Programator Brenner9L po ludzku - PIC18FxxJxx, PIC24, dsPIC33...

Witajcie moi drodzy!
Po wielu wysiłkach dotyczących zarówno hardware, jak i software, udało mi się zbudować moją wersję programatora mikroprocesorów PIC na USB wedle projektu Brenner9L. Chciałbym tutaj opisać budowę i podzielić się doświadczeniami, zwłaszcza że strona Spruta (autora Brennera) jest po niemiecku, co skutecznie odstrasza hobbystów, którzy nie znają tego języka. Opis uwzględnia dokonane przeze mnie modyfikacje układu, ze względu na brak dostępu do niektórych elementów.

Co ten programator oferuje?
- szybkie programowanie przez USB bez wymogu zewnętrznego zasilania
- wsparcie dla PIC18FxxJxx, PIC24 i dsPIC33, w przyszłości może PIC32
- prostotę budowy - powyższe PICe maja VPP na poziomie VDD, wiec na płytce nie jest już potrzebne źródło 12V
- mały rozmiar plytki
- no i ostatecznie - satysfakcje z samodzielnie złożonego układu!

Programator ten ma wyjście ICSP takie jak PICKIT2:



Schemat programatora
Oto oryginalny schemat (wg Spruta):



Jak widzimy, układ bazuje na PIC18LF2550:



Jest to wersja PIC18F2550 na szerszy zakres napięć, dzięki czemu można całość zasilić z 3.3V - w ten sposób unikamy konieczności tłumaczenia sygnałów z poziomu 5V na 3.3V.

Układ posiada dwie zworki:
Zworka JP1 to RESET - można by tam wsadzić przycisk.
Zworka JP2 to zasilanie programowanego układu z Brennera - u mnie jest zwarta.

Układ posiada dwie diody LED:
Dioda LED1 (zielona) oznacza włączenie VDD - czyli zasilania mikrokontrolera z programatora. Proszę pamiętać, że aby użyć VDD z programatora, należy jeszcze założyć zworkę JP2.
Dioda LED2 (czerwona) oznacza włączenie VPP - czyli programowanie.

Rezonator kwarcowy na schemacie ma wartość 20MHz, ale preferowane jest użycie 16 lub 12 - na niższym napięciu zasilania (tu 3.3V) PIC może nie poradzić sobie z takim taktowaniem. Ponadto firmware dostępne jest tylko w wersjach 12MHz i 16MHz.

Moje zmiany:
- zamiast REG1117/LD1117V33 użyłem TC1264v33 - niestety TC1264v33 ma inną kolejność wyprowadzeń - ale obyło się bez modyfikacji płytki, po prostu trzeba umiejętnie odgiąć nóżki
- zamiast BF959 wsadziłem tam BC238 (tranzystor NPN)
- zamiast BC328 wsadziłem tam BC327 (tranzystor PNP)
Przy wsadzaniu tranzystorów proszę uważać na kolejność wyprowadzeń!


Budowa krok po kroku:
Najpierw musimy wypalić bootloader spruta na PIC18LF2550 - można to wykonać z pomocą prostego JDMa, PICKITa lub innego programatora:
Ja użyłem PICKIT2. Po otwarciu hexa pojawił się dziwny komunikat, ale nie skutkował on żadnym błędem:



Dociekliwy czytelnik zwróci uwagę na to, że PICKIT2 pokazuje PIC18F2550 (bez literki 'L') - to normalne, PICKIT2 pomija literkę L, a oba procesory są identyczne.

