Pričujoči programator je v osnovi namenjen programiranju popularnih malih Atmelovih mikrokontrolerjev serije 89C2051 in 89C4051 v DIL 20 ohišju, takoj za tem pa RISC mikrokontrolerjem AVR serije 90SXXXX. Seveda zna programator PG302 programirati poleg ATMELovih mikrokontrolerjev tudi mikrokontrolerje proizvajalcev AMD, Dallas, Intel in Philips.
Koncept
Resnejši razvijalci programske opreme za mikrokontrolerje uporabljajo pri programiranju emulatorje. Pri tem lahko sledijo toku podatkov, preverjajo lahko stanja akumulatorjev in ostalih registrov, postavljajo lahko tudi prekinitvene točke. Vse to jim pomaga pri hitrem pisanju kode in kar je najbolj važno, pri razhroščevanju kode. Ker pa je naš programator prvenstveno namenjen mikroprocesorjem z majhnim pomnilnikom (89C1051 ima le 1Kb), še nekako lahko sledimo toku podatkov tudi na zaslonu ali na listingu programa.
Programator PG302 sodi v razred amaterskih in polprofesionalnih programatorjev in je primeren tako za domače delo, kot za programiranje manjših serij mikrokontrolerov. Programira precejšen del družine mikrokontrolerjev 80C51, odlikuje pa ga tudi dovolj nizka cena. Kljub temu pa programira zanesljivo in hitro, uporabniški vmesnik na PCju pa deluje v Windows okolju.
Opozorilo: PG302 ni predviden za programiranje tistih mikrokontrolerjev, ki imajo programsko napetost različno od 12V!
Električna shema
Programator je pravzaprav enostavna naprava. Datoteko s strojno kodo mora pač vpisati v izbrani mikrokontroler na enega od dveh možnih načinov: normalno preko porta P1 in P3 (za običajne mikrokontrolerje s Flash ali PROM pomnilnikom) ali preko SPI vodila (AVR-ji).
Glavna komponenta programatorja je tovarniško sprogramiran mikrokontroler Atmel 89C2051, ki deluje s taktom 11,0592MHz. Mikrokontroler skrbi za to, da pravzame kodo iz PC-ja in jo po določenem programirnem algoritmu shrani v pomnilnik mikrokontrolerja, ki ga programiramo. PG302 je na PC povezan po navadnem serijskem kanalu RS232. Zato je uporabljen MAX232ACPE, znani pretvornik nivojev TTL/±9V, napajamo pa ga le s petimi volti.
Ker ima mali AT89C2051 premalo portov za programiranje vstavljenega mikrokontrolerja, je za preklapljanje med programiranjem in normalnim delovanjem ter vključevanje delovne napetosti uporabljen dodaten latch, ki “demultipleksira” port P1. Kot Chip select za 74HC573 je uporabljen izhod P3.7 (LATCH).
Programator napajate z napetostjo od +18 do +25Vdc max. Uporabimo lahko kar standardni adapter-napajalnik, ki ga lahko kupimo za cca. 2000 tolarjev v skoraj vsaki trgovini z elektromaterialom ali v prodajnem servisu revije Svet elektronike. Napajalnik mora zagotoviti vsaj 200mA ali več toka, da bo programator pravilno deloval.
Napajalni del programatorja mora zagotoviti delovno napetost Vcc in programirno napetost Vpp. Za stabilizacijo Vcc je uporabljen klasični 5-voltni regulator LM7805. Zaradi precejšnje disipacije je uporabljen 1-amperski regulator. Programirno napetost nastavimo z regulatorjem LM317LZA. To je nastavljiv regulator v plastičnem ohišju, ki zagotavlja cca 100mA toka, kar pa povsem zadošča. Napetost lahko nastavljamo s trimer potenciomatrom vrednosti 500 ohmov, lahko pa vgradimo kar navaden upor, ki ga prej umerimo.
Mikrokontroler IC1 preklaplja med programirno in reset napetostjo s signali Power_2 in Power_3 z vključevanjem tranzistorja Q1 ali Q3. Nizek signal Power_2 pomeni reset napetost, visok signal Power_3 pa programirno napetost. S signalom Power_1 vključujemo in izključujemo delovno napetost programiranega mikrokontrolerja.
Gradnja in umerjanje
Samogradnja programatorja je enostavna. Po ustaljenem redu najprej prispajkajte vse nizke elemente, nato vse višje, čisto na koncu pa še konektorje. Vendar POZOR! Pred vgradnjo TEXTOOL podnožja moramo najprej preveriti delovanje po naslednjih točkah:
Če želite vezje vgraditi v ohišje, je najbolje, da pod TEXTOOL podnožje vtaknete še eno DIL podnožje. S tem boste pridobili na višini. Ročica TEXTOOL podnožja mora namreč gledati iz ohišja tudi takrat, ko je podnožje zaprto. Ker je najvišja komponenta stabilizator, jo lahko prispajkate na spodnji strani tiskanine. Adapter 230V/18Vdc do 25Vdc lahko vgradite v ohišje programatorja. Če programatorja ne boste vgradili v ohišje, pa je najbolje, da je adapter v solidnem plastičnem ohišju. Že zaradi varnosti!
ISP – programiranje mikrokontrolerjev v ciljnem sistemu
Če uporabljate mikrokontrolerje z ISP vodilom, potem tudi praktično ne potrebujete emulatorja. Mikrokontroler lahko prispajkamo v tiskano vezje, nato pa ga preko kabla zvežemo z našim programatorjem, tako kot je narisano v shemi na sliki 5. Jasno pa je, da si morate konektor za ISP programiranje pripravit tudi v ciljnem sistemu in ga seveda povezati na ustrezne priključke mikrokontrolerja! Žal program še ne zna zakleniti lock bitov AVR mikrokontrolerjev.