Arduino ide прошить attiny

Обновлено: 04.07.2024

Внимание! Данный урок опирается на информацию из предыдущего урока о программаторах. Обязательно изучите сначала его. В прошлом уроке я рассказывал о том, как загрузить прошивку в Ардуино, используя внешние устройства: USB-TTL преобразователь и ISP программатор. Как нетрудно догадаться, при помощи этих же инструментов можно загрузить прошивку и в голый чип, будь то ATmega328 или ATtiny85. МК серии ATtiny являются младшими братьями АТмег, у них меньше ног, меньше памяти, меньше интерфейсов и таймеров, но зато они дешевле и хорошо подходят для мелких проектов. Давайте сравним несколько популярных МК:

Примечание: большинство функций объединены на одних и тех же пинах. Как вы можете видеть, чем дешевле МК, тем меньше у него возможностей. Полное подробное сравнение можно глянуть здесь.

UART и ISP

Для подключения прошиваторов к голому чипу нам нужно будет изучить распиновку (pinout) на нужный микроконтроллер. Распиновки бывают цветные и красивые (часто с ошибками), а бывают более серьёзные и правильные. Лучше всего открыть даташит на нужный МК и на второй же странице найти 100% правильную распиновку. Например для ATmega328, ATtiny85 и ATtiny13:

Подключение программатора

Программатор, или Ардуину в качестве программатора, подключить очень просто. Смотрим распиновку и подключаем:

Шину ISP: пины MOSI, MISO и SCK. Они есть на всех МК
Сброс RST
Землю GND. Любую из имеющихся, они соединены внутри МК
Если МК не питается от своего источника, подключаем заодно VCC

Программирование

Итак, что же даёт нам ядро помимо выбора настроек МК? Можно программировать МК всё теми же командами, что и раньше! Мигать светодиодами через digitalWrite, измерять напряжение через analogRead и прочее прочее. Давайте напишем классический Blink:

Важный момент по работе с ядрами для других МК, у которых больше 8 ног. Для сохранения удобства работы с IO функциями ядра (digital/analog/Read/Write) к пину можно обращаться как PIN_ + имя_ноги на распиновке, например подадим высокий сигнал на пин PC3: digitalWrite(PIN_PC3, HIGH); . Все остальные нюансы расписаны на странице ядер по ссылкам выше.

Я думаю вы поняли, что в целом работа с голыми МК не особо то и отличается от работы с обычной платой Arduino, и теперь можно переходить к сложным самоделкам на базе своей платы, в центре которой будет стоять микроконтроллер. Давайте поделюсь парой советов по минимальной обвязке.

Проект на голом МК

Зачем делать проект на своей плате и голом микроконтроллере?

Конечно же размер, своя плата получится компактнее в большинстве случаев.
Энергопотребление. Ни для кого не секрет, что всякие удобные штуки на плате ардуино потребляют огромный по меркам энергосбережения ток, и для автономного устройства лучше взять голый камушек.
Работая с голым камнем мы можем выбрать микроконтроллер под свои задачи. Например для мелкого проекта необязательно брать 328 мегу, если с задачей справится аттини13, которая стоит 20 рублей.
Возможная экономия. Ардуино нано стоит условно 170 рублей без доставки. Голая 328 мега на том же алиэкспресс – 100 рублей. Если брать десяток. В дорогущем российском чип и дип – 190 рублей. То есть если очень приспичит – можно и тут купить без особых потерь, потому что оригинальная нано стоит 3 тысячи рублей в том же ЧИДе.
Удобство разводки платы. Микросхема в корпусе под поверхностный монтаж находится на одном слое и не мешает дорожкам на другом слое.
Удобство монтажа. Даже если делать свою плату прототип лутом, то припаять на неё чип в 100 раз удобнее и быстрее, чем сверлить три десятка отверстий под ардуину, а потом их запаивать.
Мелкосерийное производство готовых или почти готовых плат, для себя если нужно несколько или на продажу. На том же jlcpcb можно заказать изготовление плат с распайкой внимание smd компонентов. То есть ардуину вам никто не припаяет, а вот ту же 328 мегу припаяют за 100 рублей, тиньку 13ю – за 35 рублей, а чем больше партия – тем дешевле. К этому вопросу мы вернёмся ближе к концу этого урока.

