Меню

fuse для avr настройка

Фьюзы микроконтроллеров AVR – как и с чем их едят

Что же такое FUSE биты? Слова вроде бы знакомые, но многие толком и не знают их предназначение, ставят галочки и прошивают, работает устройство да и ладно. Я вам хочу рассказать немного про эти FUSE биты.

FUSE биты (фьюзы) – ну если по простому, то они настраивают определенные параметры микроконтроллеров, это некий инструмент для их тонкой настройки Фьюзы включают или настраивают такие параметры как:
— частота генератора, внешний или внутренний генератор
— запрет на чтение прошивки микроконтроллера
— включение или выключение таймеров
— деление частоты кварцевого генератора
— защита EEPROOM от стирания
…и так далее. У каждого микроконтроллера выставляются свои фьюзы, у разных микроконтроллеров разный список фьюзов, например в ATmega8 нет фьюза CKOUT, но он присутствует в ATtiny2313. В даташитах к микроконтроллерам все эти фьюзы расписаны.

Главное правило при работе с фьюзами – не торопиться их выставлять, если вы точно не уверены в правильности своих действий.

Теперь распишем названия некоторых фьюзов, их обозначения и то, на что они влияют. Вообще, есть фьюзы для защиты программы от копирования (лок-биты), фьюзы, устанавливающие определенные функции, а так же так называемые «старшие» и «младшие» байты. Самый популярный фьюз, который выставляется практически всегда, это:

CKSEL , таких фьюзов с разными буквами всего четыре, это группа CKSEL 0, CKSEL 1, CKSEL 2 и CKSEL 3 , определяют частоту тактового генератора, и его тип, тактовые импульсы необходимы для работы практически любого микроконтроллера. Во многих микроконтроллерах есть внутренний генератор, но мы можем подключить внешний и фьюзы выставить для работы от внешнего генератора. Внешний кварцевый резонатор подключается на выводы XTAL 1 и XTAL 2 , кроме того припаивается пара конденсаторов

20пф одним концом на кварц, другим на минус. Если допустить ошибку при установке этих фьюзов, то микроконтроллер может «заблокироваться» для того чтобы восстановить контроллер, подают тактовый сигнал на ногу XTAL1, на данный момент придумано не мало схем для восстановления контроллеров, залоченных таким образом. Этот генератор можно сделать практически из любой логики или даже из таймера 555.

Есть простые схемы, с использованием 1 транзистора, пары резисторов и кварцевого резонатора, и более сложные, на микросхемах типа К155ЛА3. Данные способы 100% оживляют контроллеры с таким дефектом

Группа фьюзов SUT1 и SUT0 — fuse биты, управляющие режимом запуска тактовых генераторов МК, а так же задают скорость старта МК после подачи питания. Связаны с фьюзами CKSEL, а именно CKSEL0.

CKOPT — бит, определяет работу встроенного генератора для работы с кварцевыми резонаторами, устанавливает «амплитуду» колебаний тактового сигнала на кварце. Данный бит программируется достаточно часто.

RSTDISBL – очень опасный фьюз, ошибочная установка может отключить вывод RESET, после чего пропадет возможность программирования ISP программатором. Бит RSTDISBL превращает вывод RESET в порт ввода-вывода.

SPIEN – фьюз, который разрешает работу МК по интерфейсу SPI. Все микроконтроллеры выпускаются с уже установленным битом SPIEN. Считается опасным фьюзом.

EESAVE — Удобно читать как EEPROOM SAVE, дословно означает «сохранить EEPROOM», данный фьюз защищает EEPROM от стирания. Например когда в очередной раз заливаете прошивку в контроллер, можно поставить EESAVE = 0, и при стирании МК EEPROOM останется не тронутым.

BOOTSZ , состоит из группы битов BOOTSZ1 и BOOTSZ0, определяют размер области памяти записываемых программ, связан с битом BOOTRST.

BOOTRST, определяет адрес, с которого и будет начато исполнение программы. Если бит установлен т.е. если BOOTRST = 0, то начало программы будет с адреса области загрузчика (Boot Loader).

BODEN — бит, который при выставлении (BODEN=0), будет контролировать за питающим напряжением, на предельно низких напряжениях микроконтроллер может перезапускаться, глючить и так далее. Связан с BODLEVEL.

BODLEVEL . — определяет момент срабатывания детектора уровня питающего напряжения, при снижении напряжения питания ниже уровня, произойдет «перезагрузка» контроллера.

SELFPRGEN — бит, который разрешает (SELFPRGEN=0) или запрещает (SELFPRGEN =1) программе производить запись в память.

