Come masterizzare il bootloader arduino in atemga328 ic e programmarlo usando arduino ide

Sappiamo tutti che Atmega328 IC viene utilizzato nella scheda Arduino UNO. Questo IC è il cervello della scheda Arduino. In realtà, i progettisti di Arduino volevano creare una comoda scheda di prototipazione per i principianti in modo da organizzare tutti i componenti in modo tale che chiunque possa accedere a tutti i pin dell'IC Atmega328 e programmarlo semplicemente collegandolo al computer. La scheda Arduino è molto popolare per la creazione di progetti hobby. Ma nei prodotti industriali o di consumo non è una buona idea usare la scheda Arduino completa, quindi possiamo usare l'IC Atmega328 autonomo, che può essere programmato con l'IDE di Arduino ma senza utilizzare la scheda Arduino.

In questo tutorial vedremo come sostituire la scheda Arduino con l'IC Atmega328 e con pochi altri componenti. Per utilizzare Atmega328 IC al posto di arduino, prima dobbiamo masterizzare Arduino Bootloader in esso e poi lo programmeremo usando FTDI o usando la scheda Arduino. Questo tutorial aiuterà anche a sostituire l'IC Atmega328 danneggiato dalla scheda Arduino. Inoltre utilizzando il circuito descritto di seguito è possibile costruire la propria scheda Arduino replicandola su PCB.

Componenti richiesti

1. Atmega 328 IC
2. Breadboard
3. LM7805
4. Cristallo da 16 MHz
5. Condensatori ceramici 22pF (2)
6. Condensatore 10uF (2)
7. Resistenza da 10 K.
8. Resistenza da 1k
9. Cavi jumper

Facoltativamente, è anche possibile utilizzare il regolatore di tensione 3,3 V LM1117-3,3 V per includere il binario 3,3 V nel circuito.

Diagramma dei pin di Atmega328

Descrizioni dei componenti

Parte di alimentazione

1. Regolatore di tensione 5V: Atmega 328 IC funziona con alimentazione 5V. Quindi qui, stiamo usando LM7805 per ottenere un'uscita a 5 V, può gestire fino a 30 V come input. Se hai un'alimentazione a 5 V separata, puoi abbandonare questo passaggio.
2. Condensatori: un condensatore da 10uF viene utilizzato nella parte di ingresso e uscita del 7805 per bypassare qualsiasi componente CA a terra.
3. LED: questo ti mostrerà che la tua uscita 5V sta arrivando.

Parte microcontrollore

1. Atmega 328: questo è il nostro componente principale sulla breadboard. Il suo diagramma pin è riportato sopra.
2. Oscillatore a cristallo: un cristallo esterno da 16 MHz è collegato tra il pin 9 e il pin 10 dell'ATmega328. Questo cristallo viene utilizzato per dare il clock al microcontrollore per eseguire le attività più velocemente.
3. Pulsante: per ripristinare il microcontrollore è collegato un pulsante tra il pin 1 e GND. Normalmente, è collegato a 5v utilizzando una resistenza da 10k.
4. LED: un led è collegato al pin digitale 13.

Questo tutorial completo è diviso in tre parti per creare il tuo Arduino in esecuzione sulla breadboard:

1. Costruire il circuito Arduino su breadboard
2. Masterizzazione del Bootloader in Atmega328 IC
3. Come programmare il bootloader Arduino caricato Atmega 328 IC sulla breadboard.

Ora spiegheremo ogni parte una per una.

Parte 1: costruzione del circuito Arduino su breadboard

Fase 1: - Collegare la parte di alimentazione come mostrato nello schema del circuito e testarla utilizzando l'alimentazione esterna all'LM7805. Apparirà così.

Passaggio 2: - Ora, collega la parte del microcontrollore come mostrato nello schema del circuito. Effettua i collegamenti con attenzione.

Passaggio 3: - Ora collega l'alimentatore e la parte del microcontrollore utilizzando i ponticelli. Il tuo circuito finale sarà simile a questo.

Quindi, questo è il nostro Arduino sulla breadboard. È possibile implementare lo stesso circuito su PCB utilizzando strumenti semplici come EasyEDA, ecc. Ora, dobbiamo caricare il bootloader sul nuovo Atmega 328 IC in modo da poter iniziare a programmare l'IC.

Parte 2: masterizzazione del Bootloader in Atmega328 IC

Cos'è il bootloader e perché ne abbiamo bisogno?

Bootloader è un piccolo pezzo di codice eseguibile che viene memorizzato in modo permanente nella memoria del microcontrollore. Questo occupa meno di 1Kb di memoria. Bootloader consente all'IC di accettare il codice dal computer e di inserirlo nella memoria del microcontrollore.

Tradizionalmente, tutti i microcontrollori Atmel sono programmati con l'aiuto di programmatori che hanno alcune connessioni fantasiose. I bootloader riducono la complessità e ci consentono un modo semplice ed efficiente di programmare il microcontrollore. Ciò significa che puoi programmarlo semplicemente utilizzando un cavo USB.

Quando acquisti un nuovo Atmega 328 dal mercato, non contiene bootloader. Quindi per programmare il tuo Atmega328 usando l'IDE di Arduino devi prima caricare il bootloader.

