วิธีเบิร์น arduino bootloader ใน ic atemga328 และตั้งโปรแกรมโดยใช้ arduino ide

เราทุกคนรู้ดีว่า Atmega328 IC ใช้ในบอร์ด Arduino UNO IC นี้เป็นสมองของบอร์ด Arduino จริงๆแล้วนักออกแบบ Arduino ต้องการสร้างบอร์ดต้นแบบที่มีประโยชน์สำหรับผู้เริ่มต้นดังนั้นพวกเขาจึงจัดองค์ประกอบทั้งหมดในลักษณะที่ทุกคนสามารถเข้าถึงพินทั้งหมดของ Atmega328 IC และสามารถตั้งโปรแกรมได้เพียงแค่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ บอร์ด Arduino เป็นที่นิยมมากสำหรับการสร้างโครงการงานอดิเรก แต่ในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมหรือสินค้าอุปโภคบริโภคไม่ควรใช้บอร์ด Arduino ที่สมบูรณ์ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ Atmega328 IC แบบสแตนด์อโลนซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมกับ Arduino IDE ได้ แต่ไม่ต้องใช้บอร์ด Arduino

ในบทช่วยสอนนี้เราจะดูวิธีเปลี่ยนบอร์ด Arduino ด้วย Atmega328 ICและส่วนประกอบอื่น ๆ สำหรับการใช้ Atmega328 IC แทน arduino ก่อนอื่นเราต้องเบิร์น Arduino Bootloader จากนั้นเราจะตั้งโปรแกรมโดยใช้ FTDI หรือใช้ Arduino Board บทช่วยสอนนี้จะช่วยในการเปลี่ยน Atmega328 IC ที่เสียหายจากบอร์ด Arduino นอกจากนี้ด้วยการใช้วงจรที่อธิบายไว้ด้านล่างคุณสามารถสร้างบอร์ด Arduino ของคุณเองได้โดยการจำลองบน PCB

ส่วนประกอบที่จำเป็น

1. Atmega 328 IC
2. เขียงหั่นขนม
3. LM7805
4. คริสตัล 16 MHz
5. ตัวเก็บประจุเซรามิก 22pF (2)
6. ตัวเก็บประจุ 10uF (2)
7. ตัวต้านทาน 10 K
8. ตัวต้านทาน 1k
9. สายจัมเปอร์

คุณยังสามารถใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 3.3v LM1117-3.3v เพื่อรวมราง 3.3v ไว้ในวงจรของคุณ

Pin Diagram ของ Atmega328

คำอธิบายส่วนประกอบ

ส่วนแหล่งจ่ายไฟ -

1. ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 5V: Atmega 328 IC ทำงานบนแหล่งจ่ายไฟ 5V ดังนั้นที่นี่เราใช้ LM7805 เพื่อรับเอาท์พุท 5v มันสามารถรองรับได้ถึง 30V เป็นอินพุต หากคุณมีแหล่งจ่าย 5V แยกต่างหากคุณสามารถออกจากขั้นตอนนี้ได้
2. ตัวเก็บประจุ:ตัวเก็บประจุ 10uF ใช้ที่ส่วนอินพุตและเอาต์พุตของ 7805 เพื่อข้ามส่วนประกอบ AC ลงกราวด์
3. LED:นี่จะแสดงให้คุณเห็นว่าเอาต์พุต 5V ของคุณกำลังจะมา

ส่วนไมโครคอนโทรลเลอร์ -

1. Atmega 328:นี่คือส่วนประกอบหลักของเราบนเขียงหั่นขนม แผนภาพพินได้รับด้านบน
2. Crystal oscillator:คริสตัลภายนอก 16MHz เชื่อมต่อระหว่าง Pin 9 และ Pin 10 ของ ATmega328 คริสตัลนี้ใช้เพื่อให้นาฬิกาแก่ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น
3. ปุ่มกด:ในการรีเซ็ตไมโครคอนโทรลเลอร์ปุ่มกดเชื่อมต่อระหว่างพิน 1 และ GND โดยปกติจะเชื่อมต่อกับ 5v โดยใช้ตัวต้านทาน 10k
4. LED: ไฟ led เชื่อมต่อกับพินดิจิตอล 13.