OCDEN – данный фьюз разрешает или запрещает чтение программы из памяти контроллера.

Я как то упоминал в своих статьях про то, что в некоторых программах фьюзы выставляются зеркально. Запомните, запрограммированный фьюз=0 , а не запрограммированный=1. В программах Algorithm Builder, UniProf фьюзы выставляются одним образом, а в программах PonyProg, CodeVisionAVR, AVR Studio, SinaProg и некоторых других, фьюзы нужно выставлять зеркально по сравнению с предыдущим списком программ.

Уже давно на просторах Интернета появились так называемые «калькуляторы фьюзов», это специальные приложения, призванные помочь в конфигурировании микроконтроллера. Приложение интуитивно понятное, думаю разберетесь, в списке контроллеров выбираем нужный нам МК, далее выбираем необходимые функции, а ниже выставляются галочки фьюзов, все очень просто.

Данные приложения очень удобны, т.к. например в последнее время очень часто авторы своих проектов значения фьюзов пишут непонятными буквами или цифрами, или же словами, новичку не понятно, что это значит и какие фьюзы при этом нужно выставлять, (часто можно встретить комментарий к статье «а какие фьюзы выставлять?»). Калькулятор фьюзов нам в этом плане очень сильно помогает.

Читайте также:  настройки роутера по запросу

Думаю что теперь, если у вас спросят «что такое фьюзы, и зачем они нужны?», вы сможете объяснить человеку их назначение, а пока, на этом все!

источник

068-Как правильно прошить AVR фьюзы (fuse bit).

Я уже писал про фьюз биты / байты (fuse bits / bytes) микроконтроллеров AVR много статей назад. Но, судя по большому количеству вопросов от читателей, тема не раскрыта полностью.

В чем же проблема с установкой фьюз бит? Вроде бы есть картинка, на которой нарисовано какие галочки ставить, какие снимать – должно быть все просто. Но разработчики различных программ для программирования микроконтроллеров в своих программах используют настолько разнообразные варианты установки фьюз бит, что нетрудно запутаться. Чтобы как то прояснить вопрос установки фьюз бит (по крайней мере, касательно моих проектов в этом блоге) я взялся обобщить информацию по различным программам и свести все в одном месте.

для начала –
1 ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ.

Fuse bits называют область (4 байта) в AVR микроконтроллерах отвечающую за начальную (глобальную) конфигурацию. Этими битами мы указываем микроконтроллеру, с каким задающим генератором ему работать (внешним / внутренним), делить частоту генератора на коэффициент или не нужно, использовать ножку сброса как сброс или как дополнительный порт ввода-вывода, количество памяти для загрузчика и многое, многое другое. У каждого контроллера свой набор фьюзов. Все фьюзы прописаны в даташите на микроконтроллер.

С завода, по умолчанию, фьюзы выставлены для работы микроконтроллера от внутреннего задающего генератора. Ничего довешивать не нужно подал питание, и он работает. Если нужно как-то изменить работу микроконтроллера, например, заставить его работать от внешнего задающего генератора, нужно изменить соответствующие фьюзы.

Физически фьюз биты расположены в четырех специальных байтах:
— Lock Bit Byte – лок биты для защиты программы от копирования;
— Fuse Extended Byte – дополнительный байт – особые функции;
— Fuse High Byte – старший байт;
— Fuse Low Byte – младший байт.

Вот как распределены фьюз биты по байтам для ATtiny2313 (взято из даташита):




Исторически так сложилось, что если фьюз равен:
0 – значит, запрограммирован / прошит / активен
1 – значит, НЕ запрограммирован / НЕ прошит / Не активен

Это нужно запомнить!
Почему так? Объясню. Сейчас конфигурационные байты записываются во флеш памяти и поменять их можно сколько угодно раз. Раньше, когда флеш памяти еще не было, для конфигурации какого-либо чипа в его архитектуре имелись специальные перемычки (fuse) которые разово физически сжигались. Вот поэтому, по старинке, если перемычка цела – «1» значит эта функция не задействована и наоборот – перемычку сожгли – «0» значит функция задействована.

Вот такая логика и является источником проблем с установкой фьюз бит.

2 НЕБОЛЬШОЙ ЛИКБЕЗ ПО НАЗНАЧЕНИЮ ФЬЮЗОВ.

Здесь описаны не все фьюзы – только основные. Подробнее (и правильнее) о фьюзах нужно смотреть в даташитах на каждый конкретный микроконтроллер.

