Bausatz USB-Programmer USBASP (YAPT 0.50 yet another programming tool) -Bauanleitung und Kurzinformation-

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1 Bausatz USB-Programmer USBASP (YAPT 0.50 yet another programming tool) -Bauanleitung und Kurzinformation- Seite 1

2 Achtung! Unbedingt lesen! Bevor Sie den Bausatz aufbauen und in Betrieb nehmen, lesen Sie sich bitte diese Anleitung gewissenhaft durch! Sicherheitshinweise Beim Arbeiten mit dem Modul ist zu beachten, dass die Anschlusspins (2, 6 und 10 polig) etwas scharfkantig sind und somit bei unsachgemäßer Handhabung leichte Verletzungen verursachen können. Da der Atmega-Controller ein in MOS-Technik aufgebauter Baustein ist, ist darauf zu achten, dass die Pins möglichst nicht direkt mit den Fingern berührt werden. Man sollte sich vorher stets über einen Schutzleiter entladen. Bitte beachten sie stets die VDE-Vorschriften für elektrische Geräte. Verwendung des USB-Programmers Das Modul stellt einen USB-Programmer für einen Atmel Mikrocontroller dar. Es wird mit einer Gleichspannung von 5V aus dem USB betrieben. Die Software zum Brennen eines Controllers ist die Open-Source Software avrdude. Das Modul ist nur für die Verwendung in trockenen Räumen gedacht, ein anderer Einsatz als angegeben ist nicht zulässig. Ein Anschluss an das 220VAC-Hausnetz ist unzulässig, in diesem Fall wird das Modul zerstört, außerdem besteht Lebensgefahr! Für alle Schäden, sei es Personen oder Sachschäden, die aus nicht bestimungsgemäßer Verwendung resultieren, übernimmt der Betreiber die Verantwortung. Elektronische Kleinteile gehören nicht in Kinderhände! Bitte beachten Sie, dass wir keinerlei Haftung für Schäden, die aus einer falschen Bestückung, Handhabung oder Anschlussfehler der Baugruppe übernehmen, da diese außerhalb unseres Einflussbereiches liegen. Seite 2

3 Kontrolle des Bausatzes Zunächst einmal muss die Stückliste des Bausatzes mit dessen Teilen verglichen werden. Anz Wert Bauteil Anz Wert Bauteil 2 68Ω R1, R2 1 Atmega48-20PU IC1 3 1kΩ R4, R5, R7 1 IC-Fassung 28pol Für IC1 1 2,2kΩ R3 1 Stiftleiste, Wanne, 10pol ST1 1 10kΩ R6 1 Stiftleiste, Wanne, 6pol ST2 2 22pF C2, C3 1 Pfostenleiste 6pol Für ST nF C4 1 Pfostenleiste 10pol Für ST oder 22µF / 16V C1 1 Stiftleiste, 9 polig JP1, JP2, JP3 1 12MHz Quarz Q1 2 Jumper Für JP1, JP3 2 Z-Diode 3,6V D1, D2 1 USB-B Buchse BU1 1 LED rot, 3mm LED1 1 Leiterplatte 1 LED grün, 3mm LED2 1 USB A-B Kabel 1,8m Abbildung 1 zeigt die einzelnen Bauteile im Überblick: Abb. 1: YAPT-Modul: Bauteile Seite 3

