基于ATmega328P控制器的UPDI編程器

本文制作的是一款U盤大小的UPDI編程器，用于使用ArduinoIDE開發(fā)環(huán)境對Microchip的0系列和1系列ATTIny芯片進行編程：

編程器采用的是ATmega328P控制器，實際上也可以認為是ArduinoUno的一種USB變體，因此您也可以將其用作小型ArduinoUno。

介紹

從2016年開始，隨著ATTIny87和ATTIny167的發(fā)布，Microchip開始推行新系列的ATTIny芯片，稱為ATtiny1系列，隨后在2018年推出了成本更低的ATtiny0系列。它們旨在作為早期ATtiny芯片（如ATtiny85和ATtiny84）的替換。

SpenceKonde和他的合作者為新的ATtiny芯片開發(fā)了一個新的Arduino內核，稱為megaTinyCore。新芯片還使用了一種稱為UPDI的新編程方法，SpenceKonde在他的GitHub存儲庫上描述了如何通過在ArduinoUno或其他基于ATmega328的Arduino板上安裝ElTangas的jtag2updi程序來制作UPDI編程器的方法。

我認為為這些設備配備一個緊湊的編程器會??很不錯，因此設計了基于ATmega328控制器的USB編程器，可以直接將其插入計算機的USB插槽。

除了UPDI編程所需的三個引腳外，該板還將ISP引腳帶到板邊緣的焊盤上，以允許您安裝引導加載程序。

電路連接

以下是UPDI編程器的電路，大致反映了PCB的布局：

USB接口是FTDIFT231XQ-R，采用20引腳小型QFN封裝，而ATmega328P則采用28引腳QFN封裝。晶振為16MHz3.2x2.5mmSMD類型，需要18pF電容，所有電容、電阻和LED的尺寸均為0805。USB插頭是采用直插形式。對于三針插頭，我使用了直角插頭，但您可以使用插頭插座，直接連接電線或使用任何合適的0.1英寸間距的連接器。

如果要將該板用作UPDI編程器，則不焊接0Ω電阻，而是將電線連接到其位置，以便以后可以方便地卸下。如果要將該板用作迷你ArduinoUno，請焊接0Ω電阻。

焊接安裝

由于有兩個QFN封裝，除非您具有SMD工作經(jīng)驗并且可以使用熱板或熱風槍，否則我不建議您嘗試制作此PCB。

焊接QFN封裝的方法如下。借助于照明放大鏡，我在每個焊盤上放了一小滴焊錫膏，然后用鑷子將封裝定位。然后，我用Youyue858D+熱風槍在250°C下加熱了焊盤，直到看到熔化的焊料在每個包裝的邊界周圍閃閃發(fā)光。我以相同的方式焊接了其余的SMD組件，最后使用傳統(tǒng)的烙鐵焊接了插頭和USB連接器。

安裝軟件-引導程序

第一步是使用ISP編程器在ATmega328的閃存中安裝引導加載程序，以便隨后可以使用USB端口上載程序。此步驟無需將USB插頭安裝到板上。

●如果還沒有這樣做，請在電路板上0Ω電阻器的位置焊接導線。這會將復位線連接到處理器。

●將電線焊接到板上的MOSI、MISO、SCK和RESET焊盤上，然后將其連接到插頭插座，您可以將插頭連接到：

●將3針插頭連接到UPDI編程器PCB頂部的三個端子，這樣就可以將GND和5V連接到板上。

●通過提供的六根線將ISP編程器連接至開發(fā)板。

我使用了Sparkfun的TinyAVR編程器板[6]?；蛘撸梢园凑铡笆纠辈藛紊稀皟戎檬纠辈糠种械腁rduinoISP的說明使用ArduinoUno作為編程器。

●在ArduinoIDE中，從Boards菜單上的ArduinoAVRBoards部分中選擇Arduino/GenuinoUno，然后將Programmer設置為USBtinyISP（如果您使用的是ArduinoUno，則將其設置為ArduinoISP）。

●選擇BurnBootloader以將引導加載程序上載到板上。

如果成功，則您的電路板可以工作正常，并且您已經(jīng)成功安裝了引導加載程序。如果失敗，請檢查連接，并檢查PCB上是否有短路。

檢查USB接口

如果尚未將USB插頭安裝到板上，請確保將其插入板的頂部。

將UPDI編程器插入計算機，并檢查USB端口是否出現(xiàn)在ArduinoIDE的“Port”菜單上。

作為一項可選的附加檢查，您現(xiàn)在可以嘗試使用Sketch菜單上的Upload選項通過USB端口將Blink示例程序上傳到板上。如果一切正常，UPDIProgrammerStick上的紅色LED應當閃爍。如果失敗，請確保已按照上一步中的說明上載了引導加載程序。

上載UPDI編程器

●從以下網(wǎng)址下載UPDI編程器草圖：https://github.com/SpenceKonde/jtag2updi。

●瀏覽到下載位置，然后打開jtag2updi文件夾。

●打開jtag2updi.ino草圖并將其上傳到Arduino。

.ino文件本身為空；這是故意的-實際代碼包含在同一文件夾中的其他文件中。

●取消先前焊接的復位線，該復位線位于電路板上的0Ω電阻位置。

●UPDI編程器電路板現(xiàn)在可以用作UPDI編程器。

對0系列或1系列ATtiny芯片進行編程

對器件進行編程的過程如下：

●如megaTinyCore安裝中所述，在ArduinoIDE中安裝SpenceKonde的megaTinyCore。

●在ArduinoIDE中，從Boards菜單的megaTinyCore部分中選擇適當?shù)南盗?，并從Chip菜單中選擇相應的元件。

●從“Programmer”菜單中選擇jtag2updi（megaTinyCore）。

●將UPDI編程器棒連接到正在編程的芯片，從“Port”菜單中選擇其USB端口，然后選擇“上傳”。

UPDI編程器棒包含一個與UPID引腳串聯(lián)的4.7kΩ電阻，因此目標板上不需要一個電阻。

例如，以下是使用UPDI編程器通過ArduinoBlink示例程序在迷你面包板上編程一個ATtiny412：

編輯：hfy