CKSEL – выбор тактового генератора для микроконтроллера.
Для работы микроконтроллера (как и для любого процессора) нужны тактовые импульсы. Источником тактового сигнала может быть:
— внутренний RC генератор. Никаких дополнительных элементов не нужно. Удобно, но RC генератор имеет небольшую точность работы (вплоть до 10% погрешности) и, кроме того, «плывет» от температуры. Для некритичных по времени приложений вполне годиться.
— внешний кварцевый (или керамический) резонатор. Нужен сам резонатор, плюс два конденсатора на 15-30пФ. Соответственно, будут заняты две ножки микроконтроллера — XLAT1 и XLAT2. Применяется там, где нужны точные замеры времени или частота работы микроконтроллера выше, чем может дать внутренний RC генератор.
— еще можно тактировать микроконтроллер от внешнего источника тактового сигнала. Это может быть другой микроконтроллер (для синхронизации работы) или внешняя схема, дающая нужный сигнал. Тактовый сигнал подается на ножку XLAT1.

Источник тактового сигнала для микроконтроллера задается комбинацией битов CKSEL3…0.
Это может быть (для ATTiny2313, выборочно):
CKSEL3…0 = 0000 – Внешний тактовый сигнал;
CKSEL3…0 = 0010 – Внутренний тактовый генератор — частота 4 МГц;
CKSEL3…0 = 0100 – Внутренний тактовый генератор — частота 8 МГц;
CKSEL3…0 = 1101 – Внешний тактовый генератор — кварц частотой от 3 до 8 МГц;
CKSEL3…0 = 1111 – Внешний тактовый генератор — кварц частотой больше 8 МГц.

Как оживить микроконтроллер, если неправильно установлены CKSEL?
Если Вы выставили фьюз биты на внешний генератор, а его нет, то микроконтроллер «пропадет» для программатора. В этом случае придется припаять кварц к соответствующим ножкам или подать тактовые импульсы на ножку XLAT1 микроконтроллера.

В «боевых» условиях получить тактовый сигнал можно несколькими способами:
— собрать несложный генератор на логике – паять можно прямо на ножках логики;

— если рядом имеется осциллограф, то у него есть источник образцового сигнала. Частота его, обычно, не большая, но фьюзы исправить хватит;
— если есть еще один микроконтроллер – делаем выход тактового сигнала на ножку микроконтроллера (нужно запрограммировать фьюз CKOUT) и подаем этот сигнал на XLAT1;
— есть еще «метод пальца» — крайне не рекомендую…

Читайте также:  автокад настройка масштаба на листе

CKOUT – разрешает вывод тактовой частоты на ножку CLKO микроконтроллера (для тактирования других устройств).
CKOUT = 1 – ножка микроконтроллера работает как обычный порт ввода-вывода;
CKOUT = 0 – на ножку микроконтроллера выдается сигнал тактового генератора.

CKOPT – задает размах тактового сигнала на внешнем генераторе.
CKOPT = 1 – размах небольшой – генератор работает в экономном режиме. Нормально генератор может работать лишь при небольших частотах и в условиях близким к идеальным. При значительных помехах, большой тактовой частоте, перепадах (скачках) напряжения питания, микроконтроллер может работать нестабильно;
CKOPT = 0 – задающий генератор работает на полную мощность, устойчив к помехам и может работать во всем диапазоне частот. Если нет особых требований к энергосбережению – советую всегда программировать этот бит.

SCKDIV8 – деление тактовой частоты на 8.
Тут все просто:
SCKDIV8= 1 – микроконтроллер работает на частоте задающего генератора;
SCKDIV8= 0 – микроконтроллер работает на частоте в 8 раз меньше частоты задающего генератора;

SUT – задает скорость запуска микроконтроллера.
После снятия «сброса» (или подачи питания) программа, записанная в микроконтроллер, начинает работать не мгновенно. Микроконтроллер выжидает некоторое время, для того, чтобы нормально запустился тактовый генератор, установилось напряжение питания и т.д. Время ожидания до запуска программы и задают биты SUT1…0. Чаще всего нам не критична скорость запуска, поэтому советую ставить на максимум.
SUT1..0 = 11 – максимальное время запуска (чуть больше 65 mS).
На время запуска еще влияет CKSEL0, но это уже детали …

RSTDISBL –разрешает использовать ножку Reset как еще один порт ввода-вывода.
Иногда нужная вещь, но нужно знать —
п осле программирования RSTDISBL микроконтроллер уже нельзя будет прошить последовательным программатором! Поэтому без особой надобности не трогайте его.
RSTDISBL = 1 – ножка сброса работает как сброс;
RSTDISBL = 0 – ножка сброса работает как еще один порт ввода-вывода, последовательное программирование отключено.