Ten bootloader, autorstwa Spruta, pozwoli nam potem wgrać do naszego PICa firmware Brennera - ale na razie zajmijmy się hardwarem.
Tworzymy płytkę preferowaną przez nas metodą - ja skorzystałem z metody termotransferu. Nie wyszła idealnie, ale była wystarczająco dobra, by złożyć na niej ten programator:
Przed trawieniem:



Po wytrawieniu:



Po oczyszczeniu acetonem:



Po wierceniu otworów:



Zostało wlutować elementy i sprawdzić połączenia. Pamiętajmy, że jeśli chcemy użyć innego LDO 3.3V i/lub innych tranzystorów niż u Spruta, to musimy zwrócić uwagę na ich wyprowadzenia i ew. dogiąć je tak, by pasowały do ścieżek.
Tak wygląda gotowy układ:




Instalacja:
Po podłączeniu do komputera system powinien zobaczyć nowe urządzenie USB, ale niestety automatyczna instalacja sterowników się nie powiedzie:



Mimo to urządzenie powinno być widoczne w menadżerze zadań - możemy tam samodzielnie zainstalować sterowniki. Sterowniki umieściłem w załączniku do postu.
Tutaj też może być potrzeba zainstalowania USBlib - też jest w załączniku - ja tego nie robiłem, ponieważ na obu komputerach (Win XP i 7), na których testowałem było już zainstalowane (jak będę mieć okazję, to uzupełnię screeny).



Od tego momentu nasze urządzenie powinno być inaczej widoczne w Menadżerze urządzeń - już jako działające poprawnie.



Pierwsze uruchomienie (upload firmware):
Uruchamiamy USBurn - od razu powinien wykryć, że mamy podłączonego Brennera:



Zostaniemy zapytani o wskazanie firmware - wybieramy odpowiednią wersję dla użytego rezonatora kwarcowego (np. b9l_fw16.hex).



Po zakończeniu uploadu firmware powinniśmy już moc zacząć korzystać z programatora:



Test hardware:
Teraz warto wykonać test hardware w celu sprawdzenia poprawności budowy układu. Potrzebny do tego będzie multimetr.



Kolejno sprawdzamy:
1. przycisk VDD: powinien włączać stan 3.3V na wyjściu VDD (przy założonej zworce JP2) oraz zapalać zieloną diodę.
2. przycisk VPP: zapala lub gasi czerwona diodę
3. przycisk SCLK - zmienia stan z 0 na 3.3V na linii PGC
4. przycisk SDATA - zmienia stan z 0 na 3.3V na linii PGD
Jeśli wszystko jest ok, to możemy przejść do testów z innym mikrokontrolerem - czy Brenner9L go widzi itp., jeśli nie to musimy sprawdzić połączenia i stan elementów na płytce.

Końcowy test - wykrywanie i wypalanie
Teraz będzie potrzebny nam jakiś mikrokontroler, którego chcemy zaprogramować.
Ja wybrałem PIC24FJ64GA002.
W tym momencie niezbędna jest umiejętność czytania datesheetow.
Na płytce stykowej musimy wykonać minimalne podłączenie pinów dla programowanego procka ("Basic Connection Requirements"):




Zwracamy uwagę na wymagane podłączenie regulatora napięcia (EN/DIS VREG) i postępujemy zgodnie z datasheetem:

Wszystko powinno być jasne - DISVREG do masy, a na VCAP dajemy kondensator około 10uF.
W moim przypadku tak wyglądał zmontowany układ:

Teraz możemy sprawdzić, czy Brenner9L rozpoznaje podłączony mikroprocesor. Wybieramy odpowiednia rodzinę (PIC24 w moim przypadku) i klikamy "Identify PIC in Programmer":

Jeśli wszystko dobrze złożyliśmy, to PIC powinien zostać rozpoznany - tak jak na powyższym screenie. Od tego momentu możemy wgrać na niego dowolny hex oraz wykonywać inne operacje, takie jak Blank check (sprawdzenie, czy pusty), Verify (weryfikacja hexa), itp.

