《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > AVR芯片的ISP全攻略+熔絲補(bǔ)救方法
AVR芯片的ISP全攻略+熔絲補(bǔ)救方法
摘要: 并行編程,最早的編程方法,功能最強(qiáng)大,但需要連接較多的引腳,通常需要12V~24V的高壓,以示區(qū)別,下面稱為 高壓并行編程。 ISP(In System Programmability) 在系統(tǒng)編程,簡稱為 串行下載 IAP(In Application Programing) 在應(yīng)用編程,BootLoader也是類似的意思
Abstract:
Key words :

并行編程,最早的編程方法,功能最強(qiáng)大,但需要連接較多的引腳,通常需要12V~24V的高壓,以示區(qū)別,下面稱為 高壓并行編程。 
ISP(In System Programmability)  在系統(tǒng)編程,簡稱為 串行下載
IAP(In Application Programing)  在應(yīng)用編程,BootLoader也是類似的意思

1 ISP雖然利用了SPI接口(例外:M64/M128為UASRT0接口,Tiny13等沒有SPI接口)的引腳,但只在復(fù)位時(shí)起作用,而且下載完成后合格的下載器會(huì)自動(dòng)斷開端口的連接,對(duì)正常工作時(shí)沒有影響的( 在產(chǎn)品應(yīng)用中,下載器一定是不會(huì)一直粘在上面的)。
2 雖然高壓并行下載能修復(fù)任何熔絲位,但對(duì)于貼片封裝來說是很不現(xiàn)實(shí)的,所以ISP接口是最常用的下載方式了
3 雖然IAP是一種新的升級(jí)方法,但I(xiàn)AP程序本身也是要先用高壓并行下載或ISP來燒進(jìn)芯片里面才行
4 Tiny13等少管腳AVR芯片因?yàn)楣苣_實(shí)在太少了,有ISP,但沒有[高壓并行編程]而特制了[高壓串行編程] 

所以,產(chǎn)品上一般都留有ISP接口插座,或更省位置的----留6個(gè)焊盤就行了


ISP的工作前提 
    1 芯片沒有物理損壞
    2 芯片的SPIEN熔絲位=0    使能ISP功能
    3 芯片的RSTDISBL熔絲位=1 RESET引腳有效 (假如芯片有這個(gè)熔絲位)
    4 線路正常---------接錯(cuò)線? 短路?
    5 下載器正常-------特別要考慮 連線的接觸不良問題
    6 電源


   運(yùn)行時(shí)鐘      ISP時(shí)鐘(必須低于運(yùn)行時(shí)鐘的1/4)
    4096Hz        <1024Hz       //很變態(tài)的用法,外接32.768KHz晶體+CKDIV8 ,不過AVRISP還是提供了603Hz這個(gè)速度了
                                //另一簡易解決辦法是 下載時(shí)在32.768KHz晶體并聯(lián)一個(gè)1MHz晶體,雙龍的下載線就配有一個(gè)8MHz的石英晶體
   32768Hz        <8192Hz
     128KHz       < 32KHz       //內(nèi)部RC128KHz
     1.0MHz       <250KHz       //默認(rèn)值(包括8MHz+CKDIV8),所以AVRISP的ISP速度多為230KHz
     8.0MHz      <2000KHz
    16.0MHz      <4000KHz
運(yùn)行時(shí)鐘不等于震蕩器的頻率,因?yàn)椴糠諥VR芯片有系統(tǒng)時(shí)鐘預(yù)分頻器,可以對(duì)震蕩器進(jìn)行1~256分頻
CKDIV8熔絲位決定CLKPS位的初始值。
若CKDIV8未編程,CLKPS位復(fù)位為“0000”;若CKDIV8 已編程,CLKPS 位復(fù)位為“0011”,給出啟動(dòng)時(shí)分頻因子為8

AVRISP可提供的ISP時(shí)鐘 921.6KHz,230.4KHz, 57.6KHz,28.8KHz,4.0KHz, 603Hz
STK500可提供的ISP時(shí)鐘 1.845MHz,460.8KHz,115.2KHz,57.6KHz,4.0KHz,1206Hz

