Представьте такую ситуацию. "У вас есть плата от принтера (допустим китайского), которая содержит какую-то свою прошивку. И вот настал тот день и тот час, когда вы решили, что вам нужно эту прошивку поменять, по тем или иным причинам. Но вас всё ещё держит одно "но". Вы боитесь всё испортить и хотите иметь возможность откатиться обратно. Но как назло - нормальной информации в интернете по вопросу, как забэкапить прошивку особо не нагуглишь. Примерно с такой проблемой ко мне, намедни, обратился один из участников нашего сообщества. И я решил, что раз уж так, то почему бы не поведать всем о том, как же это можно сделать.

Но прежде чем писать умные мысли - всё надо проверять, чем я и занялся. Эксперименты я проводил с Arduino Mega 2560. О ней дальше я и буду писать.
Поначалу я попытался пойти привычным способом "влоб", достал программатор китайский (на заглавной фотке), подключился по ISP, и скачал прошивку. Попытался её залить назад... Льётся, но верификацию не проходит. Битых несколько часов рыл интернет, чтобы понять, как же можно нормально скачать прошивку с Меги по ISP. Толком ничего вразумительного не нашёл, но зато понял, что прошивку можно скачать и залить обратно и без программатора. Об этом опыте я и напишу ниже. А вот о том, как скачивать прошивку не с Arduino платы, да так чтобы она потом назад заливалась я напишу как-нибудь в следующий раз, когда у меня появится плата, которую можно безбоязненно пускать и в огонь и в воду.
Ладно, к делу. Для начала нам нужна утилита Avrdude, она входит в поставку Arduino IDE и в моей версии лежала в папке "%appdata%\Arduino15\packages\arduino\tools\avrdude\6.0.1-arduino2\bin". Открываем папку, жмём на пустом месте SHIFT + правая кнопка мыши, а в меню выбираем "Открыть окно команд". Теперь приведу простую команду, которая проверяет, что контроллер читается.

avrdude.exe -p atmega2560 -c wiring -P COM5

Атрибуты команды:
-p atmega2560 - установка типа контроллера.
-c wiring - установка программатора. Это внутренний программатор в плате Arduino Mega 2560. Может я и не правильно выразился, но тот же атрибут использует IDE, когда заливает скомпилированный скетч.
-P COM5 - настройка порта, в который воткнут USB шнурок от Arduin"ы. Подглядеть можно из IDE.

avrdude.exe -p atmega2560 -c wiring -PCOM5 -b115200 -Uflash:r:"printer_firmware".hex:i

Новые атрибуты команды:
-b115200 - скорость порта для программатора.

Uflash:r:"printer_firmware".hex:i - указание считать прошивку в файл "printer_firmware.hex".

Здесь можно скачать прошивку для ЧПУ на Ардуино. Все прошивки написаны в IDE Arduino.

Прошивка контроллера MKS DLC, CNC Shield для станка с ЧПУ

Здесь можно скачать прошивку для ЧПУ на MKS DLC , CNC Shield . CNC Shield - платы расширения для Ардуино UNO, Nano. Прошивка загружается через Arduino IDE, аналогично прошивке Ардуино.

Описание и установка прошивки Ардуино для ЧПУ

Прошивка для платы Arduino написана на языке Processing в среде разработки Arduino 1.0.2 в операционной системе Windows.

Исходный код прошивки Arduino для управления 3 шаговыми двигателями через COM-порт

Для начала работы с Arduino требуется установить необходимое программное обеспечение. Для этого заходим на официальный сайт Ардуино и скачиваем дистрибутив с этой страницы . На официальном сайте Arduino можно найти множество примеров прошивок для платы, а также освоить основные принципы работы с платой. Теперь запускаем файл установщика, выбираем папку, соглашаемся с лицензионным соглашением и прочее. После установки на рабочем столе появится иконка Arduino. Теперь можно подключить нашу плату Ардуино к компьютеру, для этого используется кабель USB 2.0 соединительный USB A - USB B . Дожидаемся, когда Windows найдёт и установит новое оборудование. Далее, запускаем программу Arduino и выбираем нужный COM-порт, выбрав в главном меню Сервис->Последовательный порт.

Выбор скетча для Ардуино

В зависимости от комплектации станка с ЧПУ и задач, которые он должен выполнять выбираем скетч из списка выше. Заходим на соответвующую страницу. В кратком описании к каждому скетчу указано, для каких драйверов ШД и прочих комплектующих (шпиндель, Лазер, TTL, схема включения и т.д.) эта прошивка предназначена. Кроме того, указано для каких целей она может использоваться. Например, для лазерной резки орнаментов и лазерной художественной гравировки используются разные скетчи, хотя оппаратная часть может использоваться одна и та же.

