2.1   avrdude

AVRdude [3] wurde von Brian S. Dean entwickelt es zeichnet sich dürch folgende Punkte aus:

• es kann effizient von der Kommandozeile bedient werden
• arbeitet überwiegend mit allen AVR-Controllern
• kennt die üblichen Programmer
• läuft Plattform unabhängig
• ist ein Open source Projekt

Die Software ist auf jeder gängigen Linux-Distribution zu finden. Bei Debianbasierten Distributionen kann man das Programm einfach mit

apt-get install avrdude

installieren. Bei Gentoo genügt

emerge -av avrdude

bzw.

equo -a avrdude

bei Sabayon.

Falls sie sich noch nicht sicher sind, ob sie avrdude auf ihren PC installieren wollen, können sie auch eine AVR-Live-CD [4] [5] [6] herunterladen und damit starten. Die AVR-Live-CDs bauen auf eine der zahlreichen Linux-Distribution auf, die mit allen nötigen Tools zur Programmierung von AVR-Mikrocontrollern ergänzt wurden, so dass sie i.d.R. nichts zu installieren brauchen.

#
# Overall avrdude defaults
#
#default_parallel   = "/dev/parport0";
#default_serial     = "/dev/ttyS0";

# USBprog (Sauter)
default_serial     = "usb";
default_programmer = "avrisp2";

# USB-ISP (Fa.Stange)
#default_serial     = "/dev/ttyACM0";
#default_programmer = "stk500";

avrdude -p m16 -n -v

2.2   ISP-Programmer

Man unterscheidet prinzipiel zwischen passiven und aktiven Progrrammieradaptern. Passive Programmer sind im Aufbau relativ einfach gehalten und eigenen sich deshalb gut für den Nachbau. Aktive Programmer enthalten einen eigenen Mikrocontroller, sind dadurch aufwendiger und teuerer aber dafür auch weniger störanfälig. Dem Einsteiger würden wir zu einem der beiden nachstehend beschriebene Adapter raten.

2.3   USB-ISP-Programmer

dubhe zoli # lsusb | grep Atmel
Bus 006 Device 004: ID 03eb:2104 Atmel Corp. AVR ISP mkII
dubhe zoli #

$ vi /etc/udev/rules.d/020_permissions.rules

# AVR ISP mkII Atmega Programmer
SUBSYSTEM=="usb_device", SYSFS{idVendor}=="03eb", SYSFS{idProduct}=="2104",
GROUP="plugdev", MODE="0660", SYMLINK+="foo"

LABEL="permissions_end

udevcontrol reload_rules

avrdude -p m16 -n -v -P usb -c avrisp2

2.3.2   Der USB-ISP-Programmer der Fa. Stange

Der Programmer von Stange steckt in einem robusten kleinem Plexiglasgehäuse. Der Status des Programmers wird durch 2 LEDs angezeigt. Die USB-LED softblilnkt im Leerlauf und blinkt bei USB-Aktivität. Die Target-LED ist im Leerlauf aus und blinkt bei Targetzgriffen,

Der Programmer ist mit zwei Miniatur-Schiebeschaltern versehen. Über diese kann das Target mit Spannung versorgt werden:

	on	off
Schalter 1	5,0 V	3,3 V
Schalter 2	Target on	Target off

Die maximale Strombelastung beträgt 120 mA im 3,3 V Bereich und 150-500 mA im 5 V Bereich.

Hinweis!

Wird das Targetboard (KCPU-Modul) über die Hohlsteckbuchse versorgt, ist auf jeden Fall der Schalter 2 auf off zu stellen. Die Stellung des Schalters 1 ist dann beliebig.

Der Programmer der Fa. Stange meldet sich bei mir mit:

Bus 001 Device 009: ID 16c0:2a9b Van Ooijen Technische Informatica

Das angelegte Device heisst ttyACM0. Die Ziffer am Ende wird beim Anschluß mehrerer Programmmer hochgezählt. Das zweite heißt dann somit ttyACM1 usw. Als Programmer(typ) (Option -c) ist STK500 einzustellen.

avrdude -p m16 -n -v -P usb -c STK500

Ansonsten wie unter USBprog beschrieben.

3.1   Fusebits:

Bevor wir loslegen noch ein paar Worte zu den Fusebits. Die Fusebits dienen zur Konfiguration und Einstelllung verschiedener Parameter des Mikrocontrollers. Zu den wichtigsten Einstellungen bei der AVR-Mega Serie zählen:

• Auswahl der Tacktquelle und Tacktgeschwindigkeit
• Konfiguration der Unterspanungserkennung (Brownout)
• Auswahl der Programmierschnitstelle

Informationen zu den einzelnen Fusebits sind im Datenblatt zum Prozessor im Abschnitt "Memory Programming" zu finden und sehr gut im folgenden Buch vom Franzisverlag beschrieben: "AVR-RISC - Embedded Software selbst entwickeln"

Die Fusebits sorgen beim Einsteiger des öfteren für Verwirrung, da eine inverse Logik benutzt wird. Das Fusebit ist 0 wenn es programmiert (an) ist und 1 wenn es unprogrammiert (aus) ist. Um die Verwirrung zu verfollständigen werden bei Brennprogrammen und der gleichen Programmierte Fusebits mit einem Häckchen dargestellt (und umgkehrt).