SPIEN – разрешение на последовательное программирование.
По умолчанию запрограммирован (0) – разрешено последовательное программирование.
SPIEN = 0 – разрешено последовательное программирование;
SPIEN = 1 – запрещено последовательное программирование.

WDTON – включает Watch Dog Timer.
Для ответственных приложений, там, где недопустимо зависание программы (будь то ошибка программы или злостная помеха), применяют Watch Dog Timer. Это внутренний таймер микроконтроллера, работающий от своего независимого генератора. При переполнении этого таймера микроконтроллер сбрасывается и начинает выполнять программу с начала. Программист должен в тесте программы (обычно в главном цикле) вставить специальную команду обнуления этого таймера (WDR). Команда периодически выполняется и обнуляет таймер, не давая ему переполнится. Если микроконтроллер «повис» перестают выполняться команды обнуления, таймер переполняется и сбрасывает микроконтроллер.
WDTON = 1 – Watch Dog Timer – отключен (можно включить программно);
WDTON = 0 – Watch Dog Timer – включен (программно выключить нельзя).
В обычных приложениях не нужен.

BODLEVEL и BODEN — контроль напряжения питания микроконтроллера (Brown-out Detector).
Если питание микроконтроллера опуститься к минимально допустимому или чуть ниже, то работа микроконтроллерабудет нестабильной. Возможны ошибочные действия, потеря данных, случайное стирание EEPROM. Микроконтроллер умеет следить за уровнем своего питания (BODEN=0) и когда оно достигает уровня, который задается битами BODLEVEL, сбрасывается и держится в ресете пока уровень не поднимется до рабочего уровня. В некритических приложениях можно не использовать.

JTAGEN – разрешает интерфейс JTAG (внутрисхемный отладчик).
При активации некоторые линии микроконтроллера отдаются под интерфейс. Но зато можно подключать JTAG отладчик и с его помощью легко отладить любую программу прямо в схеме — удобно.
JTAGEN = 1 – запрещен JTAG;
JTAGEN = 0 – разрешен JTAG.

DWEN – бит, разрешающий работу DebugWire
– еще одного отладочного интерфейса. DebugWire однопроводный отладочный интерфейс работающий через ножку сброса, поэтому «не отнимает» у микроконтроллера ножки портов ввода-вывода.
DWEN= 1 – запрещен DebugWire ;
DWEN= 0 – разрешен DebugWire .

AVR микроконтроллеры могут во время своей работы изменять содержимое области программ (программировать сам себя).
SELFPRGEN – бит, разрешающей программе производить запись в память программ.
SELFPRGEN = 1 – изменение области программ запрещено;
SELFPRGEN = 0 – разрешено изменение области программ.

EESAVE — защита EEPROM от стирания.
При подаче команды полного стирания микроконтроллера (обычно осуществляется при каждом программировании кристалла) стирается и EEPROM. Если Вы хотите чтобы EEPROM оставалось нетронутой – активируйте этот фьюз. Это актуально если в EEPROM хранятся важные данные.
EESAVE = 1 – стирать EEPROM вместе с Flash;
EESAVE = 0 – оставлять EEPROM при очистке нетронутым.

AVR микроконтроллеры могут иметь бутлоадер – это область в конце памяти, в которой можно разместить загрузчик, который предназначен для загрузки и запуска основной программы.
BOOTRST – как раз и заставляет микроконтроллер запускаться с области бутлоадера.
BOOTRST = 1 – микроконтроллер запускает программу с нулевого адреса;
BOOTRST = 0 – микроконтроллер запускает программу с бутлоадера.

Читайте также:  настройка экспресс панели для опера мини

BOOTSZ0..1 — задает размер бут сектора (области памяти программ для бутлоадера).

Lock Bits – Это отдельный фьюз байт который предназначен для защиты области программ и/или EEPROM от копирования. Полное стирание восстанавливает эти биты в исходное состояние.

Еще раз повторюсь, это не полный перечень фьюз бит, для каждого конкретного микроконтроллера смотрите даташит.

3 ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ КОНФИГУРАЦИИ ФЬЮЗ БИТ.

Для примера приведу некоторое количество конфигураций для микроконтроллеров. Картинки фьюзов сняты с Algorithm Builder’а.

Во всех картинках фьюзы как по даташиту:
— снятая галочка– fuse bit = 0, фьюз запрограммирован / активный;
— установленная галочка– fuse bit = 1, фьюз НЕ запрограммирован / НЕ активный.

Для UniProf — ставить как на картинке;
Для PonyProg, CVAVR, AVR Studio — ставить инверсно.

