Как прошить arduino uno через arduino ide

Arduino as ISP and Arduino Bootloaders

What makes an Arduino what it is? Many things, but one of the most important ones is the way every Arduino board is easily programmed with the Arduino Software (IDE). It is enough to connect it to the computer USB port and press the «Upload» icon to start a process that transfers your sketch into the Flash memory of the microcontroller.

The Bootloader

The behaviour described above happens thanks to a special piece of code that is executed at every reset of the microcontroller and that looks for a sketch to be uploaded from the serial/USB port using a specific protocol and speed. If no connection is detected, the execution is passed to the code of your sketch.

This little (usually 512 bytes) piece of code is called the «Bootloader» and it is in an area of the memory of the microcontroller — at the end of the address space — that can’t be reprogrammed as a regular sketch and had been designed for such purpose.

The Memory Map of an ATmega328P

To program the bootloader and provide to the microcontroller the compatibility with the Arduino Software (IDE) you need to use an In-circuit Serial Programmer (ISP) that is the device that connects to a specific set of pins of the microcontroller to perform the programming of the whole flash memory of the microcontroller, bootloader included. The ISP programming procedure also includes the writing of fuses: a special set of bits that define how the microcontroller works under specific circumstances.

Use Arduino as ISP

The whole process of loading the bootloader code and burning properly the fuses to make an ATmega microcontroller an «Arduino» is managed by the Arduino Software (IDE): it provides a specific menu item and allows you to use a variety of programming devices. Among the programmers, the «Arduino as ISP» is the cheapest and most practical solution to burn a bootloader on another Arduino board with ATmega, 32U4 or ATtiny.

The programming process uses VCC, GND and four data pins. Three pins connect MISO, MOSI and SCK between the programming micro and the target micro, the fourth pin from the programming micro goes to the reset pin of the target.

How to wire your boards

The following table display on which pins the MOSI, MISO and SCK are broken out on the different Arduino boards:

Arduino Board MOSI MISO SCK Level
Uno or Duemilanove 11 or ICSP-4 12 or ICSP-1 13 or ICSP-3 5V
Mega1280 or Mega2560 51 or ICSP-4 50 or ICSP-1 52 or ICSP-3 5V
Leonardo ICSP-4 ICSP-1 ICSP-3 5V
Due ICSP-4 ICSP-1 ICSP-3 3.3V
Zero ICSP-4 ICSP-1 ICSP-3 3.3V
101 11 or ICSP-4 12 or ICSP-1 13 or ICSP-3 3.3V

The SPI interface — and therefore these pins — is the interface used to program the AVR microcontrollers. Note that MISO, MOSI, and SCK are available in a consistent physical location on the ICSP header; this connector is used also by shields that rely on the SPI interface allowing the design of shields that work on every board.

On the Arduino UNO in the following image, we have highlighted in red the connections on the female strips; in yellow the ICSP connector that connects to the ATmega328P. Please note that the Rev.3 board has an ATMega 16U2 chip that manages the USB connection and also that chip can be reprogrammed via a dedicated connector labeled ICSP2, just above the ATMega 16U2 itself.

On some Arduino boards (see table above), pins MOSI, MISO and SCK are the same pins as digital pin 11, 12 and 13, respectively. That is why many tutorials instruct you to hook up the target to these pins. If you find this wiring more practical, have a define USE_OLD_STYLE_WIRING. This will work even when not using an Uno. (With the Uno board this is not needed).

In the picture above we are connecting two UNO boards for bootloader burning with the «old style» connections: the top board is the Target, the bottom board is the Programmer. Note the yellow connection from D10 of the programmer to RESET of the target. On MKR family of boards, you can’t use D10 for reset; we suggest D6 and you must remember to change the line 73 of the ArduinoISP sketch — #define RESET 10 — putting «6» insteat of 10.

This Arduino NANO is programmed through its ICSP connector with wires coming from D10-D13 of the programmer UNO board.