Jeśli PIC nie jest rozpoznawany, to możliwe, że nie wybraliśmy odpowiedniej rodziny - poniższy zrzut ekranu pokazuje, co się dzieje, jeśli wybiorę PIC18F** mając podłączony PIC24:



Jeśli mamy już jakiś wsad (plik .hex), którym chcemy zaprogramować innego PICa z pomocą naszego Brenner9L, to po poprawnym wgraniu tekst powinien podświetlić się na zielono oraz powinien mrugać napis "o.k.":


Kosztorys
PIC18LF2550 - 15 zł
Gniazdo USB typ B - 1 zł
Tych drobniejszych elementów można za 1zl dostać kilka sztuk, ale nie będę liczyć co do grosza, i tak raczej nikt nie kupuje pojedynczo.
Kwarc 16 MHz - 1 zł
Tranzystory (te co użyłem ja lub podobne) - 2 zł
Gniazdo 28 DIP - 1 zł
Diody LED - 1 zł
Regulator LDO 3.3V - 1 zł
Drobnica, rezystory - 3 zł
Laminat - 5 zł

Jak widać - koszt budowy tego programatora wynosi około 30 zł i to przy założeniu, że wszystko kupujemy - jeśli mamy na stanie już tranzystory, diody, laminat itp., to koszt spada praktycznie do wartości samego mikroprocesora.
Przypomina, ze ponadto trzeba mieć jakiś inny programator, by wgrać bootloader spruta na użytego PICa - ewentualnie można skorzystać z uprzejmości znajomego, który taki programator posiada (mogę z tym pomóc, proszę pisać na PW).

Podsumowanie
W ten sposób udało mi się złożyć i uruchomić moja wersję programatora Brenner9L. Mam nadzieje, ze opisane tu moje doświadczenia przydadzą się komuś i ułatwią mu budowę Brennera - Brenner to dobry projekt, który bardzo "cierpi" na brak materiałów i dokumentacji dostępnej w sieci. W razie pytań proszę pisać.
PS: Jak znajdę wolną chwilę, to uzupełnię screeny o instalację libusb oraz testy na Windows 10 - chyba, że ktoś z forumowiczów już to sprawdzał, w takim razie zapraszam do podzielenia się wiedza.

Załączniki:
- pliki Eagla z projektem płytki i schematem
- pdf do druku do termotransferu
- software i firmware programatora

Wykonanie fatalne.
Płytkę drukowaną mogłeś ładniej dociąć.
Elementy trzeba było dobrać tak, aby nie było krzyżowania nóżek.
Wiertło masz chyba bardzo tępe, bo otwory są straszne.
Co to za ugryzione kable, czerwony i czarny? Do czego służą?
Płytka nie jest wcale taka mała.
Jeśli to rzekomo jest kompatibilne z ICSP, to powinno być 6 przewodów, a nie 5.

Freddy napisał:

Wykonanie fatalne.
Płytkę drukowaną mogłeś ładniej dociąć.
Elementy trzeba było dobrać tak, aby nie było krzyżowania nóżek.
Wiertło masz chyba bardzo tępe, bo otwory są straszne.

Dopiero się uczę i wiem, że wykonanie jest słabe, ale całość działa i jest zmontowana solidnie. Z estetyką masz racje, następną płytkę postaram się wykonać lepiej.

Freddy napisał:

Co to za ugryzione kable, czerwony i czarny? Do czego służą?

To wsadziłem na miejsce zworki od VDD by wygodniej sprawdzić multimetrem czy jest tam 3.3V w trakcie hardware test i programowania. Szybki sposób na brudno, docelowo rzecz jasna jest tam zwykła zworka nakładana na podwójny goldpin.

Freddy napisał:

Jeśli to rzekomo jest kompatibilne z ICSP, to powinno być 6 przewodów, a nie 5.

O tyle co z wykonaniem masz racje, to tutaj nie mogę się zgodzić - korzystałeś trochę z PICów? Ja wykonałem na nich już kilka projektów i wiem, ze ta 6 nóżka nie jest używana przy programowaniu.

Chociażby na wiki jest taki obrazek:

Pin numer 6 jest "not used" - @Freddy, potrafisz przytoczyć jakiś konkretny przypadek w którym z niego korzystałeś?

Ponadto cytat z wiki:

Cytat:

PICs are programmed using five signals (a sixth pin 'aux' is provided but not used).

