Легкая прошивка микроконтроллеров Atmel AT89 с помощью Arduino Uno — пошаговое руководство

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Микроконтроллер AT89C52 — 1 шт.
• Керамический резонатор 12 МГц — 1 шт.
• Конденсаторы: 2×33 пФ, 10 мкФ, 510 пФ (ошибка в оригинале: 510 ом — резистор) — по 1 шт.
• Резистор 8,2 кОм — 1 шт.
• Светодиод (любого цвета) — 1 шт.
• Перемыечные провода «папа-папа», «папа-мама» — набор
• Паяльник и припой

Необходимые инструменты

• Паяльник

Программное обеспечение

• Arduino IDE
• Программатор 8051 SPI Programmer (запускается на ПК, общается с Arduino по Serial)

О проекте

В этом руководстве показано, как превратить Arduino Uno в SPI-программатор для микроконтроллеров серии AT89 (в частности AT89C52). Прошивка осуществляется через последовательный порт: на Arduino загружается скетч-программатор, а на компьютере запускается утилита 8051 SPI Programmer, которая отправляет HEX-файл.

Шаг 1: Подключение микроконтроллера

Соедините выводы AT89C52 с Arduino согласно таблице:

Шаг 2: Генератор тактовой частоты

Подключите кварц 12 МГц к выводам 18 (XTAL2) и 19 (XTAL1). От каждого вывода к земле (Pin 20) поставьте по конденсатору 33 пФ.

Шаг 3: Питание

Вывод 40 (VCC) — на 5V Arduino, вывод 20 (GND) — на GND Arduino.

Шаг 4: Индикация (светодиод)

Подключите светодиод через токоограничивающий резистор (≈510 Ом) к любому свободному порту AT89C52 (например, P1.0) для проверки работы прошитой программы.

Шаг 5: Программная часть

1. Загрузите в Arduino скетч SPI_Programmer.ino (приведён ниже).
2. Скачайте и запустите 8051 SPI Programmer на ПК.
3. Выберите COM-порт Arduino, укажите HEX-файл и нажмите «Program».

Код для Arduino (SPI-программатор)

#define dummyData 0xAA
#define RDY 75
#define NRDY 76
const int _MISO = 4;
const int _MOSI = 5;
const int _CLK = 3;
const int RST = 2;

byte data;
byte AL, AH; // 16-битный адрес
byte lockByte;
byte SigH, SigL;

void setup() {
  pinMode(_MISO, INPUT);
  pinMode(_MOSI, OUTPUT);
  pinMode(_CLK, OUTPUT);
  pinMode(RST, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  while (!Serial.available());
  if (Serial.available() > 0) switch (Serial.read()) {
    case 'p': Serial.write(progEnable()); break;
    case 'r': readProgmem(); Serial.write(data); break;
    case 'a': while(!Serial.available()); AL = Serial.read(); break;
    case 'A': while(!Serial.available()); AH = Serial.read(); break;
    case 'd': while(!Serial.available()); data = Serial.read(); break;
    case 'S': AH = 0; AL = 0; SigH = readSign(); Serial.write(SigH); break;
    case 's': AH = 2; AL = 0; SigL = readSign(); Serial.write(SigL); AH = 1; AL = 0; SigL = readSign(); Serial.write(SigL); break;
    case 'o': digitalWrite(RST,1); break;
    case 'c': digitalWrite(RST,0); break;
    case 'e': eraseChip(); Serial.write(RDY); break;
    case 'j': break;
    case 'w': writeProgmem(); break;
  }
}

unsigned char SendSPI(unsigned char data) {
  uint8_t retval = 0;
  uint8_t intData = data;
  for (int ctr = 0; ctr < 7; ctr++) {
    digitalWrite(_MOSI, (intData & 0x80) ? HIGH : LOW);
    digitalWrite(_CLK, HIGH);
    delayMicroseconds(1);
    int t = digitalRead(_MISO);
    digitalWrite(_CLK, LOW);
    retval = (retval << 1) | (t ? 1 : 0);
    intData <<= 1;
    delayMicroseconds(1);
  }
  digitalWrite(_MOSI, (intData & 0x80) ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(_CLK, HIGH);
  delayMicroseconds(1);
  int t = digitalRead(_MISO);
  digitalWrite(_CLK, LOW);
  retval = (retval << 1) | (t ? 1 : 0);
  return retval;
}

byte progEnable() {
  SendSPI(0xAC); SendSPI(0x53); SendSPI(dummyData); return SendSPI(dummyData);
}
void eraseChip() {
  SendSPI(0xAC); SendSPI(0x9F); SendSPI(dummyData); SendSPI(dummyData); delay(520);
}
void readProgmem() {
  SendSPI(0x20); SendSPI(AH); SendSPI(AL); data = SendSPI(dummyData);
}
void writeProgmem() {
  SendSPI(0x40); SendSPI(AH); SendSPI(AL); SendSPI(data);
}
void writeLockBits() {
  SendSPI(0xAC); SendSPI(lockByte); SendSPI(dummyData); SendSPI(dummyData);
}
void readLockBits() {
  SendSPI(0x24); SendSPI(dummyData); SendSPI(dummyData); lockByte = SendSPI(dummyData);
}
byte readSign() {
  SendSPI(0x28); SendSPI(AH); SendSPI(AL); return SendSPI(dummyData);
}

Схемы подключения

Полные схемы собраны в разделе «Schematics» оригинального проекта. Основные моменты: кварц с конденсаторами, питание, SPI-линии и Reset. Рекомендуется собрать схему на макетной плате или спаять на щите для надежности.