Не подскажете ли, где взять принципиальную схему на программатор для КР1878ВЕ1?
Александр Юрчевский

Некоторые читатели, которые приобрели третью книгу из серии "Просто и доступно" - "Шина I2C в радиотехнических конструкциях" - и пожелали изготовить практические конструкции, столкнулись с проблемой "прошивки" микроконтроллера КР1878ВЕ1, являющегося "сердцем" всех конструкций. Дело в том, что для "прошивки" микроконтроллера нужен программатор - устройство, которое побитно заносит во внутреннюю память МК определенный программный код. Несколько таких устройств, наиболее доступных для повторения радиолюбителям, было приведено во второй книге серии "Просто и доступно" - "Современный тюнер своими руками: УКВ стерео + микроконтроллер", а в третьей книге автор дал ссылку на вторую книгу, считая, что уж ее-то найдут все.

Рис. 1 Схема модернизированного программатора ОАО "Ангстрем"

Как показала практика, далеко не всегда читателям, купившим третью книгу, удается приобрести и вторую книгу. Жители крупных городов с такой проблемой не сталкиваются - к ним в руки попадает вся литература, издающаяся сегодня. А вот в небольшие города книги доходят, если не от случая к случаю, то не слишком регулярно. Поэтому многие пишут автору с единственной просьбой - прислать схему программатора. Встречаются, конечно, и просьбы выслать схемы других конструкций, но в этом случае автор обычно предлагает воспользоваться услугами магазина "Книга-почтой", который успешно работает при издательстве "Солон-пресс". Но для программатора было решено сделать исключение и помочь читателям решить свои проблемы не выходя из дома, то есть бесплатно "скачав" всю необходимую информацию с авторской страницы.

Рис. 2 Печатная плата программатора от ОАО "Ангстрем"

Итак, программатор. В авторском варианте это - печатная плата с двумя разъемами, один из которых вставляется в LPT-порт компьютера (порт принтера), а другой - в блок питания, выдающий напряжения +5 и +12 Вольт постоянного тока. В "панельку", расположенную на плате, вставляется микроконтроллер, запускается программа поддержки, подается питание на микроконтроллер, и программа "прошивается" в память МК. После "прошивки" микроконтроллер обесточивается и его можно извлекать из панельки. Несколько необходимых советов по работе с программатором: нельзя вставлять микроконтроллер в программатор, на который уже подано питание (можно повредить МК), нельзя значительно превышать (более 13,5 В) напряжение программирования на выводе RST микроконтроллера, все операции по подключению и отсоединению программатора нужно проводить только при обесточенной аппаратуре (можно повредить как программатор, так и LPT-порт).

Имеется несколько схем программаторов, как фирменных, так и радиолюбительских. Одни схемы для своего питания используют напряжение, снимаемое с неиспользуемых выводов LPT-порта, другие питаются от автономного источника. Автор считает, что лучше всего использовать простейший автономный источник, так как здесь снижается опасность повреждения компьютера. Не пытайтесь также использовать встроенный компьютерный БП - одно неловкое движение, и вы можете "спалить" как сам блок питания, так и весь компьютер. Необходимо сразу сказать, что в этой статье ни слова не будет сказано о "софте", то есть о программном обеспечении, поддерживающем программатор. Всю необходимую информацию о программах и сами программы вы найдете в статье "Что говорят и пишут о микроконтроллере КР1878ВЕ1", а также в разделах, посвященных книгам.

Рис. 3 Сборочный рисунок программатора от ОАО "Ангстрем"

Оригинальная схема программатора, разработанная ОАО "Ангстрем", не имеет собственного питания и в своем составе содержит дорогостоящие (да к тому же и дефицитные) преобразователи напряжения ADP3000 (от "Analog Devices"). Автор не стал "слово в слово" повторять эту схему, а переработал ее и значительно удешевил (рис.1).

Программатор не содержит ни одной дефицитной детали. Его можно собрать как на кусочке картона, так и изготовить печатную плату, приведенную на рис.2. Отсюда можно "скачать" эскиз печатной платы, разработанный в программе Sprint-Layout версии 3.0. Монтаж в этом случае нужно осуществлять по рис.3. Несколько слов о схеме. Разъемы Х1 и Х2 - обычные, серии D-SUB, с контактами под пайку и защитными корпусами. Оба разъема - вилки. Разъем Х1 (рис.4) имеет 25 контактов, разъем Х2 - 9 контактов (он предназначен для питания программатора). Длину провода, соединяющего программатор с компьютером, необходимо выполнить как можно меньше, чтобы повысить быстродействие и помехозащищенность линии связи. Наиболее оптимальная длина - 0,5 м. Транзисторы VT1 и VT3 коммутируют питание +12 В, а VT2 и VT4 - +5 В. Светодиод HL1 сигнализирует подачу питания на МК (в этот момент его нельзя извлекать из панельки).