Typical chip connections
Vpp - Programming mode voltage. This must be connected to the MCLR pin, or the Vpp pin of the optional ICSP port available on some large-pincount PICs. To put the PIC into programming mode, this line must be in a specified range that varies from PIC to PIC. For 5 V PICs, this is always some amount above Vdd, and can be as high as 13.5 V. The 3.3 V only PICs like the 18FJ, 24H, and 33F series use a special signature to enter programming mode and Vpp is a digital signal that is either at ground or Vdd. There is no one Vpp voltage that is within the valid Vpp range of all PICs. In fact, the minimum required Vpp level for some PICs can damage other PICs.
Vdd - This is the positive power input to the PIC. Some programmers require this to be provided by the circuit (circuit must be at least partially powered up), some programmers expect to drive this line themselves and require the circuit to be off, while others can be configured either way (like the Microchip ICD2). The Embed Inc programmers expect to drive the Vdd line themselves and require the target circuit to be off during programming.
Vss - Negative power input to the PIC and the zero volts reference for the remaining signals. Voltages of the other signals are implicitly with respect to Vss.
ICSPCLK - Clock line of the serial data interface. This line swings from GND to Vdd and is always driven by the programmer. Data is transferred on the falling edge.
ICSPDAT - Serial data line. The serial interface is bi-directional, so this line can be driven by either the programmer or the PIC depending on the current operation. In either case this line swings from GND to Vdd. A bit is transferred on the falling edge of PGC.

Źródło: https://en.wikipedia.org/wiki/In-system_programming - akapit "Microchip ICSP".
Nie ma tam mowy o tym, ze pin numer 6 jest potrzebny.

To, że się uczysz, to nie znaczy, że możesz robić niestarannie.
Złącze ICSP jest 6-pinowe i nie jest istotne, czy ten pin 6 jest wykorzystywany, czy nie. Skoro piszesz, że dajesz standard ICSP, to dawaj kompletny standard.
W programatorze ISP do ATMega gniazdo 10 pin też nie jest kompletnie wykorzystane, ale wszyscy montują jednak pełne gniazdo. Są też oczywiście nowsze wersje złącza 6 pinowe.

Autor przyznał, że płytka mogła by być wykonana lepiej więc po co go dalej gnębić?
Projekt jest wartościowy a tego rodzaju krytyka nic nie wnosi do tematu.
Czepianie się autora, że złącze jest 5 pinowe to też jakieś dziwactwo - przecież widać, że z założenia ten programator ma być podłączony przewodami. Gdyby miał być dokładnie taki jak PICkit to zacząć należy od tego, że złącze jest tam żeńskie.

Projekt na pewno przyda się innym użytkownikom, głównie ze względu na przytoczony przez autora fakt, że oryginał jest w języku niemieckim.

Moim zdaniem w kwestii złącza kanda sytuacja wygląda trochę inaczej, bo w przypadku innej ilości pinów będzie tam problem z podłączeniem się, a tutaj brak jednego pinu w niczym nie szkodzi.
Osobiście nie widzę potrzeby do takiej nadgorliwości, zwłaszcza w konstrukcjach amatorskich.

Umieszczam dodatkowo listę wspieranych układów - robię to w tym poście, bo w pierwszym nie jest to możliwe ze względu na limit "65000 znaków".

Wspierane układy
Lista jest dość długa i dla komfortu czytania umieściłem ją w tagu 'spoiler'. Lista została wzięta z programu USBurn.

Brawo!

Bardzo podoba mi się twój projekt. Nie wnikam w wykonanie, szczerze mówiąc nawet nie przyglądałem się zdjęciom "z bliska", za to opis czyta się świetnie. Wszystko ładnie opisane i załączone wszystkie potrzebne do zbudowania i uruchomienia pliki.

Życzyłbym sobie widzieć na elektrodzie więcej tak kompletnych projektów.

Tak trzymać!

Ja nie neguję przydatności projektu.
Programator Brenner jest bardzo fajny i prosty.
Można było oczywiście wykonać klona PICKIT2, ale autor wybrał taki.
Pytanie do autora, czy będzie do tego jakaś obudowa?