Per caricare il Bootloader, abbiamo due metodi:

1. Utilizzando il programmatore USBasp
2. Utilizzando la scheda Arduino UNO

Il secondo metodo è più semplice rispetto al primo. Perché richiede meno connessioni e anche l'ultima versione di Arduino IDE non supporta i fantasiosi programmatori USBasp.

Quindi, in questo tutorial caricheremo il bootloader utilizzando la scheda Arduino Uno.

Carica il Bootloader Arduino nel chip Atmega328

Passaggio 1: - Apri l'IDE di Arduino. Vai a File -> Esempi -> ArduinoISP . Allora scegli ArduinoISP. Come mostrato di seguito.

Passaggio 2: - Ora devi caricare questo codice sulla tua scheda Arduino. Scegli la porta com e la scheda dal menu degli strumenti e premi il pulsante di caricamento.

Passaggio 3: - Dopo aver eseguito il caricamento , scollegare la scheda Arduino dal computer ed effettuare i collegamenti della scheda Arduino con Atmega 328 come mostrato nello schema seguente.

Passaggio 4: - Ora collega la scheda Arduino al computer. Apri l'IDE di Arduino.

Vai su Strumenti, scegli scheda come Arduino / Genuine Uno, scegli la porta corretta per la tua scheda. Scegli Programmer come "Arduino as ISP". Non confonderlo con ArduinoISP. Entrambi sono diversi.

Passaggio 5: - Ora, vai di nuovo su Strumenti e fai clic su Masterizza Bootloader appena sotto l'opzione Programmatore. Dopo pochi secondi, il bootloader viene caricato correttamente. Se si verificano errori durante il caricamento, controllare i collegamenti.

Controlla il video qui sotto per comprendere i passaggi spiegati sopra per caricare Bootloader in Atmega 328 IC.

La tua breadboard Arduino è pronta per funzionare come una vera scheda Arduino. Ora, sorge la domanda che come programmare Atmega 328 IC ? Di cui parleremo nella nostra prossima sezione.

Parte 3: Come programmare Bootloader Arduino caricato Atmega 328

Il chip Arduino Atmega328 autonomo può essere programmato in molti modi.

1. Utilizzando una scheda Arduino vuota, ovvero una scheda Arduino senza Atmega 328 IC.
2. Utilizzo del modulo convertitore da USB a seriale TTL (modulo FTDI).
3. Utilizzo del programmatore USBasp (coinvolge molte connessioni).

Qui, lo programmeremo utilizzando due metodi: convertitore da USB a seriale e scheda Arduino.

Programmazione del chip Atmega328 utilizzando la scheda Arduino

Passaggio 1: - Prendi una scheda Arduino senza chip Atmega328. Effettua i collegamenti della scheda Arduino con la nostra breadboard Arduino come mostrato in questo diagramma.

Passaggio 2: - Collega la scheda Arduino al computer e apri l'IDE di Arduino. Scegli Arduino Uno dal menu Scheda in Strumenti , Programmatore come USBasp e porta com corretta della scheda.

Passaggio 3: - Inizieremo caricando il programma Blink. Quindi scegli il programma blink da Esempi e premi il pulsante Carica.

Ora, puoi vedere che il led sulla breadboard inizierà a lampeggiare.

Programmazione del chip Arduino Atmega328 tramite convertitore da USB a seriale

Passaggio 1: - Se non hai la scheda Arduino. Questo è il metodo migliore per programmare la tua breadboard Arduino .

Effettua i collegamenti come:

Pin RXD di FTDI -> Pin Tx di Atmega328 (pin 3)

Pin TXD di FTDI -> pin Rx di Atmega328 (pin 2)

GND -> GND (pin 8)

5v -> Vcc (pin 7)

Alcuni moduli FTDI hanno il pin di ripristino noto anche come pin DTR, che deve essere collegato al pin di ripristino di Atmega328 (pin 1). Se non è presente alcun pin di ripristino nel modulo, non preoccuparti, fornirò la soluzione quando programmeremo il chip.

Passaggio 2: - Ora collega l'FTDI al computer e apri Gestione dispositivi nel pannello di controllo. Vedrai la sezione Porta, Espandila. Se c'è un segno giallo davanti al driver, è necessario aggiornare il driver del modulo.

Se non è presente alcun segno, annota il numero della porta com e apri l'IDE di Arduino. Vai su Strumenti -> Porte -> Seleziona la com che hai annotato.

Passaggio 3: - Ora, caricheremo il programma blink sul nostro Breadboard Arduino . Vai a File -> Esempi -> Basics -> Blink . Scegli Arduino Uno dal menu Board negli strumenti, Programmer come USBasp e corretta porta com della scheda.

Quindi premi il pulsante di caricamento.

Nota: se il modulo FTDI non ha un pin DTR, premere il pulsante Reset sulla breadboard e premere il pulsante di caricamento. Tienilo premuto se dice Compilazione schizzo... Rilascia il pulsante non appena viene visualizzato Caricamento in corso...

Ora, il programma verrà caricato con successo nel chip Atmega328 Bootloader Arduino.

Di seguito è riportato il video per la programmazione di Atmega 328 IC senza utilizzare la scheda Arduino:

Abbiamo finito con il nostro circuito Arduino DIY Breadboard. Puoi progettare questo circuito su PCB per renderlo più compatto.