystemen funktionieren. Ein Beispiel dafür ist SI-Prog.

* [http://www.lancos.com/siprogsch.html SI-Prog Originalversion]
* [http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-prog.htm Schaltplan und Erläuterungen]

=== Sercon2 ===
Mit einer etwas anderen Steckerbelegung als der SI-Prog arbeitet die Sercon Familie an Adaptern. Nähere Unterlagen dazu finden sich
[http://www.speedy-bl.com/adapter.htm hier]

=== USB ===

Die meisten USB-Programmieradapter verwenden einen USB-seriell-Wandler und ein STK500/AVRPROG-kompatibles Protokoll und können damit direkt aus dem AVR-Studio programmiert werden.

==== Atmel AVRISP MKII ====

Nachfolger des Atmel AVRISP "MKI". Mit USB-Schnittstelle, leistungsfähigerem Programmiercontroller und erweiterem Hardwareschutz. Programmiersoftware: [[AVR-Studio]] und [[AVRDUDE]]. Herstellerinformation bei [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?family_id=607&family_name=AVR+8%2DBit+RISC+&tool_id=3808 atmel.com]

Weiter unten auf dieser Seite wird auch ein einfacher, kompatibler Nachbau namens [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer#usbprog usbprog] vorgestellt.

==== Bascom USB ISP ====
Beliebter USB programmer der speziell für den Bascom Compiler entwickelt wurde.
Unterstützt Bascom einen neuen AVR-Controller, so kann dies automatisch auch dieser USB Programmer, eine neue Firmware ist nicht erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist das er speziell für Bascom entwickelt wurde und in der IDE unterstützt wird. Er unterstützt alle Features von Bascom, auch die automatische Fusebit-Einstellung per Direktive im Quellcode.

Angenehm ist auch das er keine 5V benötigt. Im Gegenteil, er kann sogar Boards über das übliche ISP-Programmierkabel mit 5V versorgen, so das viele Boards auch ohne weitere Spannungsquelle programmiert werden können.
Ein wirklich empfehlenswerter Qualitätsprogrammer für alle Programmierer die ausschließlich mit Bascom arbeiten wollen
* [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=73&products_id=161 Vertrieb in Deutschland bei robotikhardware.de]

==== Atmel AVR Dragon ====

Der [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3891 AVR Dragon] ist ein preiswerter ISP (und ICE) von Atmel, der aufgrund Preis/Leistungs-Verhältnisses schnell populär wurde. Atmel wurde von dieser Popularität überrascht, da der Dragon wohl ursprünglich nur als ein "Gimmick" zur Verbreitung von AVRs in Asien gedacht war.

Die grossen Vorteile des Dragons sind, dass er alle Programmiermodi beherrscht, inklusive High-Voltage Parallel Programming ("verfuste" AVRs retten), dass er ein natives USB-Interface hat, von AVR-Studio unterstützt wird, und mit Einschränkungen (max. 32K AVRs) sogar [[JTAG]] und [[debugWIRE]] ICE / Debugging unterstützt (bei den AVRs die dies können).

Zu den grössten bekannten Nachteilen gehören, dass der Dragon völlig "nackt" kommt. Kein USB-Kabel, kein Gehäuse, nicht einmal Abstandsbolzen unter der Platine, keine Patchkabel und nicht einmal die Fassungen zum Einstecken von AVRs sind bestückt. Eine gedruckte Anleitung gibt es auch nicht. Daneben wird aufgrund des Stromverbrauchs des Dragon ein USB-Hub mit Netzteil benötigt.

Weiter ist der Dragon dafür bekannt, empfindlich auf statische Aufladungen zu reagieren. Ein Spannungsregler und ein Ausgangstreiber gehen dabei besonders gerne kaputt. Ein gerne von Anfängern gemachter Fehler ist es, den Dragon im Betrieb auf dem mitgelieferten "Schaumstoff" aus der Verpackung liegen zu lassen. Das ist jedoch kein Schaumstoff, sondern leitendes Moosgummi.

