В главе 4 мы рассмотрим непосредственное взаимодействие с портами, реализацию которого можно видеть на рис. 2.5. Этот прием позволяет улучшить производительность ввода/вывода и продолжать пользоваться преимуществами Arduino IDE.

Рис. 2.5. AVR Studio

Рис. 2.6. Плата Arduino, подключенная к программатору AVR Dragon

Установка загрузчика

Установка загрузчика в плату Arduino может потребоваться по нескольким причинам. Например, вы могли по неосторожности повредить извлекаемый микроконтроллер ATmega328 на плате Arduino Uno и решили заменить его новым ATmega328, приобретенным без загрузчика. Или, занимаясь собственными разработками, вы решили взять микроконтроллер ATmega328 из платы Arduino и вставить его в плату собственной конструкции.

В любом случае имеется возможность установить загрузчик в «чистый» микроконтроллер ATmega328, используя любой из программаторов, упоминавшихся в предыдущем разделе, или с помощью второй платы Arduino.

Установка загрузчика с помощью AVR Studio и программатора

В папке установки Arduino IDE имеются шестнадцатеричные файлы загрузчиков, которые можно записать в ATmega328 с помощью AVR Studio. Эти файлы находятся в папке hardware/arduino/bootloaders. Там вы найдете шестнадцатеричные файлы для всех видов микроконтроллеров. Если вам требуется установить загрузчик в модель Uno, используйте optiboot_atmega328.hex в папке optiboot (рис. 2.7).

Но имейте в виду следующее: при установке загрузчика есть вероятность того, что ваш микроконтроллер превратится в «кирпич». Микроконтроллеры имеют то, что называют битами защиты, которые можно неправильно запрограммировать без возможности восстановления. Они встраиваются для защиты коммерческих интересов, чтобы предотвратить возможность перепрограммирования. Прежде чем сделать решающий шаг, проверьте внимательно, что биты защиты установлены правильно для той платы Arduino, которую вы собираетесь запрограммировать, и подготовьтесь к худшему. На форуме Arduino (www.arduino.cc/forum)7 вы найдете множество обсуждений этой темы наряду с советами, как избежать неприятностей.

Чтобы записать загрузчик с помощью AVR Studio и программатора AVR Dragon, подключите программатор к колодке с контактами ICSP (рис. 2.6).

Рис. 2.7. Установка загрузчика в плату Uno в среде AVR Studio 4

Обратите внимание на то, что на плате Arduino Uno имеются две такие колодки (вторая используется для программирования интерфейса USB).

В меню Tools (Инструменты) выберите пункт Program AVR (Программировать AVR) и установите соединение с микроконтроллером ATmega328 в плате Arduino. Затем в разделе Flash (Флеш-память) выберите требующийся шестнадцатеричный файл и щелкните на кнопке Program (Программировать).

Установка загрузчика с помощью Arduino IDE и второй платы Arduino

Установка нового загрузчика с другой платы Arduino выполняется очень просто. Этот подход намного проще и безопаснее, чем использование AVR Studio. Среда разработки Arduino IDE включает необходимую функцию. Далее перечислено все, что вам потребуется:

• две платы Arduino Uno;

• 6-проводной шлейф с двумя разъемами «папа–папа» (или шесть изолированных проводов);

• один короткий изолированный провод;

• конденсатор на 10 мкФ и 10 В (также подойдет конденсатор на 100 мкФ).

Сначала нужно соединить платы проводами, как описывается в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Соединение контактов двух плат Arduino для записи загрузчика

Плата-программатор

Программируемая плата

GND

GND

5 V

5 V

13

13

12

12

11

11

10

Reset

Конденсатор емкостью 10 мкФ включите между контактами Reset и GND на программируемой плате Arduino (то есть на плате, куда будет записан загрузчик). Более длинный положительный вывод конденсатора должен быть подключен к контакту Reset.

На рис. 2.8 показаны соединенные платы Arduino. Плата справа выступает в роли программатора. Обратите внимание на то, как контакт 10 платы-программатора соединен изолированным проводом с контактом Reset программируемой платы. Соединение выполнено так, что к одному контакту Reset на программируемой плате одновременно подключены провод и положительный вывод конденсатора.

Имейте в виду, что плата, выступающая в роли программатора, управляет программируемой платой, поэтому к порту USB компьютера должна быть подключена только плата-программатор.

На плату-программатор требуется установить специальный скетч. Его можно найти в меню File—>Examples (Файл—>Примеры). Он называется ArduinoISP и находится в конце раздела Examples (Встроенные примеры).

Рис. 2.8. Программирование с помощью второй платы Arduino

Как обычно, выберите тип платы и порт и выгрузите скетч ArduinoISP в плату-программатор. Затем в меню Tools (Инструменты) перейдите в подменю Programmer (Программатор) и выберите пункт ArduinoISP.