Соединять все ноги питания (GND, VCC) максимально толстыми и короткими дорожками между собой:

Поставить керамический конденсатор

100 нФ/nF (0.1 мкФ/uF) по питанию МК: между VCC и GND для сглаживания микропульсаций напряжения

Располагать максимально близко к пинам питания МК
Также параллельно ему можно поставить электролит (алюминиевый цилиндр) или танталовый конденсатор (компактный SMD чип) на 10-47 мкФ/uF, для сглаживания более серьёзных пульсаций напряжения. Особенно если МК питается от одного источника с другими потребителями, или используется некачественный источник питания.

Если нужна кнопка сброса (reset), подключаем её к RST и GND, т.е. кнопка должна подать на RST низкий сигнал. Внутри МК уже присутствует подтягивающий резистор на пин RST

При наличии кнопки и дорожки от пина RST рекомендуется подтягивать пин к VCC резистором на 10 кОм, потому что внутренний подтягивающий резистор имеет довольно большое сопротивление и наведённые на дорожку помехи (она выступает в роли антенны) могут привести к сбросу МК

Я думаю теперь вы готовы к созданию проекта на своей плате!

Перенос МК с Arduino на свою плату

Напомню, что источник тактирования играет важную роль при загрузке прошивки. Микроконтроллер может быть настроен на тактирование от внутреннего генератора на 8 МГц, либо на тактирование от внешнего.

Видео

Arduino: 1.8.10 (Windows 7), Плата:"ATtiny25/45/85, Enabled, CPU, ATtiny85, 8 MHz (internal), EEPROM retained, B.O.D. Disabled, Enabled"

Скетч использует 3812 байт (46%) памяти устройства. Всего доступно 8192 байт.
Глобальные переменные используют 332 байт (64%) динамической памяти, оставляя 180 байт для локальных переменных. Максимум: 512 байт.
Произошла ошибка при загрузке скетча
avrdude: Yikes! Invalid device signature.
Double check connections and try again, or use -F to override
this check.

Arduino: 1.8.10 (Windows 7), Плата:"ATtiny25/45/85, Enabled, CPU, ATtiny85, 8 MHz (internal), EEPROM retained, B.O.D. Disabled, Enabled"

Скетч использует 3812 байт (46%) памяти устройства. Всего доступно 8192 байт.
Глобальные переменные используют 332 байт (64%) динамической памяти, оставляя 180 байт для локальных переменных. Максимум: 512 байт.
C:\Users\Angel\AppData\Local\Arduino15\packages\arduino\tools\avrdude\6.3.0-arduino17/bin/avrdude -CC:\Users\Angel\AppData\Local\Arduino15\packages\arduino\tools\avrdude\6.3.0-arduino17/etc/avrdude.conf -v -pattiny85 -cstk500v1 -PCOM29 -b19200 -Uflash:w:C:\Users\Angel\AppData\Local\Temp\arduino_build_50247/microPong.ino.hex:i

System wide configuration file is "C:\Users\Angel\AppData\Local\Arduino15\packages\arduino\tools\avrdude\6.3.0-arduino17/etc/avrdude.conf"

Using Port : COM29
Using Programmer : stk500v1
Overriding Baud Rate : 19200
AVR Part : ATtiny85
Chip Erase delay : 400000 us
PAGEL : P00
BS2 : P00
RESET disposition : possible i/o
RETRY pulse : SCK
serial program mode : yes
parallel program mode : yes
Timeout : 200
StabDelay : 100
CmdexeDelay : 25
SyncLoops : 32
ByteDelay : 0
PollIndex : 3
PollValue : 0x53
Memory Detail :

Programmer Type : STK500
Description : Atmel STK500 Version 1.x firmware
Hardware Version: 2
Firmware Version: 1.18
Topcard : Unknown
Vtarget : 0.0 V
Varef : 0.0 V
Oscillator : Off
SCK period : 0.1 us

avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions

avrdude: Device signature = 0x000000 (retrying)

avrdude: Device signature = 0x000000
avrdude: Yikes! Invalid device signature.
Double check connections and try again, or use -F to override
this check.

