Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИССЛЕДОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО USB-ПРОГРАММАТОРА

Коняев И.С. 1
1 Армавирский механико-технологический институт
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E8%EA%F0%EE%EA%EE%ED%F2%F0%EE%EB%EB%E5%F0
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80
3. С.Сокол «Миниатюрные USB-программаторы для микроконтроллеров AVR» –Радио, 2012, №2, с.27-30

С 80-х годов XX века в микропроцессорной технике появился самостоятельный класс интегральных схем –микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения.

Микроконтроллер(англ. MicroControllerUnit, MCU) — микросхема , предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер , способный выполнять простые задачи./1/

В то же время остро стал вопрос о программировании существующих микроконтроллеров. Так были разработаны первые программаторы.

Программатор— аппаратно-программное устройство , предназначенное для записи/считывания информации в постоянное запоминающее устройство ( однократно записываемое, ПЗУ, внутреннюю память микроконтроллеров и ПЛК )./2/

В настоящее время существует множество программаторов, которые отвечают различным требованиям потребителя. Мы же рассмотрим наиболее простую и универсальную схему программатора.

Возьмём за основу USB-программатор для микроконтроллеров AVR./3/

USB-программатор – это программатор, к которому подключение ПК осуществляется посредством USB-порта.

Использование таких программаторов очень удобно в виду того, что любой компьютер в настоящее время оборудован USB-портом, в то время как программирование посредством подключения к LPT-порту, который на новых моделях компьютеров практически не встречается.

Рассмотрим схему исследуемого USB-программатора:

konyev1.wmf

Рисунок 1 – Функциональная схема универсального
USB-программатора

Данный программатор позволяет программировать микроконтроллеры семейства AVR, которые в настоящее время получили широкое применение в различных электронных устройствах.

Основой данного программатора является микроконтроллер ATtiny 2313-20PU.

konyev2.tif 

Рисунок 2 – Блок-диаграмма ATtiny 2313-20PU(внутренняя архитектура)

Схема подключения данного микроконтроллера представлена на следующем рисунке: konyev3.wmf

Рисунок 3 – Схема подключения микроконтроллера
ATtiny 2313-20PU

Кварцевый резонатор ZQ1, изображённый на схеме служит для стабилизации частоты и имеет номинальную частоту 12МГц.

Конденсатор C1 номиналом 0,1 мкФ по сути является фильтром питания.

Резистор R1 устанавливает напряжение на интерфейсной линии D, сигнализирующей компьютеру о подключении к нему низкоскоростного USB-устройства. Номинал этого резистора может варьироваться от 1,5 до 2,2кОм.

Резисторы R2 и R3 (номинал которых равен 82 Ом) работают в паре со стабилитронами VD1 и VD2. В качестве стабилитронов могут выступать отечественные КС133Г, или подобные им на напряжение 3,3-3,6 В.

Вышеперечисленные резисторы и стабилитроны обеспечивают защиту сигнальной линии интерфейса USB компьютера от превышения допустимого для них напряжения, который по стандарту равен 3,6В.

Резисторы R4-R7 служат для защиты выводов микроконтроллера от замыканий, а так же для согласования логических уровней в случае раздельного питания программируемого микроконтроллера и программатора. Их номинал может варьироваться в пределах от 270 до 560 Ом.

В качестве разъёмов X1 и X2 соответственно выступают разъём USB-B и двухрядная 10-контактная розетка. Назначение контактов такой розетки соответствует принятому в стандартных программаторах STK200 и STK300.

Вместо разъёма USB-B может выступать любой тип разъёмов с подобной распиновкой.

По окончании изготовления платы, до установки микроконтроллера ATtiny 2313-20PU, его можно запрограммировать с помощью другого программатора, подходящего для программирования микроконтроллеров семейства AVR.

Следует учесть, что данного типа программатора в списке доступных к программированию в некоторых программах можно не встретить. Тогда можно выбрать в качестве программируемого устройства микроконтроллер ATmega8 или любой другой микроконтроллер с объёмом памяти большим, чем 4кб.

 

konyev4.wmf 

Рисунок 4 – Внешний вид собранного программатора

Себестоимость данного USB-программатора относительно не высока, количество, тип и цена требуемых деталей и устройств отображены в следующей таблице(цены указаны на момент 8.12.13):

Таблица 1

Перечень элементов программатора и их стоимость

Деталь

Номинал

Марка

Количество

Стоимость

Микроконтроллер ATtiny

 

ATtiny 2313-20SU

1шт

элемента

суммарная

60 руб

60руб

Кварцевый резонатор

12 МГц

HC-49SM

1шт

32 руб

32 руб

Конденсатор

0,1 мкФ

KM5Б-H90

1шт

15 руб

15 руб

Резистор

82 Ом

CF-100(C1-4)

2шт

6,4 руб

12,8 руб

Резистор

1,5 кОм

МО-200(С2-23)

1шт

9,6 руб

9,6 руб

Резистор

330 Ом

МО-200(С2-23)

4шт

11 руб

44 руб

Стабилитрон

 

KC133Г

2шт

7 руб

14 руб

Разъём USB-B

 

 

1шт

32 руб

32 руб

10-контактная розетка

 

 

1шт

21 руб

21 руб

Стеклотекстолитовая плата 50x100мм

 

 

1 шт

80 руб

80 руб

ОБЩАЯ СТОИМОСТЬ

320,4 руб

 

В дальнейшем данный USB-программатор предполагается использовать для программирования микроконтроллеров семейства AVR, которые в дальнейшем будут использованы в схемах датчиков движения, фиксирующих несанкционированное проникновение на подстанции.


Библиографическая ссылка

Коняев И.С. ИССЛЕДОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО USB-ПРОГРАММАТОРА // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 5-1. – С. 54-55;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=33695 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674