The Arduino MEGA above is programming an Arduino UNO connecting D51-D11, D50-D12, D52-D13, GND-GND, 5V-5V and D10 to RESET. This type of board needs a 10 Вµ F electrolytic capacitor connected to RESET and GND with the positive (long leg) connected to RESET. The capacitor has to be placed after the programmer board has been loaded with the ISP sketch.

The 10 Вµ F electrolytic capacitor connected to RESET and GND of the programming board is needed only for the boards that have an interface between the microcontroller and the computer’s USB, like Mega, Uno, Mini, Nano. Boards like Leonardo, Esplora and Micro, with the USB directly managed by the microcontroller, don’t need the capacitor.

About voltages

The Arduino family of boards includes 5V and 3.3V devices. When using an Arduino that is not 5V tolerant (Due, Zero, . ) as the programmer, make sure to not expose any of the programmer’s pins to 5V. A simple way to accomplish this is to power the complete system (programmer and target) at 3V3.

In the above picture you see the wiring between a MKR1000 and a UNO. As described above, everything runs on 3.3V, taken from VCC and GND of the MKR1000 and sent to 5V and GND of the UNO. The same connection could be made to the ICSP of the UNO following the pinout explained in the page. We have used the same colors for the wires as in the other pictures to help you switch from the «old wiring» to the ICSP connector with ease. Please note that the MKR family of boards share the same pinout, therefore you can use any MKR board as ISP programmer. If you use a MKR board as ISP programmer, remember to change the line 73 of the ArduinoISP defining the actual pin used on the MKR board to Reset the target (6 in the picture above).

Note: Please do not connect to USB or power supply the boards while you set up the connections and wires. We also suggest that you first program the Arduino used as ISP programmer before you proceed with the wiring to the target board.

Load the sketch

The Arduino that you will use as programmer needs a specific sketch. You find it under Examples > 11. ArduinoISP > ArduinoISP .

Going through the lines of the sketch you find a number of parameters that need to be set according to the target board. These parameters are, however, set by a specific file available for each bootloader/board supported by the Arduino Software (IDE). Other parameters are clearly explained by the comments and should be changed only if you know what you are doing. The sketch also supports three LEDs that give you a visual feedback about the programming process.

To upload the sketch to your Arduino board — the one that you will use as the programmer — you need to select board type and port, then you can proceed as usual.

Program the bootloader

If all the wires are set, you need to switch to the board type you want to program with the bootloader. This step is mandatory to select the proper bootloader code and the fuses configurations. The programming procedure checks the signature of the microcontroller before any writing action is taken, but many boards share the same microcontroller and each board has its own bootloader. The port remains the one of the ArduinoISP.

Choose «Burn bootloader» under tools and wait for the confirmation message in the lower part of the Arduino Software (IDE) interface. If you connected the LEDs you may follow the process visually.

The Serial Programming Mode

The programming process manages the three SPI lines (MISO, MOSI and SCK) according to the standard SPI programming protocol, the same used to read and write SD memory cards. The only difference with memory cards is the lack of a CS (Chip select) pin. On our AVR microcontrollers we use the RESET pin that halts the execution of any sketch or bootloader and puts the microcontroller in a specific state where it listens to the commands arriving from the SPI interface. The very first command that the protocol requires is the one that enters the microcontroller in the Serial Programming Mode.

Once this specific mode is active, we can write and read all the microcontroller programmable areas: Flash, EEPROM and Fuses. At the end of the Flash memory, we have the bootloader code area, as highlighted in the image at the beginning of this article. The «Burn Bootloader» procedure also sets properly the fuses of the microcontroller according to the design of the board. This is one of the reasons why you have to burn the bootloader selecting your exact board model in the list.

Technical aspects of programming

The open source software tool used to program the microcontroller is avrdude. The process goes through four steps: unlocking the bootloader section of the chip, setting the fuses on the chip, uploading the bootloader code to the chip, locking back the bootloader section of the chip.

The fuses are managed according to the preferences stored into each parameter file associated with the board, avoiding potential mistakes.

The management of fuses, usually a set of three bytes — low, high and extended -, is the most delicate aspect of the bootloader programming: a wrong fuse setting could brick the microcontroller and the board. Fuses define many aspects of the microcontroller’s functions like: selecting different clock sources and change how fast the chip runs, setting the minimum voltage required before the chip works (brownout), setting whether or not a bootloader is used, setting how much memory is allocated to the boot loader (from 256 to 2048 words — 512 to 4096 bytes), disabling reset or serial programming and stop EEPROM data being erased when uploading a new sketch.

Detailed description of the fuses can be found on the datasheet of each microcontroller.

Every setting has its own usage and it is logical to allow the developer to lock the chip and protect it from ISP programming, but it might happen to mistakenly set a fuse in the wrong way, locking you out of the programming process through the ISP interface. To recover the microcontroller, you have to rely on a High Voltage Serial Programmer that uses 12V to reset the fuses.

Recap: burn the Bootloader in 8 steps

Open the ArduinoISP firmware (in Examples) to your Arduino board.

Note for Arduino 1.0: you need to make one small change to the ArduinoISP code. Find the line in the heartbeat() function that says «delay(40);» and change it to «delay(20);».

Select the items in the Tools > Board and Serial Port menus that correspond to the board you are using as the programmer (not the board being programmed).

Upload the ArduinoISP sketch.

Wire your Arduino boards..

Select the item in the Tools > Board menu that corresponds to the board on which you want to burn the bootloader (not the board that you’re using as the programmer). See the board descriptions on the environment page for details.

Select the Arduino as ISP in the Tools>Programmer menu.

Источник

Как загрузить HEX прошивку Ардуино

Прошивка является популярным способом распространения программ для ардуино и микроконтроллеров.

Здесь описана процедура загрузки прошивки микроконтроллера платы Arduino.

Данная инструкция позволит вам установить прошивку на наиболее популярные платы такие как Nano, UNO, Leonardo, Mini, Pro Micro и другие, собранные на микроконтроллере atmega328p, atmega168, atmega32u4 и других.

Для прошивки других типов плат обратитесь за помощью (http://jarduino.ru/support).

О прошивках Arduino

Не стоит путать прошивку со скетчем!

Скетч – это исходный код прошивки.

Прошивка ардуино – это скомпилированный (бинарный) файл, загружаемый в плату Arduino (в микроконтроллер). Прошивка не является исходным кодом программы (скетча). Файл прошивки обычно имеет расширение HEX.

Преимущество прошивки – это простота ее использования:

  • Не нужны никакие библиотеки,
  • Легко загрузить и выгрузить,
  • Можно перенести с одного устройства на другое.

Пожалуй, единственным недостатком прошивки является невозможность получения из нее удобочитаемого исходного кода, чтобы понять как она работает и внести в нее изменение.

Вместе с прошивкой часто может поставляться и копия памяти ПЗУ (EEPROM), в которой хранятся данные, необходимые для работы устройства.

Способы прошивки Arduino

Существует несколько популярных программ загрузки прошивки на Arduino. Подавляющее большинство из них сделаны частными программистами, а многие из них давно уже заброшены и не поддерживаются, но по-прежнему существуют в сети и прекрасно работают.

Рассмотрим пару наиболее популярных программ прошивки.

XLoader

Самая простая и лаконичная программа, которая подойдет любому, кому просто надо загрузить hex на популярную Arduino.

Xloader

Загрузка прошивки интуитивно понятна:

  • Выбираем…
    • файл прошивки
    • плату ардуино
    • COM-порт
    • Скорость передачи данных
  • Нажимаем кнопку Upload (Загрузить).

Последняя версия – 1.0.

Не может загружать EEPROM.

SinaProg

SinaProg – это уже более профессиональная и универсальная программа, разработанная неизвестными иранскими программистами. Однако сразу надо сказать, что данная программа – не более чем графическая оболочка для утилиты AVRDude, о которой пойдет речь дальше.

Универсальная оболочка для AVRDude

  1. Выбираем файл прошивки
  2. Настраиваем программатор: выбираем…
  3. Arduino,
  4. Порт
  5. Скорость передачи

Последняя версия – 2.1.1

Avrdude

Большинство всех загрузчиков используют одну и ту же утилиту – AVRDude (AVR Downloader-Uploader), которая давно вошла во многие среды разработки для ардуино, в т.м. числе и в Arduino IDE.

