Прошивка через arduino. Работа с микроконтроллерами: прошивка с помощью Arduino и Arduino IDE

Введение

Приветствую Вас, читатели нашего ресурса. Сегодня мы поговорим об одном контроллере из серии Arduino, а именно об Arduino Pro Mini. Это маленький, компактный контроллер, имеющий все преимущества Arduino, но при этом очень компактный, можно сказать самый маленький из всех существующих Arduino контроллеров на данный момент. Многих так же привлекает и цена его Китайский копий, а стоят они от одного до двух долларов за штуку (местами и того меньше), что так же заставляет задуматься об его приобретении. Но существует и одна проблема, его не так-то уж и просто прошить, особенно Китайские копии, которые оснащают процессором Atmel ATmega168P, которыми некогда не оснащали официальные контроллеры Arduino Pro Mini и как следствие Arduino IDE отказывается их прошивать, сообщая о неправильной сигнатуре процессора.

Вот об этом мы сегодня и поговорим. Как прошить, что для этого нужно, ну и как заставить Arduino IDE работать с китайскими копиями.

Что для этого нужно?

Arduino Pro Mini очень компактный, а компактность требует жертв и жертва это - USB интерфейс который полностью выкосили в данном контроллере т.е. подключить Pro Mini к компьютеру напрямую у вас не получится и как следствие для этого понадобится либо специальный переходник USB в TTL или другой контроллер Arduino.

Первый способ. Прошиваем через адаптер USB в TTL - нужен сам адаптер в количестве одной штуки.
Второй способ. Прошиваем через Arduino UNO - нужна Arduino UNO, но не простая, а в классическом исполнении, это та Arduino, в которой процессор выполнен в DIP корпусе и вставлен в черный разъем.
Третий способ. Прошиваем через SPI интерфейс - нужна любая Arduino: UNO, Nano, Mega, Leonardo - не важно, главное чтобы был USB разъем для подключения к ПК.

Первый способ. Прошиваем через адаптер USB в TTL

Первым и самым простым способом загрузить свой скетч в Arduino Pro Mini - это приобрести специальный адаптер USB в TTL или как его называют UART переходник. Как правило, этот переходник это и есть та часть, которую вырезали из Arduino Nano, превратив ее в Arduino Pro Mini. Стоимость подобных переходников копеечная, а выбор и того больше. Китайцы наштопали их столько, что глаза разбегаться какой из них выбрать. При этом цена сего девайса не более одного вечно зеленого. После того как вы соедините Pro Mini и UART переходник проводами или шлейфом, остаётся только воткнуть его (переходник) в ПК, установить драйвер (не для всех переходников они требуются) и на этом собственно все. Ваш ПК определит переходник как очередной COM-порт, который появляется при подключении любой Arduino к ПК. Выбираете его, плату, с которой будете работать (Arduino Pro Mini) и спокойно загружаете свой скетч.

Единственным нюансом в данных переходниках, является наличие или отсутствие контактов RST или DTR. Рекомендую покупать переходники, на которых эти контакты есть. Они значительно упрощают жизнь и делают процесс прошивки беспроблемным. Если же вы купили уже переходник, на котором подобных контактов нет, то при каждой загрузке скетча в Arduino вам придется нажимать на кнопку Reset, что не всегда получается сделать вовремя, и это вносит свои неудобства.

Подключение переходник вы можете посмотреть по таблице ниже:

Второй способ. Прошиваем через Arduino UNO

Для этого способа нам понадобиться классическая Arduino UNO. Классическая эта та, в которой корпус микросхемы выполнен в DIP корпусе и вставлен в специальный разъем. Вот эту микросхему нам надо аккуратно поддеть отверткой. Тут важно не сломать процессор, поддевайте аккуратно, не погнув ноги.

Arduino UNO. Процессор выполнен в DIP корпусе.

Аккуратно поддеваем и вытаскиваем процессор отверткой.

После того как мы вытащили процессор из Arduino UNO мы по сути получили тот самый переходник USB в TTL, осталось только соединить проводами наш новый переходник и Arduino Pro Mini по следующей схеме:

Arduino UNO (без процессора)	Arduino Pro Mini
RX	RX
TX	TX
GND	GND
5V	VCC
RST	RST

После того как вы соединили две Arduino воедино, можно приступать к прошивке Arduino Pro Mini. Подключаем Arduino UNO по USB к ПК. Выбираем в настройках Arduino IDE COM-порт, указываем, что мы теперь работаем не с Arduino UNO, а с Arduino Pro Mini и все, заливаем наши скетчи. Способ довольно интересный, если вы не боитесь испортить Arduino и рядом не оказалось переходника USB в TTL.

Третий способ. Прошиваем через SPI интерфейс

Третьим и самым неудобным способом загрузить свой скетч в Arduino Pro Mini это прошить его при помощи ICSP интерфейса. Данный интерфейс присутствует на большинстве плат Arduino. Основные контакты данного интерфейса выведены на порты с 10 по 13, а так же выведены отдельно в виде шести контактной колодки с подписью ICSP. Располагается колодка, как правило, в центральной правой части Arduino.

Прошивка Arduino Pro Mini в этом случае делиться на два этапа:

Прошивка платы Arduino как ISP программатора.

Первым делом мы должны подготовить наш будущий программатор. Возьмем для примера всю туже Arduino UNO. Далее пошагово:

Запускаем Arduino IDE.
Файл - Примеры - 11.ArduinoISP - ArduinoISP.
Инструменты - Плата - Arduino UNO.
Инструменты - Порт - Выбираем COM-порт.
Компилируем и заливаешь в Arduino UNO.

Arduino UNO (ISP)	Arduino Pro Mini
5V	VCC
GND	GND
10	RST
11 (MOSI)	11 (MOSI)
12 (MISO)	12 (MISO)
13 (SCK)	13 (SCK)

Теперь опять открываем Arduino IDE. Открываем в ней скетч который вы хотите залить в Pro Mini и выполняете следующие действия:

2. Инструменты - Плата - Arduino Pro Or Pro Mini
3. Инструменты - Процессор - ATmega168 (5V, 16 MHz)
4. Инструменты - Порт - Выбираете порт
5. Инструменты - Программатор - Arduino as ISP
6. Скетч - Загрузить через программатор

Как видите загружать скетч в этом режиме надо через специальное меню "Загрузить через программатор", а не через кнопку "Загрузить" на главной форме Arduino IDE. В этом и связано все неудобство. Если вы нажмете кнопку "Загрузить" как это делаете обычно, то вы зальете скетч в Arduino UNO, а не Arduino Pro Mini, что затрет там скетч программатора. Так же в этом режиме недоступен класс Serial, то есть отлаживать свой скетч обмениваясь сообщениями по COM-порту у вас так же не получится. Ну и еще одна ложка дегтя в том, что после данной перепрошивки, в большинстве случаев, перепрошить Arduino Pro Mini через переходник у вас так же больше не получиться. Исправляется это заливкой нового bootloader-а через меню "Инструменты" - "Записать Загрузчик".

Добавляем китайский Pro Mini в Arduino IDE

Как я уже говорил в данной статье, Китайские клоны порой оснащают процессорами которыми не оснащали официальные версии Arduino Pro Mini и как следствие при прошивке их вы можете увидеть следующую или подобную ошибку.

Avrdude: Expected signature for ATmega168 is 1E 94 06 Double check chip, or use -F to override this check. Найден неправильный микроконтроллер. Вы указали правильную плату в меню Инструменты -> Плата?

Исправляется это легко:

Для начала необходимо открыть папку в которой расположена Arduino IDE.
Затем переходим в следующую папку "Папка с Arduino IDE\hardware\arduino\avr\".
Ищем там файл "boards.txt" и открываем его в текстовом редакторе.
Ищем в файле следующую строку "pro.menu.cpu.16MHzatmega168.build.mcu=atmega168".
И заменяем ее на "pro.menu.cpu.16MHzatmega168.build.mcu=atmega168p".
Перезапускаем Arduino IDE и на этом все.
Если у вас к примеру 328 процессор то делаем все так же, только ищем строку с цифрами 328.

Заключение

В данной статье я привел аж три варианта загрузки скетчей в Arduino Pro Mini. Лично я использую второй. Мне он больше нравиться.

Что будете использовать вы - выбирать вам. Оставьте в комментарии какой вариант вы предпочитаете.

Успехов вам и удачи.

Пожалуйста, включите javascript для работы комментариев.

Например если ардуина далеко, а прошивать неудобно ходить, можно прицепить Ethernet модуль на чипе WIZnet W5100

1. Берем какую нибудь простую ардуино и прошиваем ее скитчем arduino isp из примеров

2. подключаем так

Плата, которая прошивает	Плата, которую прошивают
SS -> mosi -> miso -> sck ->	reset 51 50 52
Например у меня Nano	Прошиваем Mega 2560

3. в arduino ide жмем файл – настройки, указываем там в дополнительных ссылках для менеджера плат это: https://per1234.github.io/Ariadne-Bootloader/package_codebendercc_ariadne-bootloader_index.json

4. в arduino ide жмем инструменты – платы – менеджер плат – жмем внизу Ariadne Bootloader — Установка

5. жмем инструменты – плата – и в разделе Ariadne Bootloader выбираем нужную плату (которую собираемся прошивать. У меня это mega 2560)

6. выбираем инструменты – программатор – arduino as isp

7. проверям все еще раз – должно быть так:

8. инструменты – записать загрузчик (пару раз если ошибки появляются)

9. отключаем программатор, втыкаем сетевую плату. по умолчанию ip 192.168.1.128. чтобы сменить надо прошить один раз скетч neteeprom – writeNetworkSettings, предварительно прописав там нужные IP

10. после этого надо попробовать прошить через сеть – для этого тоже надо сделать несколько странных действий. включаем в Arduino IDE через файл – настройки подробный вывод:

11. открываем нужный скетч например Blink из примеров:

12. жмем компилировать – и ищем куда ардуино сваливает временные файлы при компиляции. у меня это тут

13. открываем командную строку в этой папке и выполняем:

«C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avr-objcopy.exe» -I ihex Blink.ino.hex -O binary Blink.ino.bin

14. затем жмем ресет и через пару секунд выполняем там же tftp -i 192.168.1.128 PUT Blink.ino.bin

15. жать ресет каждый раз неудобно и для этого нам понадобиться скетч файл – примеры – ethernetreset – resetserver. это специальный маленький вебсервера на порту 8080, который при получении запроса перезагрузит ардуино http://192.168.1.128:8080/password/reset :

Для автоматизации я накатал батник – просто закинь его в папку своего скетча и перетаскивай на него файл.ino – он загрузит его к тебе. сначала только подредактируй – укажи свой сервер и пароль:

@echo off set ip=192.168.1.128 set passwd=parol mkdir "%~dp0build" del build /F /S /Q set home=%HOMEDRIVE%%HOMEPATH% set targetfn=%~n1%~x1 "C:\Program Files (x86)\Arduino\arduino-builder.exe" -compile -logger=machine -hardware "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware" -hardware "%home%\AppData\Local\Arduino15\packages" -tools "C:\Program Files (x86)\Arduino\tools-builder" -tools "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr" -tools "%home%\AppData\Local\Arduino15\packages" -built-in-libraries "C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries" -libraries "%home%\Documents\Arduino\libraries" -fqbn=Ariadne-Bootloader:avr:ariadne2560:configuration=blink_shield -ide-version=10610 -build-path "%~dp0build" -warnings=none -prefs=build.warn_data_percentage=75 -verbose "%targetfn%" "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr\bin\avr-objcopy.exe" -I ihex build/%targetfn%.hex -O binary build/%targetfn%.bin powershell -Command "Invoke-WebRequest http://%ip%:8080/%passwd%/reset rem 6 sec delay PING 127.0.0.1 -n 6 >NUL 2>&1 || PING::1 -n 6 >NUL 2>&1 tftp -i %ip% PUT build/%targetfn%.bin pause

@ echo off

set ip = 192.168.1.128

set passwd = parol

mkdir "%~dp0build"

del build / F / S / Q

set home = % HOMEDRIVE % % HOMEPATH %

set targetfn = % ~ n1 % ~ x1

"C:\Program Files (x86)\Arduino\arduino-builder.exe" - compile - logger = machine - hardware "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware" - hardware - tools "C:\Program Files (x86)\Arduino\tools-builder" - tools "C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\tools\avr" - tools "%home%\AppData\Local\Arduino15\packages" - built - in - libraries "C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries" - libraries "%home%\Documents\Arduino\libraries" - fqbn = Ariadne - Bootloader : avr : ariadne2560 : configuration = blink_shield - ide - version = 10610 - build - path "%~dp0build" - warnings = none - prefs = build . warn_data_percentage = 75 - verbose "%targetfn%"

Вы когда-нибудь думали о том, что дешевый китайский клон Ардуино действительно может работать?
Вы платите всего пару долларов, и получаете такой же продукт. Звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, не так ли?

Правда заключается в том, что некоторые из них работают, а некоторые – нет.
Читайте статью до конца, и вы узнаете, как сделать любой китайский клон рабочим за пару минут.

Я использую Arduino Uno для этого примера, но для других моделей процесс тот же самый.
Здесь у нас оригинальный Ардуино Уно и его китайская копия (Магазин на , ).

Давайте проведем тесты.

Мой софт от Ардуино установлен на компьютер и работает нормально. Сначала я подключаю оригинальный Ардуино и все работает как надо.
Теперь я подключаю мою дешевую китайскую копию Ардуино, и компьютер не может определить устройство.

Проблема в том, что китайский клон не использует стандартный Serial to USB чип, хотя чип называется CH340. Ваш компьютер не распознает эти CH340 чипы, если вы их подключите.
Исправить это просто.

Скачайте софт от китайского производителя и установите себе на компьютер. Этот софт будет работать на всех версиях Windows.
Windows: http://www.wch.cn/download/CH341SER_EXE.html

Теперь подключите свой китайский клон и попробуйте снова. Все должно работать. Китайский клон должен появиться в софте Ардуино и быть готов к использованию. Я загружаю программу мигания, и все работает нормально.

Но в некоторых случаях китайская плата все еще может не работать. Это потому, что bootloader не был установлен на контроллер Atmel.
Чтобы решить эту проблему, нам нужен работающий Ардуино и клон Ардуино, который мы хотим прошить.

Сначала мы подключаем работающий Ардуино к компьютеру и открываем софт Ардуино.
Мы идем File -> Examples и выбираем ArduinoISP. Загружаем это на плату. После загрузки отсоедините Ардуино.

Теперь клон Ардуино мы подсоединяем проводами к работающему Ардуино по этой схеме:

Разъем 10 подключается к Reset,
Разъем 11 подключается к разъему 11,
Разъем 12 – к 12,
Разъем 13 – к 13,
5 Вольт – к 5 Вольт,
Земля – к Земле.

Следующий шаг – подключаем работающий Ардуино к компьютеру.

Идем Tools -> Board и выбираем китайскую плату, которая не работает. В моем случае это Ардуино Уно.
Теперь снова идем в Tools -> Programmer и выбираем “Arduino as ISP”
Еще раз идем в Tools и выбираем “Burn Bootloader”.
Снова Tools -> Programmer и устанавливаем “ArduinoISP”.

Ваша китайская копия теперь должна работать нормально.

Ардуино – прекрасный софт и полностью бесплатен для использования. Если вы покупаете китайские копии контроллеров Ардуино, подумайте о пожертвовании для поддержки разработчиков.

Надеюсь, статья была полезна. Оставляйте комментарии.

В этой статье не будем рассказывать что такое ардуино, так как такой информации везде навалом в интернете.А перейдем к тому,как и чем ее прошить. Программа так же в этой статье.

1. Качаем и устанавливаем Arduino IDE* .

При установке Arduio IDE должны автоматически установиться драйвера, то есть при появлении окошка «согласиться ли на установку драйверов » нажать да.
* Это программа для написания скетчей и прошивки Arduino

2. Для китайской Arduino NANO скачать и установить драйвер CH341*, ссылка ниже, см.скриншот.

* На китайских НАНАХ стоят USB контроллеры CH340/CH341, для правильной работы нужен специальный драйвер. Это единственное отличие китайских Ардуин от оригинальных.

При установке Arduio IDE должны автоматически поставиться драйвера.
Если этого не произошло, установить драйвера Arduino из папки с Arduino IDE (C:\\Program files…), см. второй скриншот.

Подключить Arduino к компьютеру, подождать, пока Windows её распознает и запомнит (первое подключение).
P.S. Вылезет окошечко, сообщающее, что устройство опознано и подключено к COM порту с определённым номером (2, 3, 6, 9…)

Настраиваем Arduino IDE

Запустить Arduino IDE, выбрать плату (Инструменты\плата\»ваша плата»). См. первый скриншот.

Выбрать порт: инструменты\порт\«COM отличный от COM1, например COM3, COM5…» См. второй скриншот. Какой именно порт вы могли видеть при первом подключении Ардуино к компьютеру.
Примечание: если у вас только СОМ1 - значит либо не встали драйвера, либо сдохла плата.

Как пример - библиотека для дисплея на чипе TM1637, смотрите скриншот

В папке libraries должна появиться папка TM1637, в которой есть папка examples, и два файла с расширениями.h и.cpp . Эти два файла должны быть в каждой библиотеке.

Второй способ. Папка с библиотекой кладётся в папку со скетчем. Тогда скетч, использующий библиотеку, сможет ей пользоваться. Но для остальных скетчей эта библиотека будет недоступна!

Основные ошибки при прошивке Arduino (FAQ)

Ошибка компиляции

Возникает на этапе сборки и компиляции прошивки, ошибки компиляции вызваны проблемами в коде прошивки , то есть проблема сугубо софтварная. Слева от кнопки «загрузить» есть кнопка с галочкой - проверка. Во время проверки производится компиляция прошивки и выявляются ошибки, если таковые имеются. Ардуино в этом случае может быть вообще не подключена к компьютеру .

В некоторых случаях ошибка возникает при наличии кириллицы (русских букв) в пути к папке со скетчем. Решение: завести для скетчей отдельную папочку в корне диска с английским названием .

В чёрном окошке в самом низу Arduino IDE можно прочитать полный текст ошибки.

В скачанных с интернета готовых скетчах часто возникает ошибка с описанием «название файла» no such file or directory . Это означает, что в скетче используется библиотека «название файла», и нужно положить её в Program Files/Arduino/libraries . Ко всем моим проектам всегда идёт папочка с использованными библиотеками, которые нужно установить. Также библиотеки можно поискать в гугле по «название файла».

При использовании каких-то особых методов и функций ошибкой может стать неправильно выбранная плата в «Инструменты/плата «.

Если прошивку пишете вы, то любые синтаксические ошибки в коде будут подсвечены, а снизу в чёрном окошке можно прочитать более детальное описание, в чём собственно косяк.

Ошибка загрузки

Возникает на этапе, когда прошивка скомпилирована, в ней критических ошибок, и производится загрузка в плату по кабелю. Ошибка может возникать как по причине неисправностей железа, так и из-за софта.

USB кабель, которым подключается Arduino, должен быть Data кабелем . Существуют кабели, предназначенные только для зарядки , у них внутри 2 провода. Data кабель имеет 4 провода, два из которых нужны для передачи данных.

Причиной ошибки загрузки являются неустановленные/криво установленные драйвера CH340 , если у вас китайская NANO.

Также будет ошибка, если не выбран COM порт , к которому подключена Arduino. Если кроме COM1 других портов нет - читай два пункта над этим, либо попробуй другой USB порт , или вообще другой компьютер .

Большинство проблем при загрузке, вызванных «зависанием» ардуины или загрузчика, лечатся полным отключением ардуины от питания . Потом вставляется USB и прошиваем.

Если в описании ошибки встречается слово averdude или bootloader is not responding - с вероятностью 95% сдох загрузчик, например при случайном коротком замыкании провода на плату. Оставшиеся 5% - загрузчик «слетел», и его можно прошить заново программатором или другой Ардуиной. Подробнее об этом можно почитать в гугле по «как перепрошить загрузчик на Ардуино «.