Сборка и загрузка прошивки для Ардуино

Копируем исходный код прошивки для управления станком с ЧПУ в окно редактирования IDE Arduino. Теперь нажимаем кнопку Загрузить . Дожидаемся, пока программа Ардуино проверит, откомпилирует и установит прошивку на плату Ардуино. Попробуем проверить, работает ли прошивка. Для этого необходимо подключить двигатели и запустить Монитор порта в программе Ардуино. Монитор порта находится в пункте Сервис основного меню. На форме Монитора порта вводим команду:
1000,2000,3000;
И нажимаем кнопку Послать . Смотрим, как двигатели вращаются с разной скоростью. Когда двигатели перестанут вращаться, прошивка Ардуино передаст T по USB компьютеру, это отобразится в Мониторе порта. Раньше приходило сообщение OK .

И поговорим о том, как мы будем записывать прошивку в Arduino.

Нас, прежде всего, интересуют три платы Arduino:
- Arduino Uno – как самый распространенный вариант
- Arduino Nano – компактный вариант, удобный для применения в небольших конструкциях
- Arduino Pro Mini – дешевый компактный вариант без встроенного USB-UART преобразователя (для работы с ним понадобится внешний USB-UART преобразователь), но удобный в случае применения сети устройств.

Во всех вышеописанных платах используется микроконтроллер ATmega328 (в более старых версиях ATmega168).

ArduinoUploader.zip — Программа для записи Hex-файла в Arduino

Как и предыдущая, программка имеет простой интерфейс.
Процесс прошивки тот же:
- подключаем Arduino в USB-порт (отдельного питания не нужно)
- выбираем Hex файл
- выбираем тип Вашего Arduino
- выбираем COM порт
- жмем Upload

Программа при записи открывает дополнительные окна и визуально отображает свои действия, что позволяет следить за процессом записи.

При попытке прошить Arduino Nano программа отказывалась видеть МК. Причиной стала неправильная установка скорости COM порта. По умолчанию скорость стоит 19200, а нужно 57600. Скорость порта в программе не задается явно, она прописывается в строчке «AVR Dude Params» - поменяйте в ней значение 19200 на 57600.

Автоматизация ARP Uploader.
ARP Uploader как и XLoader работает через AVR Dude, но, в отличие от XLoader, показывает командную строку. Это дает возможность использовать AVR Dude напрямую в Make или Bat файле.

Дополнительные материалы.
Драйвера Arduino.

Считаю не лишним напомнить, что для связи Arduino с компьютером в последнем должны присутствовать драйвера. Оставляю здесь архив с драйверами для Arduino (включая и старые драйвера в Old_Arduino_Drivers.zip и драйвера для FTDI-чипа в папке «FTDI USB Drivers»

Arduino_drivers.zip — Драйвера для Arduino

Стали появляться недорогие китайские Ардуины с драйвером CH340G
Driver CH340G.zip — Драйвер для преобразователя USB-UART

Загрузчики Arduino

Если Вы решите собрать свою плату Arduino (а сложного там ничего нет, фактически, это голый ATmega328 или ATmega168), Вам понадобится загрузчик Bootloader который должен содержать МК для работы со средой (или программками для заливки Hex-файлов). Конечно, Вам для записи Hex-файлов в чистый МК понадобится программатор и придется выставить фьюзы.

ATmegaBOOT_168_atmega328.hex — Bootloader для ATmega328
Для правильной работы нужно установить фьюзы следующим образом Low: FF High: DA Ext: 05

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.

1. Идем Tools -> Board и выбираем китайскую плату, которая не работает. В моем случае это Ардуино Уно.
2. Теперь снова идем в Tools -> Programmer и выбираем “Arduino as ISP”
3. Еще раз идем в Tools и выбираем “Burn Bootloader”.
4. 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, будет показан переход от программирования Arduino к программированию «сырого» микроконтроллера ATtiny84 с использованием привычных для Arduino скетчей.