Это мощнейшая утилита для работы с чипами AVR, но все-таки это утилита командной строки, что многим неудобно.

Загрузка HEX прошивки в Arduino

Читайте в следующем параграфе как прошить ардуино и с его помощью.

Последняя версия – 6.3.

Arduino IDE, AVRDude

Рассмотрим как загрузить прошивку, имея только Arduino IDE на компьютере с Windows.

Напомню, что вместе с Arduino IDE ставится и AVRDude, с помощью которого мы и загрузим прошивку.

Установка программного обеспечения

  • Установить программу Arduino IDE, если она не установлена
    • В ряде случаев потребуется установить дополнительный драйвер вашей платы (если плата – китайский клон). Драйвер нужен только в случае если вы не видите вашу плату в Arduino IDE.

Подготовка

  • Подключить плату к компьютеру
  • Запустить Arduino IDE
  • Определить к какому порту подключена Arduino, через меню, как показано ниже:

Выбор COM-порта ардуино

  • Определите в какой папке установлена Arduino IDE

Обычно – “C:Program Files (x86)Arduino”

Загрузка прошивки ардуино

  • Открываете командную строку и вводите следующую команду, предварительно скорректировав ее под свои условия:

“ C:Program Files (x86)Arduino hardwaretoolsavr/bin/avrdude” -“ C:Program Files (x86)Arduino hardwaretoolsavr/etc/avrdude.conf” -v -patmega328p -carduino -PCOM 3 -b 115200 -D -Uflash:w: Firware .hex:i

Обратите внимание на:

  • Путь к Arduino IDE ( желтым ),
  • Номер порта ( голубым ),
  • Скорость передачи данных ( зеленым )
  • Название (путь) файла прошивки ( фиолетовым )

Если при выполнении команды вы увидите ошибку как ниже

, значит ваша плата не может работать со скоростью 115200, и необходимо установить скорость 57600.

Нажмите CTRL+C, чтобы прервать процесс.

Получение помощи

Если у вас что-то не получилось, и вы являетесь нашим клиентом, обратитесь на страницу поддержки.

Часто задаваемые вопросы о прошивке

Какой COM-порт выбирать?

Такой вопрос возникает обычно, когда программа не может автоматически выбрать COM-порт, к которому подключена Arduino.

Прежде всего, чтобы ардуино определялась, необходимо, чтобы на компьютере были установлены ее драйвера. Они ставятся вместе с Arduino IDE. Для китайских удешевлённых колонов может понадобится поставить драйвер CH340.

Итак, драйвера установлены, теперь выберем правильный порт.

Порт можно посмотреть в Arduino IDE…

Выбор COM-порта в Arduino IDE

… или, если вы на Windows, в диспетчере устройств:

Определение COM-порта, к которому подключена Arduino через диспетчер устройств Windows.

Однозначно, это не COM1. Поэтому, в моем случае это будет COM3.

Какую скорость выбрать?

Скорость передачи зависит от версии платы. Если мы говорим о популярных Nano или UNO, то скорость будет 115200. Однако, если вы имеете дело с китайский клоном, то, возможно, придется выбрать 57600.

В общем, рецепт прост: если не получается с одной скоростью, тут же пробуете другую.

5 Replies to “Как загрузить HEX прошивку Ардуино”

Чем регулируется частота и амплитуда , Какой кабель нужен для прошивки Arduino nano ?

Она вводится через последовательный порт, аналогично тому как загружается прошивка.
Кабель нужен mini-USB data

Со строкой для cmd у вас какая-то беда. Вот рабочий вариант.

“C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avrdude.exe” -C “C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\etc\avrdude.conf” -v -p atmega328p -c arduino -P COM3 -b 57600 -D -U flash:w:D:\Documents\Arduino\C\WinAVRC\main.hex:i

За статью спасибо.

А как все это проделать в Линукс?

Не найду ссылку для скачивания демо версии для автокормушки. Подскажите.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Adblock
detector