Рис. 4 Разъем D-SUB, 25 контактов

Несколько слов о разъеме Х3. Это - обычная панелька для микросхем с цанговыми контактами (на рис.5 она справа). Можно, конечно, использовать и панельку с пластинчатыми контактами (слева на рис.5), но она окажется значительно менее надежной и долговечной (микроконтроллер в процессе отладки устройств перепрограммируют десятки раз). В профессиональной практике в основном используются так называемые "панельки с нулевым усилием" - ZIF-панельки (их возможно приобрести в радиомагазинах). Конечно, ZIF-панельки наиболее подходят для программаторов, но стоимость их так высока, что радиолюбителям лучше использовать "цанговки" (сэкономленные средства пригодятся для других целей). Единственный недостаток цанговой панельки - отсутствие специальных приспособлений для извлечения микросхемы. Поэтому, чтобы не погнуть выводы микросхемы, или вообще не отломать их, нужно аккуратно поддеть корпус микросхемы с боков, попеременно увеличивая зазор до тех пор, пока она не буде свободно "гулять" в панельке. После того, как программатор будет изготовлен, не спешите вставлять в него микроконтроллер - потренируйтесь на ненужной микросхеме, разработайте панельку.

Рис. 5 Панельки с пластинчатыми и цанговыми контактами

Второй вариант программатора - так называемый "программатор П.Семенова", разработанный совместно с автором книги. Он более сложен (рис.6), требует своей программы поддержки (программу тоже можно скачать с этого сайта или отправить письмо с темой сообщения "программатор Павла Семенова" по адресу Solon-Avtor@coba.ru), выполнен на двухсторонней печатной плате (рис.7), которую также можно загрузить в формате Sprint-Layout 3.0 отсюда.

Монтаж необходимо осуществить по рис.8. Микросхемы D1 и D2 - буферные. Они нужны для обеспечения надежной работы программатора с кабелем, длина которого не превышает 1,5 м. В остальном аппаратная часть особенностей не имеет и в настройке не нуждается (возможно, что придется все же подобрать параметр "пауза в цикле" во вкладке настройка программы поддержки, рекомендуемое значение для коротких линий - 5…8, для длинных - 12…20). Рекомендации по сборке такие же, как и для предыдущего варианта.

Рис. 6 Схема оригинального программатора П.Семенова

Этот программатор также подключается к LPT-порту компьютера. Подача питания на программатор осуществляется вручную нажатием в программе поддержки кнопки "питание". После этого активизируются кнопки "тест" и "прошить".

Рис. 7 Печатная плата оригинального программатора П.Семенова

Если программатор неисправен, его тестирование без установки МК поможет выявить неисправность (появится сообщение о нарушении работы). О том, что питание подано, будут свидетельствовать индикаторы HL1 и HL2, установленные на плате, а также виртуальные индикаторы в программе поддержки. Остальные опции достаточно просты и в пояснениях не нуждаются.

Рис. 8 Сборочный рисунок программатора П.Семенова

В общем случае последовательность работы с программатором должна быть такой: открыть файл прошивки, подать питание кнопкой "питание" (МК должен быть установлен в панельку заранее), нажать кнопку "прошить", дождаться окончания программирования (оно может занять несколько минут, пока индикатор загрузки в нижней части окна не заполнит всю строку) и отключить питание той же кнопкой.

Рис. 9 Смонтированная плпта программатора П.Семенова в авторском варианте

Вставлять МК в панельку и извлекать из нее необходимо, убедившись в отсутствии питания на программаторе (светодиоды не горят). Смонтированная плата этого программатора показана на рис.9.

Рис. 10 Вариант схемы блока питания

В заключении несколько слов о блоке питания. Поскольку для программирования требуются очень маленькие токи (порядка миллиампер), схема блока питания может быть такой, как показана на рис.10. Именно так она выглядит в авторском варианте. Автор даже не стал разрабатывать к данному БП печатную плату, а смонтировал блок объемным монтажом. Вид на БП со снятой верхней крышкой показан на рис.11.

Рис. 11 Блок питания в авторском варианте со снятой верхней крышкой

Ну и последнее. Обязательно ознакомьтесь с информацией, приведенной на сайте в отношении программирования микроконтроллера. Как показал читательский опыт, здесь есть достаточно тонкостей, которые нужно учитывать. Возможно, эта информация (в большинстве случаев она получена от читателей) поможет вам избежать сложных раздумий в процессе наладки конструкций.
Схемы программаторов и БП в формате Splan_4.0

Послесловие 1
Хочу поделиться своим опытом программирования КР1878ВЕ1. Купил я "микруху" 2003 года выпуска. Создал загрузочную дискетку, чтобы "винду 98" не ставить. Переписал на нее свой файл прошивки test.sav и p_wmct.exe. Загрузился с дискеты и ввел необходимую командную строку. Все прошивается и верифицируется. Программатор собран по схеме из "как прошить КР1878ВЕ1 без проблем" рис.1.
Pashtet XZ