@Freddy ma rację. Projekt jest w zasadzie skopiowany dlatego w zamian wypadało by więcej schludności i dokładności w takim kopiowaniu projektu. W sumie jeśli pozostali panowie nie widzą nic w tym złego to można w ogóle złożyć projekt na płytce stykowej i nie martwić się o produkowanie jakieś płytki PCB.
Autor chyba zapomniał, że schludność, dokładność wykonania to jednak podstawa przy wykonywaniu w ogóle wszelkich projektów.

W wolnej chwili zamierzam zająć się jakąś obudową, płytka ma przygotowane miejsca na mocowanie więc nie będzie z tym problemu. Jak będzie jakiś postęp to zaktualizuję pierwszy post.

Brenner to fajny programatorek który posiada autoidentyfikację PICa. Ja mam wersję 8P i dorobiony konwerter 5/3.3V do nowszych PICów. Nie widzę w tej wersji przetwornicy napięcia, to chyba wyklucza możliwość programowania starszych PIC-16xx (12V Vpp) ale niektóre z tej rodziny już mają wbudowany LVP.

eurotips napisał:

Nie widzę w tej wersji przetwornicy napięcia, to chyba wyklucza możliwość programowania starszych PIC-16xx (12V Vpp)

To prawda, jest mowa o tym w opisie konstrukcji:

p.kaczmarek2 napisał:

- prostotę budowy - powyższe PICe maja VPP na poziomie VDD, wiec na płytce nie jest już potrzebne źródło 12V

... oraz na liście wspieranych układów.

Ale do starszych PICów wystarczy nawet prosty JDM na port szeregowy, bądź tak jak już było wspominane prosty klon PICKIT2 lub Brenner8. W sumie konstrukcję tych programatorów też mogę opisać jeśli jesteś ktoś zainteresowany (mam nadzieję, że już z lepszym wykonaniem).

Wartość takich prezentacji tkwi w opisie. Tu opis jest taki, że każdy, nawet absolutnie początkujący zrobi wszystko jak należy. Bez szukania, sprawdzania, prób trafiania itd.
Tym odróżnia się od wielu innych prezentacji, które mają dużo doskonałych zdjęć z doskonale wykonanych konstrukcji i nic poza tym.
Sam robiłem kiedyś ten programator i musiałem posłużyć się Google tłumaczem żeby przeskoczyć niemiecki.
Tu wszystko jest podane na tacy, jest jak w tytule: po ludzku.

michał_bak napisał:

Wartość takich prezentacji tkwi w opisie. Tu opis jest taki, że każdy, nawet absolutnie początkujący zrobi wszystko jak należy. Bez szukania, sprawdzania, prób trafiania itd.
Tym odróżnia się od wielu innych prezentacji, które mają dużo doskonałych zdjęć z doskonale wykonanych konstrukcji i nic poza tym.
Sam robiłem kiedyś ten programator i musiałem posłużyć się Google tłumaczem żeby przeskoczyć niemiecki.
Tu wszystko jest podane na tacy, jest jak w tytule: po ludzku.

Dokładnie tak, największą trudność w tym projekcie sprawia zaprogramowanie PIC18F2550. Robiąc Brennera8 wystąpi problem przetwornicą i jednym z tranzystorów tak na prawdę nie wiadomo do czego przewidzianym, ja go całkiem usunąłem i dopiero programator ożył. Już pogodziłem się z faktem że ta konstrukcja nie będzie dalej wspierana programowo, a tu niespodzianka, po kilku latach ciszy pojawia się nowy soft.

eurotips napisał:

Dokładnie tak, największą trudność w tym projekcie sprawia zaprogramowanie PIC18F2550.

Wystarczy komputer z portem szeregowym, 7812 i parę innych części na JDMa - a jak nie to znajomy z programatorem, a jak nie ma to PW chociażby do mnie i coś się pomyśli.

eurotips napisał:

Robiąc Brennera8 wystąpi problem przetwornicą i jednym z tranzystorów tak na prawdę nie wiadomo do czego przewidzianym, ja go całkiem usunąłem i dopiero programator ożył.