4 Bestückung des Moduls Zunächst einmal werden alle kleinen, flachen Bauteile, also alle Widerstände, die beiden Drahtbrücken, die Kondensatoren C1 bis C3, die IC-Fassung, die Z-Dioden und der Quarz bestückt und verlötet. Anschließend werden alle stehenden Bauteile, also der Elko C4 (Polung beachten!) bestückt und angelötet. Danach folgen die drei 2-poligen und die eine 3-polige Stiftleiste (optional), die beiden Leuchtdioden, die USB-Buchse und die Wannenstecker. Beachten Sie, dass Halbleiter nicht überhitzt werden, da diese sonst zerstört würden. Achten Sie bei den Elkos, den Dioden und dem Atmega8/48 beim Einsetzen auf die richtige Polung! Folgendes Werkzeug sollte vorhanden sein: Feinlötkolben, Pinzette, Rundzange, Seitenschneider und Lötzinn (0,5mm - 1mm) Hinweise zum Löten Da dieser Bausatz nur aus bedrahteten Bauteilen besteht, werden gute Lötfähigkeiten vorausgesetzt. Für das Anlöten der Bauteile beachten Sie bitte folgende Hinweise: 1) Benutzen Sie möglichst einen Lötkolben mit einer sehr feinen Lötspitze. Der Lötkolben sollte in der Temperatur zu regeln sein. Empfohlene Löttemperatur: 380 C. Eine Pinzette ist außerdem sinnvoll. 2) Bestücken Sie die Bauteile Stück für Stück und überprüfen Sie jedes mal, ob die Lötstelle in Ordnung ist. Löten Sie erst zum Schluss die USB-Buchse und die Wannenstecker an. Vermeiden Sie eine Überhitzung von Halbleitern, damit diese nicht zerstört werden. 3) Lassen Sie sich Zeit. Löten Sie ruhig und ohne Zeitdruck, nur so ist ein gutes Lötergebnis möglich. 4) Es empfiehlt sich, dünnes Lötzinn (ø 0,7mm - 1mm) für die Bauteile zu verwenden. 5) Achten Sie beim Einsetzen der Dioden, Elkos, LEDs und des Controllers auf die richtige Polung. Hinweise zu den Bauteilen Widerstände Die Widerstände besitzen Farbringe, die wie folgt gelesen werden: 68 Ω, 5% : blau grau schwarz Toleranzring: gold 1 kω, 5% : braun schwarz rot Toleranzring: gold 2,2 kω, 5% : rot rot rot Toleranzring: gold 10 kω, 5% : braun schwarz orange Toleranzring: gold Wenn die Farbringe schwer zu erkennen sind, sollte man mit einem Multimeter den Widerstandswert nachmessen. Seite 4

5 Z-Diode Z-Dioden haben zum einen den Wert aufgedruckt, z.b. 3V6. Die Kathode (- Pol) ist i.d.r. durch einen dunklen bzw. schwarzen Ring gekennzeichnet. Niemals sollten die Dioden verpolt werden, dadurch kann die Schaltung oder aber auch in diesem Fall, der USB-Port des Abb. 2: Z-Diode: Anschlüsse PCs zerstört werden! Elkos Der hier verwendete Elko (10µF oder 22µF / 35V) ist durch den Aufdruck des Wertes erkennbar. Ebenfalls erkennbar ist die Polarität: der weiße Streifen oder auch das kurze Beinchen auf dem Elko bedeutet -,. Niemals sollten Elkos verpolt werden, Explosionsgefahr! Kondensatoren Der 100nF Kondensator ist durch einen Zahlencode gekennzeichnet: 100nF: 104 (10 * 10 4 pf = 100nF) Auf den 22pF Kondensatoren C2 und C3 ist der Wert 22p oder nur 22 für 22pF aufgedruckt. Quarz Bei dem Quarz (12MHz) spielt die Polarität keine Rolle. Der Quarz sollte gut auf der Leiterplatte aufliegen. LEDs Die beiden Leuchtdioden sind in ihrer Polarität durch unterschiedliche Beinchenlängen zu erkennen: langes Beinchen +, kurzes Beinchen -. Stiftleiste (3x 2polig und 1x 3polig) Mit einer Flachzange werden die Stiftleisten auf die notwendige Länge geschnitten. Die Stiftleisten werden möglichst gerade angelötet. Abbildung 3: LED Anschlüsse Seite 5

6 Atmega48 Pin 1 des Atmega48 ist durch eine kleine Einbuchtung gekennzeichnet (siehe Bilder). Die weitere Pinbelegung ist aus dem linken Bild zu ersehen. Achten Sie beim Bestücken auf die richtige Position und Richtung des Controllers. Abb. 4: Atmege48-DIP Abbildung 5: Eagle3D-Bild V050 Abbildung 6: Bestückter Programmer V050 Seite 6