Weitere Schutzmassnahmen für gefährdete AVR Dragons findet man auf der Dragonlair-Seite von [http://www.aplomb.nl/TechStuff/Dragon/Dragon.html Nard Awater].

Der Dragon wird unter Linux z.B. von der avrdude-Programmiersoftware unterstützt. Unerklärlicherweise stellt Atmel die Dokumentation und Beschreibung des Dragon nur als Teil der Online-Hilfe der AVR-Studio Software unter Windows zur Verfügung. Weiterhin lassen sich Firmware-Updates auch nur mittels eine proprietären Atmel-Software unter Windows einspielen. Daher ist der Dragon für Linux-Benutzer nur dann zu empfehlen, wenn man zusätzlich noch Zugriff auf eine Windows-Installation hat.

==== USBisp ====

AVR Programmierdongle mit USB Anschluss und kompatibel zum STK500-Protokoll. Unter anderem programmierbar mit [[AVR-Studio]], [[AVRDUDE]] und [[uisp]]. Schaltplan (PDF), Layout (PDF), Erläuterungen und Firmware gibt es vom Entwickler [http://www.matwei.de Matthias Weißer].

==== USB avrisp ====

USB AVR Programmer auf Basis des AVR 910 Designs. Den Schaltplan, Layout und Erläuterungen (englisch) gibt es von [http://www.e.kth.se/~joakimar/hardware.html Joakim Arfvidsson].

==== Evertool ====

Mit USB-seriell-Wandler. Getestet mit Adapterkabeln/ICs von FTDI, SiLabs und Prolific (Adapterkabel z.B. für ca. 10EUR bei Reichelt).

* [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/evertool/ Evertool-"Homepage"]

==== USBasp ====

Thomas Fischls [http://www.fischl.de/usbasp/ USBasp] ist ein
Openhardware/Openfirmware USB-ISP-Adapter. Er basiert auf einem
ATmega8 (oder ATmega88), der mittels einer rein auf Firmware
basierenden USB-Implementierung von
[http://www.obdev.at/products/avrusb/index.html Objective Development]
arbeitet. Zum Ansteuern wird [[AVRDUDE]] in einem speziellen Modus
benötigt, der ab Version 5.2 standardmäßig vorhanden ist (vorher waren
Patches nötig).
Eine MacOS X Anpassung stammt von [http://www.macsven.de/Atmel.html Sven Schwiecker].
*Einen preiswerten Bausatz incl. Dokumentation gibt es [http://www.b-redemann.de/produkte-programmer.shtml hier].

==== AvrUsb500 ====

* [http://www.tuxgraphics.org/electronics/200510/article05101.shtml AvrUsb500] - an open source Atmel AVR Programmer, stk500 V2 compatible, with USB interface
* [http://www.mechaos.de/avr_progusb.php meCHAOS] - Nachbau mit neuem Platinenlayout und weiteren Funktionen.

==== usbprog ====

[http://www.embedded-projects.net/usbprog usbprog] von Benedikt Sauter ist ein USB Programmieradapter, der fast alle Atmel Mikrocontroller unterstützt (ATiny, ATMega, AT89, AT90, ...) und daneben auch für ARM7/9 und MSP universell einsetzbar ist.

Der Programmer wurde so entwickelt, dass man die Firmware auf dem Adapter über die USB Verbindung austauschen kann. Dadurch sollte der Adapter lange attraktiv bleiben, da alles rund um das Projekt als Open Source veröffentlicht ist und daher neue Controller einfach in die usbprog Firmware integriert werden können.
Es ensteht gerade eine Firmware für einen einfachen JTAG Adapter. Damit kann man dann ganz einfach debuggen (vorraussichtlich auch aus dem AVR Studio aus).

Man kann den Adapter auch als 1:1 AVRISP mkII kompatibles Gerät betreiben. Dafür muss man eine andere Firmware einspielen, die ebenfalls Teil des Projektes ist. Der Vorteil ist der, dass man so auf jede bestehende Programmiersoftware zurückgreifen kann, die das originale AVRISP mkII unterstützt. Getestet wurde usbprog bis jetzt mit avrdude (Linux und Windows) und dem AVR Studio 4 (Windows).

