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实现AVR单片机芯片程序自刷 USB_Flash_BootLoader HID制作过程

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linhaigood 发表于 2020-4-6 20:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
前期制作USBASP过程中,学习了AVR单片机芯片的BootLoader原理,查找了很多关于USB-HID和BootLoader的资料制作了可以自刷程序的atmega8(16)简易板,现将所学的分享给大家。

一、关于BootLoader
        BootLoader是芯片上电后,程序不从flash地址的0x00执行,而是跳转到boot区执行bootloader程序。
        atmega8的boot区的大小及起始位置是由其熔丝位来设置(BOOTSZ0、BOOTSZ1)的。
        其是否执行bootloader程序也是由熔丝位(BOOTRST)设置的。
        
二、关于USB-HID
        HID是人体学输入设备的英文简称,由于Windows内置了此类驱动,如常用的鼠标、键盘等不用外部驱动就可以直接使用。
        
        AVR的Flash-BootLoader-HID固件就是利用了BootLoader和USB-HID的特点,将AVR芯片的Flash刷写程序和USB-HID的程序结合,制作为BootLoader程序,实现了自刷芯片程序的功能。
        
三、制作过程:
        1、根据原理图制作电路
         avrusbboot_example.png

              自己的电路中加入了复位按键,需要刷程序时只按下复位键就进入Boot了。
复位.jpg
        2、编译BootLoader的HEX固件
                后期可以根据自己的硬件情况对bootloaderconfig.h内的配置进行更改。
                makefile文件的简单配置
usbconfig1.png
以上是USB数据端口的配置,原版使用了PD2->D+,PD0->D-,这个可以根据个人需要更改。
需要注意的是不论更改到哪个端口,D+始终需要与PD2连接,因为其使用了INT0中断。
usbconfig3.png
在config文件最后定义了引导判断端口的设置,这个是根据个人情况更改。
        3、atmega8的熔丝位更改
                使用其他烧写器对熔丝位更改
熔丝位设置.jpg
BOOT.jpg
             需要对以下几个熔丝位更改:
                 1)熔丝低位的CKSEL 0~3设置为1,即使用外部晶振。
                 2)BOOTSZ1.0,BOOTRST置0,即设置BOOT区大小为1024字节,芯片复位后从BOOT区执行程序。

        4、刷BootLoader
                使用USBASP或者其他烧写器刷HEX固件。
                若使用progisp软件调入固件文件,在“编辑”选项能看到,固件数据是从0x1800开始的,这是
                因为atmega8的boot区设置为1024大小时的boot起始位置(0xC00*2具体原理查阅atmega8芯片说明)。
18002.png

1800.png

                因此制作bootloader时要注意芯片熔丝位的设置和makefile的flashboot地址,两者要一致。
               
               
四、进入BootLoader,可以刷自己的程序了!
        1、将PC2接地,插入USB口,windows的设备管理器即可识别出一个HID-compliant device的设备,并安装好驱动。
        若无法识别成功,查检1~4步。
计算机管理.png

        2、将bootloaderHID.exe复制到自己的程序固件xxx.hex目录下
        3、在cmd命令下输入bootloadhid -r xxxx.hex
        如果成功,即会出现以下界面。
         bootloader.exe.png
          以上可以通过简单配置文件更改,就可心应用到其他AVR芯片。

         以atmega16芯片为例:
               只要将makefile文件       DEVICE = atmega16
                                                    BOOTLOADER_ADDRESS = 3800
             其它设置相同,即可实现自刷。

五、上一下自己制作的电路
IMG_20200406_202048.jpg
BAN21.jpg BAN2.jpg

六、相关软件
        1、WinAVR(GCC-for-AVR)
        2、Flash-BootLoadHID固件及上位机源码51黑提供下载: FLash_BootloadHID源码.rar (151.09 KB, 下载次数: 8)

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