   時(shí)鐘設(shè)定      ISP方案
   內(nèi)部RC        選擇合適的ISP速度
   外部RC        接上合適的電阻和電容,選擇合適的ISP速度。------補(bǔ)救: 外部時(shí)鐘源接到XTAL1
                 外部RC 根本就沒有什么意義,頻率精度/穩(wěn)定度不高,成本也沒有降低,所以新的AVR芯片已經(jīng)沒有這個(gè)選項(xiàng)了。
                 各位網(wǎng)友要注意的是錯(cuò)誤設(shè)定后補(bǔ)救方法
   外部晶體      接上合適的晶體,選擇合適的ISP速度。      ------補(bǔ)救: 外部時(shí)鐘源接到XTAL1
   外部時(shí)鐘      接上合適的時(shí)鐘源,選擇合適的ISP速度。    ------補(bǔ)救: 外部時(shí)鐘源接到XTAL1
外部時(shí)鐘源可以是 外部(4MHz)有源晶體輸出,其他MCU的XTAL2腳,各種方波振蕩電路(NE555)輸出等


大部分AVR芯片的ISP端口是  SCK,MOSI,MISO,RESET
而M64/M128的ISP端口是     SCK, PDI, PDO,RESET
     而且M64/M128出廠默認(rèn)兼容M103----熔絲位M103C=0,很多新特性不能使用,程序也可能不能正常運(yùn)行
     ----因?yàn)镃編譯器通常默認(rèn)自動(dòng)把SP指向SRAM的末端,M103=0x0FFFH, M64/M128=0x10FFH,必然出錯(cuò)!


AVR的所有熔絲位均是: 
   1 未編程,多為不起作用的意思。 
   0   編程,多為  起作用的意思。 
  基于可編程工藝的都是這樣: 
  PROM/EEPROM/FLASH都是出廠時(shí)和擦除后變?yōu)槿?(0xFF)的,要編程才能變成0。 
  反過來就是了,跟CE/OE/INT都是[低電平有效]一樣,都是很常見。


在ISP模式下永遠(yuǎn)不能訪問(修改)SPIEN位,這是AVR芯片的硬件保護(hù)
有獨(dú)立RESET腳的M16/M32/M64/M128等,在ISP模式下根本就就不會(huì)令I(lǐng)SP無效,無論如何修改熔絲位,都能恢復(fù)正常。
M8/M48/M88/M168/Tiny系列有RSTDISBL熔絲位可以令導(dǎo)致RESET失效而令I(lǐng)SP無法工作外,其他情況都能恢復(fù)正常。

一般來說,只要滿足ISP的工作前提,再把XTAL1接到一個(gè)4MHz有源晶體的輸出,基本是萬試萬靈的。

不要忘記,并行高壓編程的時(shí)鐘信號(hào)也是從XTAL1導(dǎo)入方波信號(hào)的。
如果有源晶振的方法不行(除了ISPEN=0,RSTDISBL=0情況外),恐怕高壓編程也未必能奏效。


JTAG的影響(M16,M32,M128等):
   JTAG能訪問 SPIEN 和 JTAGEN,要是不小心同時(shí)改成SPIEN=1,JTAGEN=1,將會(huì)導(dǎo)致MCU鎖死,需要高壓并行編程才能恢復(fù)。


DebugWIRE的影響:(M48,M88,M168,T2313等,數(shù)據(jù)手冊里面的資料不是很詳細(xì))
   由于DebugWIRE使用RESET腳來通訊,所以跟ISP有所沖突
   可以通過ISP或并行高壓編程來使能DebugWIRE功能[即DWEN=0],使能DebugWIRE功能后,ISP功能失效。
   可以通過DebugWIRE來關(guān)閉DebugWIRE功能[即DWEN=1],關(guān)閉DebugWIRE功能后,如果RSTDISBL=1,SPIEN=0,ISP功能有效。
   比較特殊的是 DebugWIRE調(diào)試中,斷點(diǎn)的使用會(huì)降低Flash 數(shù)據(jù)記憶時(shí)間 DebugWIRE調(diào)試用的器件不能發(fā)給最終客戶。
   JTAG MKII同時(shí)具備JTAG/DeubgWIRE/ISP三種功能,可以輕松實(shí)現(xiàn)DebugWIRE/ISP的切換。
     (軟件需要升級(jí)到1.09版以后 即對(duì)應(yīng)AVRstudio 4.12以后版本)
        最新版本 JTAG MK2使用說明中文pdf(20051125)
   設(shè)計(jì)使用debugWIRE 的系統(tǒng)時(shí),必須進(jìn)行下面的檢查:
   • dW/(RESET) 的上拉電阻不得小于10kΩ。debugWIRE 并不需要上拉電阻
   • 將 RESET 引腳與 VCC 直接連接將無法工作
   • 使用debugWIRE 時(shí)必須斷開與RESET 引腳連接的電容
   • 必須斷開所有的外部復(fù)位源

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。