Derzeit kann man bei Benedikt Sauter Platinen und Bauteile im Set für 22 EUR (neue v3 für 32 EUR) bestellen. Näheres auf der [http://www.embedded-projects.net/usbprog Projektseite].

==== AVR-Doper ====

[http://www.obdev.at/products/avrusb/avrdoper.html AVR-Doper] kann neben ISP auch im High-Voltage Mode als [[AVR HV-Programmer]] programmieren. Rein auf Firmware basierenden USB-Implementierung. BUS-Powered. Einseitige Platine und damit auch für Selbstbauer geeignet. Verwendet einen Mega8 zur Steuerung des Programmers. Ist kompatibel zu AVR-Studio.

==== USB AVR-Lab ====

[http://www.ullihome.de/index.php/Hauptseite#USB_AVR-Lab USB AVR-Lab] besteht aus einer sehr einfachen Hardware, usb wird in Software gemacht. Mit einem Bootloader nebst Applikation kann die Funktion des Lab´s zwischen

*AVRISPmkII kompatiblem Programmer (AVR Studio,Linux,MacOS)
*STK500v2 kompatiblem Programmer (AVR Studio)
*USBasp kompatiblem Programmer (Linux, MacOS)
*RS232/RS485 Wandler
*I2C Logger
*Oszi (in Entwicklung)
*Multimeter (in Entwicklung)
*6-Kanal Logik analyzer
*AVR910 kompatibler Programmer (in Entwicklung)
*Labornetzteil (in Entwicklung)
*JTAG Adapter (geplant)

getauscht werden. Mit der STK500v2 kompatiblen Firmware kann der Programmer direkt aus dem AVR Studio heraus voll kompatibel zum AVR-ISP mkII arbeiten.
Zusätzlich bietet der Programmer den virtuellen Com Port als Debug Port an solange nicht geflasht wird. Man kann also direkt mit dem Terminal Programm auf seinen AVR zugreifen über den ISP Adapter.
Dieser Modi wird von jeder ISP Firmware unterstützt.
Statusanzeige des Targets (angeschlossen, falsch angeschlossen,nicht angeschlossen), max. 3 Mhz ISP Freq. Das ganze ist sehr günstig in der Beschaffung (10 Eur Bauteile bei Reichelt+ 3,5 Eur Platine von ullihome.de, oder 15 Eur bestückt von ullihome.de)

==== USBtinyISP ====

[http://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/ USBtinyISP] ist ein preiswerter (ca. 16$ für die Bauteile) AVR ISP Programmer und SPI Interface auf open-source Basis. Als Software kann z.B. AVRDUDE oder AVRStudio verwendet werden. Der Programmer wurde auf Windows und MacOS X getestet. Bei Adafruit sind auch Selbstbaukits erhältlich.

==== UCOM-IR ====
Der [http://www.nibo-roboter.de/wiki/UCOM-IR UCOM-IR] Programmieradapter ist ein kommerzieller Bausatz (ca. 25 ¬), der auf einem AT90USB162 basiert. Durch die Verwendung des STK500v2 Protokolls kann zur Programmierung sowohl das [[AVR-Studio]] wie auch [[AVRDUDE]] verwendet werden. Zusätzlich hat der Adapter einen IR-Empfänger und zwei Sendedioden, die zur Kommunikation und zur Fernsteuerung verwendet werden können.

=== Standalone ===

==== TheCableAVR-SD (kommerziell) ====

[http://www.priio.com/productcart/pc/viewPrd.asp?idcategory=6&idproduct=88 TheCableAVR-SD] works by saving the "ISP", "HEX" and "EEP" files required for part programming from the PC application onto an SD-Card and inserting it into TheCableAVR-SD. This programmer is stand alone, making it very handy for field software updates and production programming.

==== ButtLoad ====

[http://www.fourwalledcubicle.com/ButtLoad.php ButtLoad] is based on the Atmel [[AVR Butterfly]] development board. ButtLoad is specially written firmware which converts a low-cost official Atmel Butterfly evaluation board into a smart ISP programmer for other members of the Atmel AVR family. It supports the entire AVR range, and allows for a complete program (including EEP, HEX, Fuse and Lock Bytes) to be stored and later programmed into a device from the Butterfly's on board non-volatile memory.

==== PalmAVR ====

* siehe [http://www.mikrocontroller.net/topic/77870#648376 Forenbeitrag]

==== mySmartUSB ====

Der mySmartUSB Programmer von myAVR ist ein kompakter ISP Programmer mit USB Anschluss (der Preis liegt bei 28€). Lt. Hersteller kann er auch für die Kommunikation via UART, TWI, SPI verwendet werden (hab ich noch nicht probiert).

ich aber ;-)
* Bei schreiben der Fuse Bits musste ich das Tool myAVR_ProgTool.exe verwenden - siehe http://www.opencharge.de/wiki/Mysmartusb

==== Amadeus-USB ====

[http://home.arcor.de/bernhard.michelis Amadeus-USB] ist ein ISP-Programmer zum selber bauen. Er unterstützt eine vielzahl von AVRs und verfügt über ein eigenes User-Interface. Der Programmer beinhaltet einen einfach zu bedienenden Fuse-Editor. Sollte man einmal die falschen Clock Einstellungen vorgenommen haben, ist das kein Problem, da der Programmer eine Takterzeugung beinhaltet, mit der man den AVR wiederbeleben kann.
Auch wer mit niedriegen Taktraten arbeitet (z.B. 32kHz) kann einen ATmega64 in ca. 4,8s programmieren und vergleichen. Darüber hinaus kann mit geeigneten Makros die Programmausführung getracet werden. Die maximale Programmiergeschwindigkeit beträgt bei einem ATmega64 mit 16MHz Quarz 3,1s wenn der gesammte Speicher geschrieben und verglichen werden muss. Ist das Programm kleiner, geht es natürlich schneller ;-) Für einen ATTiny2313 oder ATTiny24 braucht er weniger als eine 1s.

=== Geschwindigkeitsvergleich ===

Im Rahmen einer Forendiskussion entstand die folgende Messung, die
einige der möglichen Programmer in ihrer Geschwindigkeit vergleicht.
Mit einbezogen in den Vergleich wurde neben originalen
Atmel-ISP-Werkzeugen noch Werkzeuge für [[JTAG#AVR_JTAG|JTAG]].

Die Testdatei war 29704 Bytes groß. Target ist ein ATmega6490, der
mit 8 MHz vom RC-Oszillator getaktet wird. Das alles wurde mit einem
AVRDUDE 5.5 getestet.

<pre>
Programmer Parameter Zeit fürs
Schreiben Lesen
-----------------------------------------------
JTAG ICE mkII default 2,58 s 3,27 s
JTAG (4 MHz)
-----------------------------------------------
JTAG ICE mkII 1 MHz 8,34 s 8,51 s (**)
ISP
-----------------------------------------------
AVRISP mkII 250 kHz 5,37 s 5,46 s
1 MHz 2,45 s 2,45 s
2 MHz 1,89 s 1,99 s
-----------------------------------------------
STK500 900 kHz 5,84 s 3,49 s
(schnellstes)
-----------------------------------------------
AVR Dragon default 2,81 s 3,49 s
JTAG (4 MHz)
-----------------------------------------------
AVR Dragon 1 MHz 8,34 s 8,64 s
ISP 2 MHz - - (*)
-----------------------------------------------
Parallelport- keine Delay 13,20 s 12,45 s (**)
Dongle "alf" CPU 900 MHz
-----------------------------------------------
</pre>

(*) Benutzung unmöglich, weder Fuses noch Signature zuverlässig
lesbar.

(**) Fuses und Signature OK, aber das programmierte Ergebnis ist
fehlerhaft (verify errors)

== Software ==

* [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] (Windows, diverse Parallelport-Programmer, GUI)
* [[Pony-Prog Tutorial|PonyProg]] (Linux, Windows, diverse Programmer für den parallelen und seriellen Port, GUI, am seriellen Port nur "Statuspinwackler" nach dem Schaltplan auf der lancos-Seite)
* [http://www.nongnu.org/avrdude AVRDUDE] (Unix, Linux, Windows, praktisch alle Programmer, leicht erweiterbar auf andere Parallelportadapter-Anschlussbelegungen, Kommandozeile, auch für AVR Butterfly über dessen vorinstallierten Bootloader/Firmware-Uploader) siehe im Wiki [[AVRDUDE]]
* [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp uisp] (Unix, Linux, Windows, praktisch alle Programmer, Kommandozeile, nicht mehr gepflegt).
* AVR-Studio (nur Programmieradapter mit integriertem Controller für den seriellen Port, z.B. AVR910, ATMEL AVRISP und STK500)
* [http://www.mcselec.com Eingebauter Programmer im Bascom-Basic Compiler]
* [http://esnips.com/web/AtmelAVR AvrOspII] - GUI Open Source programmer based on Atmels Application note AVR911.
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/60817 Forumsbeitrag] - Wie man Ponyprog aus dem AVR-Studio heraus nutzt
* [http://www.cadmaniac.org/projectMain.php?projectName=kontrollerlab Kontrollerlab] - (Linux), Grafische Oberfläche zu avr-gcc, uisp, avrdude und kate mit built-in debugger und serial terminal. Einfach verständlich und aufgeräumt (im KDE-Stil)

== ISP-Pins am AVR auch für andere Zwecke nutzen ==

Bei einem Programmer mit eingebautem [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Tri-state|Tristate]]-Treiber (z.B. 74HC(T)244) werden die Leitungen MISO, MOSI und SCK hochohmig geschaltet wenn die Programmierung beendet ist, d.h. sie beeinflussen die Schaltung nicht. Man kann die betreffenden Pins am AVR also relativ problemlos als Ausgänge verwenden, wenn man darauf achtet, dass die daran angeschlossene Peripherie durch die Programmierimpulse keinen Schaden nehmen kann. Als Eingänge sollte man die Pins allerdings nicht verwenden, da ein angeschlossener Taster zum Beispiel die Programmierimpulse kurzschließen würde, wenn er gedrückt ist.

Atmel empfiehlt in der Application Note [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2521.pdf AVR042: AVR Hardware Design Considerations (PDF)] Peripherie an der SPI-Schnittstelle, bei gleichzeitiger Verwendung der Schnittstelle als In-System-Programmieranschluss, über Widerstände anzuschliessen.

siehe auch [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_HV-Programmer AVR_HV-Programmer]

[[Category:AVR]]

LPC2000

2008-12-09T18:35:30Z

92.73.126.135: /* Weblinks */

Die LPC2000 von NXP (ehemals Philips) waren die ersten wegen ihrer einfachen Handhabung hobbytauglichen [[ARM]]-basierten Mikrocontroller. Entsprechend sind auch zum LPC2000 mehr Informationen verfügbar als z.B. zum [[AT91SAM]]7, und man findet leichter Hilfe bei Problemen. Ein weiterer Vorteil des LPC2000 ist der einfach zu benutzende serielle Bootloader, mit dem sich der Controller auch ohne JTAG-Interface einfach programmieren lässt. Ansonsten ist die Hardwareausstattung recht ähnlich im Vergleich zum AT91SAM7. Hervorzuhebende Unterschiede sind das schnellere Flash-ROM des LPC2000, die etwas höhere Taktfrequenz, beim gleichen Gehäuse mehr I/O-Pins und die größere Auswahl von Modellen im Low-End-Bereich (LPC2103).