Всем привет. Уже давно появился способ программировать маленькие, дешёвые, экономичные к питанию и доступные микроконтроллеры ATtiny13A.

Вот собственно всё то что ниже, только в видео формате:

Сегодня расскажу, как я зашиваю Arduino'вские скетчи в ATtiny13A.

Итак, для начала нам нужно скачать вот этот архив (взято и совсем чуть-чуть доделано отсюда), положить файлы по адресу "\Documents\Arduino\hardware\". Должно получится что-то типа «C:\Users\Администратор\Documents\Arduino\hardware\attiny13\avr\cores\core13».

Перезапускаем Arduino IDE если она запущена на данный момент, это нужно для того, чтобы среда добавила новый микроконтроллер в список плат.

Обязательно проверяем, правильно ли у нас выбрано «расположение папки со скетчами» (посмотреть можно во вкладке «Файл/Настройки»):

Туда нам будет нужно распаковать архив с ядром для ATtiny13.

Теперь прошьём в дуинку ArduinoISP из примеров Arduino IDE:

Потом подключаем ATtiny13 к Arduino, как показано на картинке:

Потом нужно изменить тип программатора на Arduino as ISP, как показано на скриншоте:

Теперь мы можем выбрать, на какой частоте может работать микроконтроллер ATtiny13.
С завода ATtiny13 работает на частоте в 1.2 МГц, то есть микроконтроллер тактируется от внутренней RC- цепочки на частоте в 9.6 МГц и включён делитель на 8, поэтому я указал частоту в 1.2 МГц как дефолтную:

Как видим, доступные частоты — 1.2 МГц, 4.8 МГц и 9.6 МГц. Для изменения частоты нам нужно нажать на кнопку «Записать загрузчик», которая располагается в вкладке «Сервис».

Что же среда делает при нажатии на кнопку «Записать загрузчик»?

Arduino IDE в данном случае просто выставляет нужные фьюзы микроконтроллера.
К примеру, мне нужно, чтобы ATtiny13 работал на частоте в 4.8 мГц, я выбираю нужную мне частоту и только один раз жму кнопку «Записать загрузчик» — всё. Теперь микроконтроллер будет всегда работать на заданной частоте, если будет нужно изменить частоту опять — проделываем описанную выше процедуру.

Сразу скажу, что рост частоты приведёт за собой рост потребления контроллера, чем чаще переключаются транзисторы в микроконтроллере тем больше он потребляет.
Для каких-то там мигалок, я считаю, выполнение 1.2 миллиона инструкций будет с лихвой, да и на такой частоте микроконтроллер потребляет около 1 миллиампера, вот можете посмотреть скрин из даташита:

Минимальное рабочее напряжение, при котором ATtiny13 сохраняет работоспособность — 1.8 В, причем гарантировано будет работать, в данном случае, только на частоте в 1.2 МГц.

Итак, зашьем для начала почти родной начинающим ардуинщикам пример blink, ну как же без него?

Как вы уже заметили, скетч стал заметно легче, чем для Arduino Uno. Это связано с тем, что урезаны большинство Arduino'вских функций ну и они немного больше оптимизированные.

поддерживаются следующие функции:

pinMode()
digitalWrite()
digitalRead()
analogRead()
analogReference(INTERNAL) / (EXTERNAL)
shiftOut()
pulseIn()
analogWrite()
millis()
micros()
delay()
delayMicroseconds()

Итак, как мы только что увидели, нам доступно всего 1024 байта. Мало ли это? Ну, смотря для каких задач. Если, например, для каких-то там мигалок, пищалок или индикаторов, думаю, будет вполне достаточно, хотя можно даже что-то посерьёзней сварганить, особенно если познакомится с AVR-Cи.

Распиновка микроконтроллера из даташита:

К примеру, PB4 — это то же, что и pin 4, или просто 4.
Аналоговые входы — все, на которых пишет ADC*, например PB4 — это есть ADC2, то есть для того, чтобы считать напряжение, пишем analogRead(A2); или просто analogRead(2);, аппаратный ШИМ поддерживают только порты 0 и 1.

UPD0: добавил ссылку как экономить место на микроконтроллере и как моделировать Arduino в программе Proteus: