實現AVR單片機芯片程序自刷 USB_Flash_BootLoader HID制作過程

ID:631445 · 發表于 2020-4-6 20:40

前期制作USBASP過程中，學習了AVR單片機芯片的BootLoader原理，查找了很多關于USB-HID和BootLoader的資料制作了可以自刷程序的atmega8(16)簡易板，現將所學的分享給大家。

一、關于BootLoader
      BootLoader是芯片上電后，程序不從flash地址的0x00執行，而是跳轉到boot區執行bootloader程序。
      atmega8的boot區的大小及起始位置是由其熔絲位來設置（BOOTSZ0、BOOTSZ1）的。
      其是否執行bootloader程序也是由熔絲位（BOOTRST）設置的。

二、關于USB-HID
      HID是人體學輸入設備的英文簡稱，由于Windows內置了此類驅動，如常用的鼠標、鍵盤等不用外部驅動就可以直接使用。

      AVR的Flash-BootLoader-HID固件就是利用了BootLoader和USB-HID的特點，將AVR芯片的Flash刷寫程序和USB-HID的程序結合，制作為BootLoader程序，實現了自刷芯片程序的功能。

三、制作過程：
      1、根據原理圖制作電路

自己的電路中加入了復位按鍵，需要刷程序時只按下復位鍵就進入Boot了。

      2、編譯BootLoader的HEX固件
            后期可以根據自己的硬件情況對bootloaderconfig.h內的配置進行更改。
            makefile文件的簡單配置

以上是USB數據端口的配置，原版使用了PD2->D+，PD0->D-，這個可以根據個人需要更改。
需要注意的是不論更改到哪個端口，D+始終需要與PD2連接，因為其使用了INT0中斷。

在config文件最后定義了引導判斷端口的設置，這個是根據個人情況更改。
3、atmega8的熔絲位更改
使用其他燒寫器對熔絲位更改

         需要對以下幾個熔絲位更改：
               1）熔絲低位的CKSEL 0~3設置為1，即使用外部晶振。
               2）BOOTSZ1.0，BOOTRST置0，即設置BOOT區大小為1024字節，芯片復位后從BOOT區執行程序。

      4、刷BootLoader
            使用USBASP或者其他燒寫器刷HEX固件。
            若使用progisp軟件調入固件文件，在“編輯”選項能看到，固件數據是從0x1800開始的，這是
            因為atmega8的boot區設置為1024大小時的boot起始位置(0xC00*2具體原理查閱atmega8芯片說明)。

            因此制作bootloader時要注意芯片熔絲位的設置和makefile的flashboot地址，兩者要一致。


四、進入BootLoader,可以刷自己的程序了！
      1、將PC2接地，插入USB口，windows的設備管理器即可識別出一個HID-compliant device的設備，并安裝好驅動。
      若無法識別成功，查檢1~4步。

      2、將bootloaderHID.exe復制到自己的程序固件xxx.hex目錄下
      3、在cmd命令下輸入bootloadhid -r xxxx.hex
      如果成功，即會出現以下界面。

      以上可以通過簡單配置文件更改，就可心應用到其他AVR芯片。

      以atmega16芯片為例：
            只要將makefile文件    DEVICE = atmega16
                                                BOOTLOADER_ADDRESS = 3800
         其它設置相同，即可實現自刷。

五、上一下自己制作的電路