บทช่วยสอนที่สมบูรณ์นี้แบ่งออกเป็นสามส่วนเพื่อให้ Arduino ของคุณทำงานบน breadboard:

1. การสร้าง Arduino Circuit บน Breadboard
2. การเบิร์น Bootloader ลงใน Atmega328 IC
3. วิธีการเขียนโปรแกรม Arduino Bootloader อัปโหลด Atmega 328 IC บน breadboard

ตอนนี้เราจะอธิบายทีละส่วน

ส่วนที่ 1: การสร้างวงจร Arduino บน Breadboard

ขั้นตอนที่ 1: - เชื่อมต่อชิ้นส่วนพาวเวอร์ซัพพลายตามที่แสดงในแผนภาพวงจรและทดสอบโดยใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกเข้ากับ LM7805 หน้าตาจะเป็นแบบนี้

ขั้นตอนที่ 2: - ตอนนี้เชื่อมต่อชิ้นส่วนไมโครคอนโทรลเลอร์ตามที่แสดงในแผนภาพวงจร ทำการเชื่อมต่ออย่างระมัดระวัง

ขั้นตอนที่ 3: - ตอนนี้เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและส่วนไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้จัมเปอร์ วงจรสุดท้ายจะเป็นแบบนี้

ดังนั้นนี้เป็นของเราArduino บนเขียงหั่นขนม คุณสามารถใช้วงจรเดียวกันบน PCB โดยใช้เครื่องมือง่ายๆเช่น EasyEDA เป็นต้นตอนนี้เราต้องอัปโหลด bootloader ไปยัง Atmega 328 IC ใหม่เพื่อให้เราสามารถเริ่มโปรแกรม IC ได้

ส่วนที่ 2: การเบิร์น Bootloader ลงใน Atmega328 IC

bootloader คืออะไรและทำไมเราถึงต้องการ ??

Bootloader เป็นโค้ดปฏิบัติการชิ้นเล็ก ๆ ที่เก็บถาวรในหน่วยความจำของไมโครคอนโทรลเลอร์ ใช้หน่วยความจำน้อยกว่า 1Kb Bootloader อนุญาตให้ IC รับรหัสจากคอมพิวเตอร์และวางไว้ในหน่วยความจำของไมโครคอนโทรลเลอร์

ตามเนื้อผ้าไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งหมดจาก Atmel จะถูกตั้งโปรแกรมด้วยความช่วยเหลือของโปรแกรมเมอร์ที่มีการเชื่อมต่อแบบแฟนซี Bootloaders ช่วยลดความซับซ้อนและช่วยให้เราสามารถเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถโปรแกรมมันก็โดยใช้สาย USB

เมื่อคุณซื้อ ATMEGA ใหม่ 328 จากตลาดก็มี bootloader ในนั้นไม่มี ดังนั้นในการตั้งโปรแกรม Atmega328 ของคุณโดยใช้ Arduino IDE คุณต้องอัปโหลด bootloader ก่อน

ในการอัปโหลด Bootloader เรามีสองวิธี:

1. ใช้โปรแกรมเมอร์ USBasp
2. ใช้บอร์ด Arduino UNO

วิธีที่สองง่ายกว่าเมื่อเทียบกับวิธีแรก เนื่องจากต้องใช้การเชื่อมต่อน้อยลงและ Arduino IDE เวอร์ชันล่าสุดไม่รองรับโปรแกรมเมอร์ USBasp แบบแฟนซี

ดังนั้นในการกวดวิชานี้เราจะอัปโหลด bootloader ใช้บอร์ด

อัปโหลด Arduino Bootloader ใน Atmega328 Chip

ขั้นตอนที่ 1: -เปิด Arduino IDE ไปที่ File -> ตัวอย่าง -> ArduinoISP กว่าเลือก ArduinoISP ดังแสดงด้านล่าง.

ขั้นตอนที่ 2: -ตอนนี้คุณต้องอัปโหลดรหัสนี้ไปยังบอร์ด Arduino ของคุณ เลือกพอร์ต com และบอร์ดจากเมนูเครื่องมือแล้วกดปุ่มอัปโหลด

ขั้นตอนที่ 3: -หลังจาก ' เสร็จสิ้นการอัปโหลด' ให้ถอดบอร์ด Arduino ออกจากคอมพิวเตอร์และทำการเชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับ Atmega 328 ดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 4: -ตอนนี้เชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับคอมพิวเตอร์ เปิด Arduino IDE

ไปที่Toolsเลือกบอร์ดเป็น Arduino / Genuine UnoเลือกPort ที่ถูกต้องสำหรับบอร์ดของคุณ เลือกโปรแกรมเมอร์เป็น“Arduino เป็นผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต” อย่าสับสนกับ ArduinoISP ทั้งสองอย่างแตกต่างกัน

ขั้นตอนที่ 5: -ตอนนี้ไปที่ Tools อีกครั้งและคลิกที่Burn Bootloaderด้านล่างตัวเลือก Programmer หลังจากไม่กี่วินาที bootloader จะถูกอัปโหลดสำเร็จ หากมีข้อผิดพลาดในการอัปโหลดให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อ

ตรวจสอบด้านล่างวิดีโอที่จะเข้าใจขั้นตอนที่อธิบายข้างต้นที่จะอัปโหลด Bootloader ใน ATMEGA 328 IC

Arduino เขียงหั่นขนมของคุณ พร้อมที่จะทำงานเป็นบอร์ด Arduino จริง ตอนนี้เกิดคำถามว่าจะโปรแกรม Atmega 328 IC ได้อย่างไร? ซึ่งเราจะพูดถึงในหัวข้อถัดไป

ส่วนที่ 3: วิธีการเขียนโปรแกรม Arduino Bootloader อัปโหลด Atmega 328

Standalone Arduino Atmega328 Chip สามารถตั้งโปรแกรมได้หลายแบบ

1. ใช้บอร์ด Arduino เปล่าเช่นบอร์ด Arduino ที่ไม่มี Atmega 328 IC อยู่
2. ใช้โมดูลตัวแปลง USB เป็น Serial TTL (โมดูล FTDI)
3. การใช้โปรแกรมเมอร์ USBasp (เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อจำนวนมาก)

ที่นี่เราจะตั้งโปรแกรมโดยใช้สองวิธี: USB เป็นตัวแปลงอนุกรมและบอร์ด Arduino

การเขียนโปรแกรม Atmega328 Chip โดยใช้บอร์ด Arduino

ขั้นตอนที่ 1: -ใช้บอร์ด Arduino โดยไม่ต้องใช้ชิป Atmega328 ทำให้การเชื่อมต่อของบอร์ด Arduino กับเรา เขียงหั่นขนม Arduino ดังแสดงในแผนภาพนี้

ขั้นตอนที่ 2: -เชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับคอมพิวเตอร์และเปิด Arduino IDE เลือก Arduino Uno จากเมนู Board ใน Tools , Programmer เป็น USBasp และแก้ไขพอร์ต com ของบอร์ด

ขั้นตอนที่ 3: -เราจะเริ่มต้นด้วยการอัปโหลดโปรแกรม Blink ดังนั้นเลือกโปรแกรมกะพริบจากตัวอย่างและกดปุ่มอัปโหลด

ตอนนี้คุณสามารถเห็นไฟ led บนเขียงหั่นขนมจะเริ่มกะพริบ

การเขียนโปรแกรม Arduino Atmega328 Chip โดยใช้ USB to Serial converter

ขั้นตอนที่ 1: -หากคุณไม่มีบอร์ด Arduino นี่คือวิธีที่ดีที่สุดในการเขียนโปรแกรมของคุณ เขียงหั่นขนม Arduino

ทำการเชื่อมต่อเป็น:

RXD พินของ FTDI -> Tx พินของ Atmega328 (พิน 3)

TXD พินของ FTDI -> Rx พินของ Atmega328 (พิน 2)

GND -> GND (พิน 8)

5v -> Vcc (พิน 7)

โมดูล FTDI บางโมดูลมีพินรีเซ็ตหรือที่เรียกว่าพิน DTR ซึ่งจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับพินรีเซ็ตของ Atmega328 (พิน 1) หากไม่มีพินรีเซ็ตในโมดูลไม่ต้องกังวลฉันจะให้วิธีแก้ปัญหาเมื่อเราตั้งโปรแกรมชิป

ขั้นตอนที่ 2: -ตอนนี้เชื่อมต่อ FTDI กับคอมพิวเตอร์และเปิดตัวจัดการอุปกรณ์ในแผงควบคุม คุณจะเห็นส่วนพอร์ตขยาย หากมีเครื่องหมายสีเหลืองด้านหน้าไดรเวอร์คุณต้องอัปเดตไดรเวอร์โมดูลของคุณ

หากไม่มีเครื่องหมายให้จดหมายเลขพอร์ต com และเปิด Arduino IDE ไปที่ Tools -> Ports -> เลือก com ที่คุณจดไว้

ขั้นตอนที่ 3: -ตอนนี้เราจะอัปโหลดโปรแกรมพริบของเรา เขียงหั่นขนม Arduino ไปที่ File -> ตัวอย่าง -> พื้นฐาน -> กะพริบตา เลือก Arduino Uno จากเมนูบอร์ดในเครื่องมือโปรแกรมเมอร์เป็น USBasp และพอร์ต com ที่ถูกต้องของบอร์ด

จากนั้นกดปุ่มอัปโหลด

หมายเหตุ: หากโมดูล FTDI ของคุณไม่มีพิน DTR ให้กดปุ่มรีเซ็ตบนเขียงหั่นขนมแล้วกดปุ่มอัปโหลด กดค้างไว้หากมีข้อความว่ากำลังรวบรวมภาพร่าง...ปล่อยปุ่มทันทีที่มีข้อความว่ากำลังอัปโหลด...

ตอนนี้โปรแกรมจะอัปโหลดลงในชิป Arduino Bootloader Atmega328 ได้สำเร็จ

ด้านล่างนี้เป็นวิดีโอสำหรับการเขียนโปรแกรม Atmega 328 IC โดยไม่ต้องใช้ Arduino Board:

เราได้ทำDIY Breadboard Arduino Circuitแล้ว คุณสามารถออกแบบวงจรนี้บน PCB เพื่อให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น