* 2-64 kB [[RAM|SRAM]].
* bis zu 512 kB [[Flash-ROM]]-Programmspeicher (LPC2138/2148/2368/2378)
* vorinstallierter serieller [[Bootloader]] mit automatischer [[Baud]]rate-Erkennung
* [[JTAG]]-Interface
* ETM Trace-Interface
* 2-4 [[UART]]-Schnittstellen (bei einigen Modellen auch mit allen "Modem"-Leitungen (Handshake, Ring, DTR etc.)
* 1-2 [[SPI]]-Schnittstelle(n), bei einigen Modellen auch SSP-Schnittstelle(n) (erweiterte Konfigurationsmöglichkeiten und Funktionen)
* Hardware-[[I2C]](I²C)-Schnittstelle(n)
* teilw. mit CAN-Schnittstellen
* Mit Ausnahme der ersten Chips LPC2104/5/6 haben alle Typen einen integrierten A/D-Wandlern
* teilw. mit D/A-Wandler (LPC2132/34/36/38, LPC2142/44/46/48)
* 2 32 Bit [[Timer]], zusätzlicher 32-bit [[Timer]] mit 6 [[Pulsweitenmodulation|PWM]]-Ausgängen, RTC, [[Watchdog]]
* bis 75 MHz Taktfrequenz
* [[IC-Gehäuseformen|LQFP48]]-Gehäuse (LPC210x) bis LQFP144 (LPC22xx)
* LPC213x und LPC214x benötigen zum Betrieb 3V
* Für die anderen Typen werden Core-Spannung 1,65-1,95V und IO-Spannung 3,0-3,6V benötigt (d.h. zum Betrieb sind 2 Versorgungsspannungen erforderlich)
* geringe Leistungsaufnahme (ca. 60 mW bei 60 MHz und Endlosschleife)
* 5V-tolerante IOs
* USB 2.0 (LPC214x und LPC23xx/24xx)
* Ethernet MAC (LPC23xx/24xx)
* Jeweils eigene DMA und eigener AHB-Bus für Ethernet, USB und sonstige schnelle Schnittstellen (LPC23xx und LPC24xx)
* RTC (teilweise mit eigenem Oszillator)

== Verwendung des Bootloaders ==

Benötigte Software gibt es unter http://groups.yahoo.com/group/lpc21isp
(Registrierung nötig, Source Code und Binaries in der File Section dieser Gruppe)

# BSL-Jumper setzen
# Reset-Knopf drücken
# lpc21isp starten
#* Linux: lpc21isp programm.hex /dev/ttyS0 115200 14746
#* Windows: lpc21isp programm.hex com1 115200 14746

Die Übertragung des Programms zum Controller sollte jetzt beginnen. Um das Programm zu starten den '''BSL-Jumper entfernen''' und Reset drücken.

Alternativ kann unter MS-Windows das von Philips bereitgestellte "Flash-Tool" oder Flash Magic von Embedded Systems Academy genutzt werden. Diese Programmiersoftware bieten eine grafische Benutzeroberfläche.

Sowohl lpc21isp also auch das Philips-Tool und Flash Magic können Reset und BSL per DTR/RTS-Signal steuern, bei entsprechender Beschaltung auf dem Board muss man somit keine Jumper setzen (vgl. z.B. Schaltpläne der Evaluation-Boards von [http://www.keil.com Keil]).

Eine weitere Alternative ist [http://home.arcor.de/bernhard.michelis/LPC/index.html LPCProg 0.3], welches speziel für auf die Verwendung eines FTDI-232 Chips hin optimiert wurde. Auf der Website gibt es auch ein Layout für einen USB-zu-Seriel-Adapter. Die Software/Hardware ist zu den obigen Programmen Pinkompatibel und kann beliebig damit gemixt werden.

