Conception et réalisation d’un programmeur

9.1 Conception et réalisation d’un programmeur

But :
- pouvoir programmer tout AVR via ISP (bus SPI) ;
- interface USB "specifique vendeur" du coté PC ;
- utilitaire construit avec la libusb pour le téléversement.
Carte électronique :
- au coeur un ATMega8u2 (TQFP32) alimenté en 5V avec une horloge 16Mhz (HC-49/US) ...
- ... et tout son écosystème (découplage, résistance de rappel, ...) ;
- deux LED (CMS 0603 impérial) avec leurs résistances (idem) ;
- un connecteur USB femelle (Sparkfun mini-USB) et ses deux résistances de 22 Ohm (0603 impérial) ;
- un connecteur ISP AVR pour la programmation de l’ATMega8u2 ;
- un connecteur ISP AVR pour la programmation de la cible ;
- la broche reset du second ISP est connectée sur une sortie de l’ATMega8u2 ;
- prévoir deux boutons (type TL3342F260QG) pour le reset et la broche HWB.
Les étapes :
1. conception du schéma électronique sous KiCAD ;
2. routage de la carte sous KiCAD (impérativement en simple face) ;
3. soudure des composants (microcontrôleur, condensateurs, résistances, LED, connecteurs) ;
4. écriture d’un programme pour faire clignoter les LED (téléversement via ISP avec un Arduino Uno) ;
5. vérifier avec les deux boutons qu’il est possible de faire passer l’ATMega8u2 en DFU USB (lsusb) ;
6. utiliser la LUFA pour créer un périphérique USB avec deux points d’accès interruptions (un IN, un OUT) ;
7. dans un premier temps juste programmer votre périphérique USB pour gérer les LED avec le point d’accès OUT ;
8. écrire un programme C sur le PC pour envoyer les ordres à votre périphérique concernant les LED ;
9. programmer le périphérique USB pour renvoyer via le point d’accès IN les identifiants ISP AVR de la cible ;
10. modifier le programme PC pour récupérer les identifiants ISP AVR de la cible ;
11. programmer le périphérique USB pour envoyer, bloc par bloc, la flash de la cible via le point d’accès IN ;
12. modifier le programme PC pour récupérer le contenu de la flash cible, vérifier la cohérence des données reçues ;
13. programmer le périphérique USB pour mettre à jour la flash de la cible (utilisation des deux points d’accès) ;
14. écrire un programme PC complet pour réaliser toutes les opérations sur la cible :
  - récupération des identifiants ISP AVR de la cible,
  - récupération du contenu de la mémoire flash de la cible,
  - modification du contenu de la mémoire flash de la cible.
Configuration de l’horloge du programmateur :
- d’usine l’ATMega8u2 utilise son horloge interne de 8Mhz avec un diviseur de fréquence par 8 ;
- nous voulons basculer sur l’horloge externe de 16Mhz sans diviseur ;
- une solution logicielle consiste à ajouter en entête du programme :
```
CLKSEL0 = 0b00010101;   // sélection de l'horloge externe
CLKSEL1 = 0b00001111;   // minimum de 8Mhz
CLKPR = 0b10000000;     // modification du diviseur d'horloge (CLKPCE=1)
CLKPR = 0;              // 0 pour pas de diviseur (diviseur de 1)
```
- une autre solution consiste à modifier des "fuses" ...
- ... soit des registres de configuration matérielle ;
- problème : d’usine l’ATMega8u2 ne permet pas la modification des "fuses" ;
- il est possible de le débloquer via l’AVR ISP ...
- ... en utilisant un Arduino Uno comme programmateur :
```
$ avrdude -c avrisp -p atmega8u2 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -t
avrdude> erase
avrdude> quit
$
```
- du coup les "fuses" peuvent être programmées pour une horloge 16Mhz externe :
```
$ avrdude -c avrisp -p atmega8u2 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U lfuse:w:0xde:m -U hfuse:w:0xd9:m -U efuse:w:0xf4:m
```
- malheureusement le débloquage a effacé le chargeur DFU USB ;
- il faut en recharger une version (disponible ici : at90usb82-bl-usb-1_0_5.hex) :
```
$ avrdude -c avrisp -p atmega8u2 -P /dev/ttyACM0 -b 19200 -U flash:w:at90usb82-bl-usb-1_0_5.hex
```
Éléments utiles pour le logiciel du programmateur :
- un programme LUFA minimal : Minimal.tar ;
- les fonctions pour utiliser le bus SPI : voir 3.9 ;
- le protocole AVR ISP : voir 5.12.