[Из песочницы] Особенности программирования микроконтроллеров посредством клавиатуры
Основное назначение клавиатуры — набор текста. Но её можно применить и для записи кода в микроконтроллер. Метод нетрадиционный, но может пригодиться, когда под рукой ничего другого нет. Или как развлечение с уже не годной для обычной работы клавиатурой. Ниже о том как это делать.
Примерная схема программатора:
ScrollLock задаёт уровень на входе RESET, CapsLock — на входе SCK, NumLock — на входе MOSI. Светодиод (VD4) на выходе MISO используется для контроля входа в режим программирования. Детали отмеченные звездочкой (*) не обязательны.
Алгоритм программирования (для микроконтроллеров AT90 или ATmega):
1) Установить 0 на SCK и MOSI (включить CapsLock и NumLock). SCK должен быть в 0 до перехода RESET в 0.
2) Установить 0 на RESET (включить ScrollLock).
3) Сформировать, изменяя состояние SCK и MOSI (ScrollLock и NumLock), последовательность перевода контроллера в режим программирования.
4) Если светодиод на выходе MISO не светится — необходимо сформировать одиночный импульс на линии SCK и повторить последовательность (пункт 3).
Если за 32 попытки переход в режим программирования не произошел — кажется, что-то пошло не так. В случае успеха дальнейшее программирование происходит через ScrollLock и NumLock (SCK и MOSI). Внимательный и упорный гик может запрограммировать микроконтроллер вручную.
Почему это не работает?
Основная проблема при реализации такого программатора — собственная логика работы клавиатуры. Установка состояния светодиодов внешней программой соответствует результату в клавиатуре, но переходной процесс включения/выключения светодиодов — её личное дело. Ниже приведены осциллограммы реальных переключений:
Включение NumLock (CapsLock и ScrollLock включены).
Выключение ScrollLock (CapsLock и NumLock включены).
Можно сказать, что не все клавиатуры одинаково полезны для программирования микроконтроллеров. Из тех трех, что у меня были, только у одной светодиоды переключались независимо.
Что делать, если так не повезло с клавиатурой?
Все «переходные процессы» укладываются по времени в несколько микросекунд, а установка определенного уровня на SCK, MOSI и RESET происходит с задержкой более 1 мс. В таком случае сигналы для программирования могут быть выделены с помощью фильтра низких частот. Вот пример фильтра:
74HC14 — триггер Шмитта, он предназначен для формирования выходных уровней. Может быть заменен на аналоговый компаратор (например LM2901). В микроконтроллерах AVR входы имеют встроенный триггер Шмитта, что позволяет обойтись RC цепочкой, если выходные уровни 1 и 0 соответствуют необходимым.
В качестве примера. Клавиатура, ставшая программатором:
→ Софтовая реализация программатора