7 Abbildung 7: Bestückungsplan Seite 7

8 Inbetriebnahme des Programmers Wenn alles zusammen gelötet und sorgfältig kontrolliert wurde, setzen Sie zunächst die Jumper wie folgt: JP1 SlowSCK geschlossen JP2 Self Prog offen JP3 Vint 5V - geschlossen Es wird zunächst keine Controller an den ISP-Port angeschlossen. Nun verbinden Sie den Programmer mit Ihrem PC (USB A-B Kabel). Die Leuchtdiode LED2 (grün) leuchtet. Notwendige Software Folgende Software ist notwendig (auf der CD): Open-Source USB-Treiber libusb im Verzeichnis LibUSB. Programmersoftware avrdude Version 5.5 im Verzeichnis avrdude Folgende Quellen wurden verwendet: objective developement AVR-USB-Treiber von libusb (download) libusb für win32 (download) avrdude von Brian S. Dean Homepage von Thomas Fischl Der USB-Treiber wird zunächst in einem Verzeichnis entpackt, z.b. D:\software libusb\win-driver. Die Dateien libusb0.dll, libusb0.sys und usbasp.inf befinden sich in diesem Ordner. Die Programmersoftware avrdude-5.5-win32-bin (Dateien avrdude.exe und avrdude.conf) wird z.b. in das Verzeichnis c:\programme\avrdude kopiert. Treiberinstallation (unter Windows XP) Nach Anschluss des Moduls an den USB-Port des PCs wird zunächst ein neues Device erkannt: Da das Betriebssystem automatisch keinen geeigneten Treiber findet, startet der Treiberassistent: Seite 8

9 Nein, diesmal nicht auswählen und auf weiter klicken. Anschließend im Assistenten den Punkt Software automatisch installieren auswählen. Dann auf weiter klicken: Seite 9

10 Als nächstes wird die Quelle ausgewählt, wo der Treiber zu finden ist. Hier z.b. D:\software LibUSB\win-driver: Auf weiter klicken. Im nächsten Fenster wird nochmals der Pfad angegeben......und schon wird der USBasp-Treiber installiert! Seite 10

11 Der Assistent beendet die erfolgreiche Treiberinstallation mit folgendem Fenster: In der unteren Leiste erscheint die Meldung, dass nun die Hardware installiert und verwendet werden kann. Im Gerätemanager sollte nun auch das neue LibUSB-Win32 Devices Gerät zu sehen sein. Damit ist der Adapter bereit zu arbeiten: Seite 11

12 Anschluss eines zu programmierenden Controllers Beispiel: Attiny 13 Das folgende Schema zeigt den Anschluss eines zu programmierenden Attiny13 (ohne externen Quarz) an den Programmieradapter mit dem 6-poligen Steckverbinder: Abbildung 8: Attiny13 am Programmer Funktionskontrolle und hex-file schreiben Zum Brennen des Controllers mittels avrdude in das entsprechende Verzeichnis, also z.b. c:\programme\avrdude wechseln und das Kommando avrdude.exe -c usbasp -p t13 aufrufen: Die Option -c gibt den Adaptertyp an, -p den Controllertyp. Der Seite 12

13 Attiny13-Controller sollte nun erkannt worden sein. Um den Controller mit einem hex-file zu flashen, wird das Kommando avrdude.exe -c usbasp -p t13 -U <Filename.hex>ausgeführt: In diesem Beispiel wurde die main.exe, welche sich im gleichen Verzeichnis wie avrdude befindet, geflashed. Terminalmodus Avrdude bietet auch einen sogenannten Terminal Modus. Dazu wird das Kommando avrdude.exe -c usbasp -p t13 -t ausgeführt: Der Prompt avrdude> kennzeichnet den Terminal-Modus. Im Terminal-Modus wird das derzeitige Programm des Controllers nicht ausgeführt, außerdem leuchtet in diesem Modus die LED 1 (rot) des usbasp-programmers. Mit? Erhält man eine Liste von möglichen Kommandos, so kann man z.b. mit read flash den Flash des Controllers oder mit read lfuse das Low-Byte der Fusebits auslesen. Bitte beachten Sie, dass das Schreiben der Fusebits mit Bedacht geschehen sollte. Weitere Kommandos im Seite 13