Który dokładnie schemat? Mógłbyś go umieścić tutaj i napisać co poprawiłeś? Ja robiłem jakiś czas temu wersję mini (ta z trzema tranzystorami) i wszystko było ok. Ta wersja miała jedynie takie dziwne zachowanie, że jeśli nie było żadnego PICa podłączonego, to rozpoznawała "PIC16F84" (chyba). To na początku mi trochę namieszało...

W ogóle to dziękuję i za dobre słowa i za krytykę - nie spodziewałem się aż takiego odzewu.

p.kaczmarek2 napisał:

,,,

Który dokładnie schemat? Mógłbyś go umieścić tutaj i napisać co poprawiłeś? Ja robiłem jakiś czas temu wersję mini (ta z trzema tranzystorami) i wszystko było ok. Ta wersja miała jedynie takie dziwne zachowanie, że jeśli nie było żadnego PICa podłączonego, to rozpoznawała "PIC16F84" (chyba). To na początku mi trochę namieszało...,,.

Chodzi o tranzystor w linii Vpp zwierający ją do masy poprzez rezystor 100R w kolektorze, do czego to ma służyć bo ja go musiałem wylutować,
on występuje chyba w każdej wersji b8

A co do pustej podstawki, tak ma być, wykryje 16F84, ale takich praktycznie nie ma, wszystkie są z literką A na końcu i po tym chociażby idzie się połapać że coś poszło nie tak

eurotips napisał:

Chodzi o tranzystor w linii Vpp zwierający ją do masy poprzez rezystor 100R w kolektorze, do czego to ma służyć bo ja go musiałem wylutować

Może do sterowania poziomem MCLR? Tam są chyba trzy stany, czyli 0 (reset), Vdd (układ pracuje) oraz Vpp (programowanie)?

Czy działa Ci tam Target:Run (opcja startująca programowany układ po wgraniu hexa)?

eurotips napisał:

on występuje chyba w każdej wersji b8

Nie w każdej - tutaj nie:

... a ja własnie tą budowałem. Ale ta ósemka wymaga kalibracji i jest trochę trudniejsza od opisanego w pierwszym poście Brenner9L. Któregoś dnia tez mogę opisać jej budowę.

eurotips napisał:

A co do pustej podstawki, tak ma być, wykryje 16F84, ale takich praktycznie nie ma, wszystkie są z literką A na końcu i po tym chociażby idzie się połapać że coś poszło nie tak

Tak jest - ale moim zdaniem nie powinno być, zresztą jakoś PicGM czy PICKIT potrafią określić czy jest podłączony chip czy nie - wiec nie wiem czemu Brenner8 sobie z tym nie radzi.

Witam,
chyba nie warto - Kolego autorze tego tematu - wyważać już dawno otwartych drzwi.
Polska strona o zestawie tych trzech przedmiotowych programatorów jest TU
A strona niemieckiego pomysłodawcy - Spruta - TAM
Obie w/w strony są mi od dawna znane...
Zaś Google Chrome ma dostatecznie dobre tłumaczenie tego, że nie można zasłaniać się tym, iż dla nieznających j. nienieckiego nie jest ta strona zrozumiała.
A co pozostawiam czytelnikom tego tematu do uważnego przeczytania stron z w/w linek i skonfrontowania z tym, co nam tu autor tego tematu przedstawił.

Pozdrawiam

Witajcie moi drodzy.
Niedawno zrobiłem prostą płytkę pod PIC24 - zawiera tylko to, co niezbędne, czyli rezystory na RESET, kondensator 100nF odsprzegający, kondensator na REG, przycisk RESET. Wyjścia są wyprowadzone na goldpiny. Do tego są ścieżki pod rezonator kwarcowy (opcjonalnie).
Taka płytka może się przydać każdemu, kto chce się uczyć PIC24, więc udostępniam tutaj jej źródła Eagla.
Dodatkowo wrzucam źródła i skompilowanego blinka dla PIC24FJ64GA002 z LEDem na RA1.
Do płytki używam opisanego w temacie Brennera9L. Tyle, że aby odpalić program muszę odłączyć kabelek od RESET i włączyć "VDD" w Hardware Test Brennera.