== Allgemeine Hinweise ==
* Der Softwareschutz bei den LPC2104/5/6 ist nicht implementiert (Stand 4/2005). Dies wird Anfang 2007 geändert. Ein Schutz des geistigen Eigentums ist also bei diesen 3 Controllern derzeit nicht gewährleistet. Andere Controller aus der LPC2000-Serie sind davon nicht betroffen.
* Auf vielen (Stand 4/2005) LPC2000 existiert ein Fehler bei der Verwaltung der Interrupt-Flags ("race condition", "timer issue"). Der Fehler und mögliche Abhilfen sind in den Errata von NXP erläutert.
* Die CAN Controller in den LPC2100,2200 sind so gründlich mit Bugs und Designfehlern gespickt, dass letztlich nur ein kleiner Bruchteil der dokumentierten Funktionen nutzbar ist. Die Bugs finden sich im Errata Sheet, die Konstruktionsfehler darf man selber finden.
* Bei Nutzung des SPI-Interfaces im "Master-Mode" ist bei einigen LPC2000-Typen auf die richtige Beschaltung des "Chip-Select"-Pins zu achten (vgl. Manuals und Erratas).
* Viele Fehler in der "ersten Generation" der ICs wurden bei neueren Versionen behoben. Vgl. Datenblätter/Errata zu LPC2xxx/01.
* Bei neueren LPCs (LPC213x/4x) sollte die aktuelle Fassung der NXP ISP-Software genutzt werden (Stand 3/2006: V2.2.2, erhältlich auf der NXP Web-Site). Ältere Versionen funktionieren nicht zuverlässig oder garnicht.
* LPC23xx/24xx werden von der Philips ISP-Software nicht unterstützt. Alternativen: Flashmagic oder lpc21isp.
* Bei Problemen immer auch das Archiv der LPC2000 yahoo-Gruppe absuchen. Dort finden sich, leider oft etwas zerstreut, sehr nützliche Hinweise. Die Anmeldung bei der Gruppe (yahoo-Account erforderlich) gewährt Zugang zum Download-Bereich der Gruppe. Dort finden sich sehr nützliche Beispielprogramme, Libraries und Dokumente.
* Bei Entwicklungen mit der GNU-Toolchain erweisen sich Beispiele von kommerziellen Compiler/IDE-Anbietern, die ebenfalls den GNU-Compiler nutzen, oft als gute Informationsquelle vor allem bei Einstellungen zum Startup-Code oder im Linker-Script. (vgl. u.a. Rowley, Keil, Anglia-Designs)
* siehe auch: [http://www.open-research.org.uk/ARMuC/index.cgi?LPC2100Tips LPC2100-Tips] im ARMuC Wiki (englisch)

== Siehe auch ==

* [[ARM-elf-GCC-Tutorial]]
* [[Linksammlung#ARM|Linksammlung Abschnitt ARM]]
* [[LPC2000-Boards von Olimex]]

== Weblinks ==
* [http://www.standardics.nxp.com/products/lpc2000/all/ Philips / NXP LPC2000]
* [http://groups.yahoo.com/group/lpc2000/ LPC2000 Yahoo Group]
* [http://www.dreamislife.com/arm/ LPC210x ARM7 Microcontroller Tutorial]
* [http://www.dontronics-shop.com/tutorials.html Dontronics Tutorials] u.a. "ARM Cross Development with Eclipse Version 3" von James P. Lynch
* [http://www.hitex.co.uk/arm/lpc2000book/free_downloadpage.html The Insider's Guide To The Philips ARM7-Based Microcontrollers (LPC21xx)] bei http://www.hitex.co.uk
* [http://groups.yahoo.com/group/lpc21isp lpc21isp] - Kommandozeilen-ISP-Tool für Linux und MS-Windows
* [http://www.esacademy.com/software/flashmagic/ Flash Magic] ISP-Tool
* [http://www.pjrc.com/arm/lpc2k_pgm/ LPC2K_PGM] - ISP-Tool mit GUI für Linux/GTK
* [http://www.sandring-systems.de/index.php5?lang=en&p=lf4l lpcflash4linux] - ISP-Tool für Linux (Kommandozeile)
* [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/ ARM projects] - LPC2000-Projekte und -Beispiele von Martin Thomas
* [http://www.jandspromotions.com/philips2005/DE-list.htm LPC2138 Design Contest] - Viele Beispiele mit Hard- and Software
* [http://www.ixbat.de/index.php?page_id=94 LPC2103 unter Linux entwickeln] - LED blink mit gcc unter Linux
* [http://www.thegnar.org/nav/LPCgettingstarted.html Bringing up the LPC-P212x] - Bauen einer Toolchain mit Newlib, ISP, JTAG
* [http://home.arcor.de/bernhard.michelis/LPC/index.html LPCProg 0.3] - Geschwindigkeitsoptimierte Version für USB-zu-Seriel-Wander, Kommandozeilen-ISP-Tool für MS-Windows; Einfaches Demo-Board verfügbar

[[Category:ARM]] [[Category:Mikrocontroller]]
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