14 Terminal Modus entnehmen Sie bitte der Dokumentation von avrdude. Seite 14

15 Jumper SelfProg, SlowSCK und VINT-5V VINT-5V Der Jumper VINT-5V dient als Spannungsversorgung für die Wannenstecker und somit für den zu programmierenden Controller. Dieser Jumper ist für den normalen Gebrauch gesetzt (geschlossen). Wenn jedoch eine externe Spannungsquelle für den Controller bereits vorhanden ist (z.b. durch ein Entwicklungsboard), so bleibt VINT-5V offen, der Controller wird dann über die externe Spannungsquelle versorgt. Das folgende Bild zeigt den Aufbau: Bitte beachten: Niemals die externe Versorgungsspannung mit den +5V des USB-Ports zusammen schalten. Beispiel: Abbildung 9: USB-Progammieradapter 042 am Exp.-Board (externe Spannungsquelle) Dieses Bild zeigt den Einsatz des Programmers mit einem Experimentierboard von Roland Walter. Controller: Atmega8, Versorgungsspannung extern, JP VINT-5V nicht gesteckt. Test der seriellen Übertragung des M8, externer Quarz, SlowSCK nicht gesteckt. Seite 15

16 SelfProg Der Jumper SelfProg dient zu Programmierung des usbasp-atmega48. Für den normalen Gebrauch bleibt dieser Jumper offen. SlowSCK Wenn der Controller mit einem (internen oder externen) Takt von <1,5Mhz arbeitet, so muss der Jumper SlowSCK gesetzt werden. Andernfalls wird kein Controller erkannt. Wenn z.b. der Controller mit einem externen 8MHz Quarz getaktet wird, bleibt der Jumper offen. Weiteres Beispiel Dieses Bild zeigt den Einsatz des Programmers mit dem o.g. Experimentierboard. µc Atmega8, 5V Versorgungsspanung aus USB, int. Quarz (Slow SCK gesteckt), Verwendung des 6-pol. Wannensteckers über Adapterleitung. Abbildung 10: USB-Programmieradapter mit dem Experimentierboard von Roland Walter Abbildung 11: Programmer im Strapubox-Gehäuse 2099 Seite 16

17 Stromlaufplan Seite 17

18 Hinweise zur Beschaltung: Das Modul wird durch den USB mit einer Spannung von +5V DC versorgt. Eine externe Spannungsquelle für den Programmer ist nicht vorgesehen. Sollte eine Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und dem Programmer nicht möglich sein, so sind die Signalleitungen und insbesondere die Versorgungsspannung zu überprüfen. Evtl ist der Jumper SlowSCK zu setzen. Änderungen zur Version 042: - Rx und Tx Leitungen wurden vom ISP-10 pol getrennt - Passend für Strapubox-Gehäuse 2099 Technische Daten: Betriebsspannung: 5 V DC Modulabmessungen (B x H x T): 80mm x 33mm x 15mm Kontakt, Infos, Bestellung b-redemann@gmx.de Alle Angaben ohne Gewähr. Änderungen vorbehalten Weitere Informationen zu diesem Produkt Dieser Bausatz ist im eigentlichen Sinne kein kommerzielles Produkt. Es bietet keine eigenständige, vom Anwender gewünschte Funktion, sondern muss durch den Anwender fachmännisch zusammen gelötet, verdrahtet, installiert und programmiert werden. Es sind mehrere, vom Fachmann festzulegende Verbindungen notwendig. Dieses Produkt ist für Schulungs- und Trainingszwecke gedacht. Das Modul ist nicht für den Verzehr für Mensch oder Tier geeignet. Seite 18