Hier die wichtigsten Fusebits mit ihrer Standarteinstellung und Bedeutung:

BODEN [ ]

Brownout-Erkennung aktivieren

BODLEVEL [ ]

Schwellspannung für Brownout-Erkennung

SUT1 [ ], SUT2 [x]

Wartezeit nach Reset

CKSEL3 [x], CKSEL2 [x], CKSEL1 [x], CKSEL0 [ ]

Einstellen der Tacktquelle

SPIEN [x]

Programmierung über SPI-Schnittstelle (ISP) ermöglichen

RSTDIBL [ ]

Reset-Pin zum I/O umfunktionieren

Die Fusebits sind beim ATmega in einem Low- u. Highfuse(byte) zusammengefaßt. Mit dem Fusebitcallkulator unter http://www.engbedded.com/fusecalc/ lasssen sich die erforderlichen Werte relativ einfach ermitteln. Standartmäßig (bei Neuauslieferung) ist der ATMega16 auf folgende Werte eingestellt:

Lfuse: 0xE1

Hfuse: 0x99

3.2   Programmiergerät anschließen

Schließen sie nun den usb-Programmer an ihren PC an [8] . Das K-CPU-Modul kann auch direkt über den usb-Programmer versorgt werden. Dazu ist der Jumper 2 wie im folgendem Bild gezeigt zu stecken. Am Hohlstecker darf in diesem Fall natürlich kein Netzteil bzw. Stromversorgung angeschlossen werden!

Nach Eingabe des Befehls "lsusb" [9] an der Konsole sollten sie eine Meldung über ihre angeschlossenen USB-Geräte erhalten. Darin sollte der Programmieraadapter "AVR ISP mkII" mit auftauchen:

phecda ~ # lsusb
Bus 006 Device 001: ID 1d6b:0001
Bus 005 Device 001: ID 1d6b:0001
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0001
Bus 004 Device 004: ID 03eb:2104 Atmel Corp. AVR ISP mkII
Bus 004 Device 002: ID 056a:0065 Wacom Co., Ltd
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0001
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0002

Wenn nicht wurde der Programieradapter von ihrem PC nicht erkannt.

Das K-CPU-Modul wird dann über das SPI-Interface (10 pol. Wannenstecker neben dem Reset-Knopf) mit dem Programmer verbunden. Jetzt sollte die grüne LED aufleuchten falls sie das K-CPU-Modul über den Programmer versorgen.

3.3   Fusebits auslesen und ggf. verändern

Weiter geht es mit dem Test der Programierschnittstelle. Dazu liest man am besten gleich die Fusebits des Mikrocontrollers aus und speichert sie in hfuse.txt und lfuse.txt ab, indem man folgendes an der Konsole eingibt:

avrdude -c avrispv2 -P usb -p m16 -U hfuse:r:hfuse.txt:s -U lfuse:r:lfuse.txt:s -B 10

Will man sie nur ansehen, genügt:

avrdude -c avrispv2 -P usb -p m16 -U hfuse:r:-:h -U lfuse:r:-:h -B 10

Bei einem neuen Atmel ATMega16 sind im Auslieferungszustand die Fusebits auf den internen Quarz gesetzt. Um den externen Quarz mit 16 Mhz zu aktivieren, müssen die Fusebits angepasst werden (externern Quarz > 8 MHz, wait 64 ms und JTAG-Interface off = 1 = not programmend):

avrdude -c avrispv2 -P usb -p m16 -U hfuse:w:0xD9:m -U lfuse:w:0xFF:m -F -B 10

Einstellungen des ATMega16 anzeigen; die Option "-B 10" sollte jetzt weggelassen werden können:

avrdude -c avrisp2 -P usb -p m16 -n -v

3.4   Programm in den Flashspeicher des Mikrocontrollers schreiben

Vorausgesetzt sie haben bereits einen laufähigen Binärcode (in diesem Fall blink.hex), können sie das Programm mit folgendem Befehl in den Flashspeicher des Mikrokontrollers schreiben:

avrdude -c avrispv2 -P usb -p m16 -U flash:w:blink.hex

Umgekehrt geht es auch. Auslesen des Flashspeichers und abspeichern des Hexfiles (hier im Intelformat):

avrdude -c avrispv2 -P usb -p m16 -U flash:r:"programname.hex":i

4.1   Weitere Unterlagen und Links

Die K-Modul Serie

Allgemeines und Grundlagen zu den K-Modulen

K-CPU-Modul Aufbauanleitung V2.0

Anleitung zum Aufau K-CPU-Moduls V3.02

K-CPU-Modul Boardbeschreibung (ENTWURF*)

Beschreibung der Hardwarekomponenten und -schnittstellen des K-CPU-Moduls

USB-Prog Howto

Kurzeanleitung zur Programmierung des USBprog von Benedikt Sauter

AVR-Fuse-Calkulator

Internetseite http://www.engbedded.com/fusecalc/ zum berechnen des Werte für die Fuse-Bytes

AVR-Tutorial

http://www.wiki.elektronik-projekt.de/mikrocontroller/avr/avrdude