Нам понадобится

Начинаем с простого скетча

Собирать мы будем устройство с потенциометром и светодиодом. В зависимости от угла поворота потенциометра будет изменяться яркость светодиода. Подключаем к Arduino ледующим образом: светодиод подключаем к цифровому пину №6 (поскольку на нем есть возможность генерации ШИМ-сигнала, за счет которого будет регулироваться яркость светодиода), а потенциометр - к аналоговому пину №0. Скетч содержит следующий код:

Скетчи на ATtiny84

Итак, у нас Arduino Uno. Как же нам запрограммировать нашу «тиньку»? Для этого используется такое устройство, как программатор. Он необходим для того, чтобы залить в контроллер прошивку. Мы можем превратить в него нашу Arduino. И делается это элементарно, путем заливки скетча ArduinoISP.

Делаем программатор и собираем схему

Открываем соответствующий скетч «Файл → Примеры → ArduinoISP» и заливаем его. Все, превращение завершено. Теперь необходимо правильно собрать схему, чтобы прошить «тиньку». Обратимся к коду скетча, который был только что залит. Даже не к коду, а к комментарию перед ним.

Сначала подключим светодиоды таким образом, как описано в комментарии, не забывая резисторы. После сборки схемы и подачи питания, светодиод, подключенный к пину 9 «Heartbeat» будет моргать, обозначая нормальное функционирование. Если этого не произошло, то ищите ошибки в подключении.

Теперь надо подключить пины 10-13 к ATtiny. Чтобы узнать распиновку последней, обратимся к даташиту, который можно скачать с сайта Atmel , производителя этих контроллеров. На второй странице расположена картинка, описывающая распиновку. Основываясь на даташите и комментарии из скетча, можем составить следующую таблицу подключения:

Теперь подключим светодиод и переменный резистор. Резистор необходимо подключить в пину №6 (PA7), поскольку этот пин может быть входом для аналого-цифрового преобразователя, а светодиод - к любому другому, например, к 10 (PA3).

О нумерации пинов

Стоит немного рассказать о различии нумерации пинов в Arduino и при использовании «чистого» С. В Arduino пины нумеруются последовательно и исключаются системные (питание, земля и т.д.), а в реальности все немного иначе. Все выводы контроллера можно охарактеризовать двумя парметрами: номер порта (порт А, порт В и т.д.) и номер вывода (1..8).

На сайте Arduino можно найти карту пинов. Она выглядит следующим образом:

Для используемой нами ATtiny84 нумерация будет аналогична. В библиотеке Arduino-tiny, о которой речь пойдёт далее, можно найти следующую таблицу соответствия:

// ATMEL ATTINY84 / ARDUINO // // +-\/-+ // VCC 1| |14 GND // (D 0) PB0 2| |13 AREF (D 10) // (D 1) PB1 3| |12 PA1 (D 9) // PB3 4| |11 PA2 (D 8) // PWM INT0 (D 2) PB2 5| |10 PA3 (D 7) // PWM (D 3) PA7 6| |9 PA4 (D 6) // PWM (D 4) PA6 7| |8 PA5 (D 5) PWM // +----+

В соответсвии с назначением каждой ножки контроллера, аналоговые пины (те, у которых есть вход АЦП) нумеруются в скетче по каналу АЦП. Напримем, пин сфизическим номером 11 может быть входом для второго канала АЦП (ADC2), поэтому в скетче он будет называться A2.

Теперь необходимо научить среду программирования Arduino понимать тот факт, что мы используем другой контроллер.

Учим среду разработки

Первым делом необходимо скачать библиотеку arduino-tiny , содержащую в себе все необходимое. Далее заходим в настройки Arduino и смотрим расположение папки со скетчами.
Переходим в эту папку и создаем там новую с названием «hardware». А в ней еще одну, «tiny». Копируем содержимое скачанного ранее архива в эту папку. И последнее действие - переименовываем файл «Prospective Boards.txt» в «boards.txt». Теперь перезагружем среду разработки и идем в меню «Сервис → Плата».
Можно видеть, то добавилось много новых пунктов.

Программируем ATtiny84

Выбираем в качестве нужного устройства «Сервис → Плата → ATtiny84 @ 8 MHz (internal oscillator; BOD disabled)» поскольку у нас нету внешнего кварца, который задает частоту работы контроллера. В качестве программатора выберем - «Сервис → Программатор → Arduino as ISP».

В качестве кода берем уже написанный нами код для светодиода и подстроечного резистора и изменяем там номера пинов.

Результат

Мы получили устройство, аналогичное тому, что могло бы быть сделано на Arduino, но использовали для него дешёвый и компактный микроконтроллер.

Так вы можете сгрузить некоторые обязанности в вашем большом проекте на отдельные микроконтроллеры, комбинировать их, заменять и делать много интересных, компактных вещей.