А теперь то, для чего писалась эта статья –
4 УСТАНОВКА ФЬЮЗ БИТ В РАЗЛИЧНЫХ ПРОГРАММАХ.

Общий алгоритм установки фьюз бит должен быть следующим:

— прошиваем Flash и, если нужно, EERROM;
— открываем окно прошивки фьюзов, считываем текущие фьюзы микроконтроллера;
— модифицируем только те фьюзы которые нам нужны;
— обращаем внимание на критичные для последовательного программирования фьюзы RSTDISBL, SPIEN, др.

4.1 Начнем, пожалуй, с Algorithm Builder’а.
http://algrom.net/russian.html
Раз я выкладываю картинки именно с него, нужно знать как устанавливаются в нем фьюзы.
Логика установки фьюзов в Algorithm Builder’а, я считаю, самая правильная – строго по даташиту.

4.2 UniProf.
http://avr.nikolaew.org/progr
Логика установки фьюз аналогична Algorithm Builder.

4.3 PonyProg.
http://www.lancos.com/prog.html
Еще одна хорошая программа для программирования микроконтроллеров. Логика обратная двум пред идущим.

4.4 AVR Studio.
http://www2.atmel.com/
Не совсем программа для программирования, но прошить HEX сможет.

4.5 Code VisionAVR.
http://www.hpinfotech.ro/html/cvavr.htm
Еще одна популярная программа — обязательно нужно показать.

4.6 SinaProg.
Оболочка для AVRDUDE. Удобная и приятная в управлении программа. AVRDUDE обеспечивает большое число поддерживаемых программаторов и кристаллов.

Я выбирал программы с которыми удобно работать и они доступны и популярны.

5 ФЬЮЗ КАЛЬКУЛЯТОР ДЛЯ AVR.

Если Вам нужна определенная конфигурация микроконтроллера, а изучение даташита ни к чему не приводят (и не удивительно, информация по фьюзам, там старательно размазана по всему документу), есть выход — Fuse Calculator!
Фьюз калькулятор – это специальная программа (или on line сервис) призванная помочь в конфигурации микроконтроллера. Как правило они просты и доступны в использовании. По большому счету, каждая среда программирования уже содержит в себе фьюз калькулятор, но есть универсальные с большими возможностями и более удобные. Хотелось бы рассказать об одном из популярных on line калькуляторе — Engbedded Atmel AVR® Fuse Calculator.
http://www.engbedded.com/fusecalc/

Все очень просто — небольшие комментарии на картинке помогут.

Вот такие инструменты есть для работы с фьюз битами. Выбирайте!

068-Как правильно прошить AVR фьюзы (fuse bit). : 156 комментариев

Добрый день форумчане, прошу небольшой помощи в одном вопросе, наверное уже задавался такой но все же спрошу, пытаюсь залить прошивку в мегу 48, Sinaprog ее видит и пишет что все записано в контроллер, но как-то быстро это происходит примерно секунду, прошивка для подсветки ступенек лестницы. При попытке установки и прошивки фьюзбитов программа считывает заводские настройки, устанавливаю инверсно в соответствии с картинкой к нужной прошивке, пишет что все ок. но возвращает 00 и сигнатура также 000000. подскажите в чем может быть дело.

Здравствуйте Евгений. Прошу помощи. Как будут выглядеть фьюзы в программе PONYPROG для этого
устройства .РадиоКот-приставка» морской бриз» для вентилятора. Спасибо.

Зайди в калькулятор http://www.engbedded.com/fusecalc/
Выбери чип ATtiny13
В самом низу будет установка фьюз байт
Для High вводишь F9
Для Low вводишь 5A
— это из картинки статьи.
Получишь все свои фьюзы. Ставить как есть

А вообще ориентируйся на SPIEN — он всегда активным должен быть. То есть если ты прочитал фьюзы из МК (перед их изменением) , то ты так должен менять фьюзы чтобы SPIEN остался нетронутым.

очень хорошая тема -все программы указаны , большая просьба для Khazama добавить -я имею ввиду галочка это 0 или 1. заранее благодарен. может для кого то и глупый вопрос ,но я только начинаю разбираться.лучше сразу правильно понять чем потом ошибки искать.

Для любых программаторов всегда можно проверить как правильно ставить фьзы.
Для это нужно прочитать фьюзы с МК и посмотреть на два из них :
SPIEN — разрешение последовательного программирования — всегда запрограммирован/активен
RSTDISBL — запрет функции сброса — — всегда НЕ запрограммирован/НЕ активен

*конечно это для случая если Вы пользуетесь обычным последовательным программатором

в программе от китайского мультипрограмматора 866A MiniPRO галочки ставятся там, где надо менять.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector