Programmer un ATtiny25V avec un Arduino UNO comme programmateur

Programmer un ATtiny25V avec un Arduino UNO comme programmateur

Matériel requis

  • Un ordinateur sur OS X Yosemite (10.10)
  • Un Arduino UNO
  • Un ATtiny25V
  • Un breadboard
  • 4 LED
  • 4 résistances de 220 Ω

Sources

Source principale

Autres sources

À voir aussi

Préambule

Le but de ce document est de présenter la programmation d’un microcontrôleur ATtiny25V à l’aide d’un Arduino UNO. Ce mode de programmation s’appelle en anglais AVR ISP (in-system programmer). L’IDE Arduino utilisé pendant les tests était la version 1.5.8 bêta Java 6.

Préparation matérielle

Câbler la plaque d’essai selon le schéma ci-dessous. Les trois premières LED, verte, rouge et orange, servent à afficher le statut lors de la programmation :

  • pin 9: Heartbeat - shows the programmer is running
  • pin 8: Error - Lights up if something goes wrong (use red if that makes sense)
  • pin 7: Programming - In communication with the slave

et la quatrième LED, bleue, sert à vérifier que l’ATtiny a effectivement été programmé avec le programme tinyblinky.ino. À noter que les LED sont optionnelles.

Préparation logicielle (IDE < 1.6.4)

!! edit 2016-07-03
Ceci est valable pour les version de l’IDE Arduino qui n’avaient pas le gestionnaire de carte. À partir de la version 1.6.4, suivre la procédure du chapitre suivant.

  • Télécharger les librairies (Core Libraries) de la famille ATtiny de https://code.google.com/p/arduino-tiny/ en prenant garde de choisir la version correspondante à l’IDE Arduino qui va être utilisé par la suite.
  • Décompresser le fichier zip et déplacer le répertoire tiny dans ~/Documents/Arduino/hardware/.
  • Copier le fichier tiny/avr/Prospective Boards.txt vers tiny/avr/boards.txt.
  • Le fichier boards.txt peut optionnellement être modifié, par exemple pour enlever des définitions de microcontrôleurs inutiles. Ce fichier complète celui de l’IDE qui se trouve à /Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/arduino/avr/boards.txt et qui peut lui aussi être édité.
  • Redémarrer l’IDE. Le menu Outils/Type de carte doit afficher la liste des ATtiny installés ci-dessus.

Préparation logicielle (IDE >= 1.6.4)

!! edit 2016-07-03

  • Ouvrir les préférences de l’IDE Arduino
  • Ajouter l’URL https://raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/ide-1.6.x-boards-manager/package_damellis_attiny_index.json dans URL de gestionnaire de cartes supplémentaires.
  • Aller dans le menu Outils/Type de cartes/Gestionnaire de cartes et rechercher ATtiny.
  • Installer les gestionnaire de David A. Mellis pour l’ATtiny.

Configurer l’Arduino UNO comme un programmateur

  • Ouvrir le croquis ArduinoISP.ino qui se trouve dans le menu Fichier/Exemples en onzième position.
  • Vérifier que la cible est l’Arduino UNO :
    • Outils/Type de carte/Arduino UNO
    • Outils/Port : Sélectionner le port du UNO
    • Outils/Programmateur/AVRISP mkII
  • Téléverser le croquis ArduinoISP.ino sur le UNO.

Charger le bootloader dans l’ATtiny

Normalement cette étape n’est pas nécessaire quand on programme en mode ISP. Le bootloader est justement là pour palier l’absence de programmateur. Comme je n’ai pas encore vérifié cette info, je laisse ce texte pour l’instant. De toute façon une chose est sûre : ça fonctionne comme ça.

Cette opération est nécessaire pour les microcontrôleurs qui n’ont jamais été programmés. Elle ne doit être effectuée qu’une fois.

  • Changer la cible pour programmer l’ATtiny25V :
    • Outils/Type de carte/ATtiny25 @ 1 MHz
    • Outils/Port : Sélectionner le port du UNO
    • Outils/Programmateur/Arduino as ISP
  • Charger le bootloader :
    • Outils/Graver la séquence d’initialisation

D’après Didel, ce n’est pas vraiment un bootloader qui est chargé, mais une configuration des fusibles qui est réalisée.

Programmer l’ATtiny

  • Vérifier que la cible est effectivement l’ATtiny comme à l’étape précédente.
  • Téléverser le croquis suivant :
/*
    tinyblinky.ino
    Programme pour tester la programmation en mode ISP d’un ATtiny25V
    Fait clignoter une LED sur PB4, pin 3
*/

#include <avr/io.h>
#define LedPin PORTB4
#define LedToggle PORTB ^= ( 1<<LedPin )
#define delay1 250
#define delay2 500

void wait( int delay_ms )
{
    for( volatile int i=0; i<delay_ms; i++ )
    {
        for( volatile int j=0; j<50; j++ ) {}
    }
}

int main()
{
    DDRB |= ( 1<<LedPin );
    while( true )
    {
        LedToggle;  wait( delay1 );
        LedToggle;  wait( delay2 );
    }
}

Résolution de problèmes

Certaines cartes UNO requièrent l’ajout d’un condensateur de 10 µF entre la pin RESET et la pin GND. Voir à ce sujet http://forum.arduino.cc/index.php?topic=104435.0. Pour moi, ça a fonctionné sans ce condensateur.

Programmation des fusibles

Les infos de ce chapitres m’ont été gracieusement transmises par Richard.

Les fusibles (fuses en anglais) sont des paramètres intégrés aux microcontrôleurs d’Atmel et que l’on peut modifier à l’aide du programme avrdude. C’est ce même programme qui est utilisé par l’IDE Arduino pour envoyer les fichiers compilés sur le microcontrôleur. On peut d’ailleurs voir ce qu’il fait de la manière suivante :

  • Ouvrir les préférences de l’IDE Arduino
  • Cliquer sur le lien en bas de la fenêtre pour ouvrir le dossier contenant les préférences. Alternativement on peut directement éditer le fichier avec la commande open ~/Library/Arduino15/preferences.txt
  • Fermer l’IDE Arduino, car il écrase le fichier des préférences lorsqu’on le quitte
  • Changer la ligne upload.verbose=false en upload.verbose=true
  • Redémarrer l’IDE
  • Téléverser le croquis tinyblinky.ino
  • Copier le contenu de la console et le coller dans un éditeur de texte
  • Chercher la chaîne de caractère avrdude
  • La première occurrence nous montre un message similaire à
/Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr/bin/avrdude -C/Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -v -v -v -v -pattiny25 -cstk500v1 -P/dev/tty.usbmodem1421 -b19200 -Uflash:w:/var/folders/3l/c6_nv3414rb_sxjkb8z9z1fr0000gn/T/build2612095162045447463.tmp/tinyblinky.cpp.hex:i

Configuration d’avrdude

Pour utiliser avrdude, le plus simple est d’ajouter les deux lignes suivantes à la fin du fichier ~/.bash_profile et de redémarrer le terminal

PATH=$PATH:/Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr/bin
AVRDUDECONF=/Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf

Lectures des fusibles

La commande utilisée par l’IDE Arduino nous donne toutes les informations de configuration pour envoyer nos propres commandes. La première chose à faire est de lire la configuration actuelle. Adaptez la commande suivante à votre configuration :

avrdude                      \
    -C $AVRDUDECONF          \
    -v                       \
    -p attiny25              \
    -c stk500v1              \
    -P /dev/tty.usbmodem1421 \
    -b 19200                 \
    -U lfuse:r:-:i           \
    -U hfuse:r:-:i           \
    -U efuse:r:-:i           \
    -n

avrdude renvoie une longue réponse qui se termine par :

avrdude: safemode: lfuse reads as 62
avrdude: safemode: hfuse reads as D7
avrdude: safemode: efuse reads as FF
avrdude: safemode: Fuses OK (H:FF, E:D7, L:62)

On constate que cette version d’avrdude a un bug : La dernière ligne indique les fusibles dans l’ordre H, E, L alors qu’en fait il s’agit de l’ordre E, H, L. Il faut donc faire attention et ne tenir compte que des trois premières lignes.
La version d’avrdude utilisée pour ce test est : Version 6.0.1, compiled on Apr 3 2014 at 22:00:33

Écriture des fusibles

Pour configurer les fusibles, il est conseillé d’utiliser un outil de configuration, comme http://www.engbedded.com/fusecalc/ ou de lire le chapitre 20. Memory Programming de la spécification http://www.atmel.com/images/atmel-2586-avr-8-bit-microcontroller-attiny25-attiny45-attiny85_datasheet.pdf. La vidéo https://www.youtube.com/watch?v=jP1NTgs-a-s donne une bonne introduction en anglais.

Dans notre cas, nous allons simplement utiliser les valeurs données par l’utilitaire fusecalc ci-dessus pour enlever la division par 8 de la fréquence d’horloge. La seule valeur que nous changeons est

Divide clock by 8 internally; [CKDIV8=0]

Ce qui modifie la valeur du Low Byte qui passe de 62 à e2.

avrdude                      \
    -C $AVRDUDECONF          \
    -v                       \
    -p attiny25              \
    -c stk500v1              \
    -P /dev/tty.usbmodem1421 \
    -b 19200                 \
    -U lfuse:w:0xe2:m        \
    -U hfuse:w:0xd7:m        \
    -U efuse:w:0xff:m

Après l’exécution de la commande ci-dessus, on constate que le croquis tinyblinky.ino est exécuté 8 fois plus rapidement.

Si on veut retrouver les fusibles d’origine :

avrdude                      \
    -C $AVRDUDECONF          \
    -v                       \
    -p attiny25              \
    -c stk500v1              \
    -P /dev/tty.usbmodem1421 \
    -b 19200                 \
    -U lfuse:w:0x62:m        \
    -U hfuse:w:0xd7:m        \
    -U efuse:w:0xff:m