Les progrès de l’informatique ont entraînés dans leur sillage une forte évolution des composants électroniques ; on peut trouver aujourd’hui pour quelques euros des circuits intégrés regroupant un CPU, de la RAM et de la ROM, dont la puissance égale celle des premiers ordinateurs des années 1980 à 1990.
Les microcontrôleurs les plus populaires à l’heure actuelle sont incontestablement les PIC de MICROCHIP. Mais à l’origine, le secteur était disputé, comme pour les CPU des ordinateurs, entre les deux géants que sont MOTOROLA (avec son 6809 puis son 68HC11) et INTEL (avec son 8051 notamment).
C’est à ce dernier que je m’intéresse ; bien que passé de mode, le 8051 a imposé son langage et son architecture, si bien qu’aujourd’hui il existe des puces modernes (avec flash et ram intégrée) qui sont compatible avec son langage. C’est le cas des microcontrôleurs AT89C1051 et 2051 de ATMEL.
Cela ravira les anciens qui souhaitent se remettre à programmer quelques circuits sans devoir réapprendre un nouveau langage.
Dans cette page je vais vous proposer de réaliser un programmateur pour microcontrôleurs ATMEL AT89C1051 et AT89C2051. Vous trouverez aussi en téléchargement gratuit la documentation et tous les outils nécessaires pour créer vos programmes, les simuler et programmer les puces.
1. Le schéma
Le schéma utilisé a été fait en suivant de près les indications données par l’auteur du logiciel de programmation. Je serais assez bref sur son fonctionnement.Voici le schéma :
L’alimentation est très classique, elle utilise un régulateur 7805.
Les transistors et les diodes zeners servent à générer les niveaux de tension requis sur la broche RST pour la programmation ou la lecture de la puce. Sans tension de commande sur T2 et T3, T1 envoie une tension de 12V sur RST. Si T2 est commandé, la tension chute à 5V, si T3 est commandée, elle tombe à 0V.
Le port parallèle n’ayant pas assez de broches, la programmation est faite en série.
Le circuit CD4021 est un multiplexeur, il est utilisé pour lire l’octet présenté par l’Atmel sur son port P1. Voici le brochage et la table de vérité du CD4021 :
Vous pouvez téléchargez la datasheet du CD4021 en cliquant ici (72 ko).
Le circuit CD4094 est un démultiplexeur ; il sert à présenter d’un seul coup un octet sur l’Atmel pour écriture, octet qui aura été transmit bit par bit via le port parallèle. Voici le brochage et la table de vérité du CD4094 :
Vous pouvez téléchargez la datasheet du CD4094 en cliquant ici (69 ko).
Sur le schéma les numéros entre parenthèse correspondent aux numéros des broches d’un connecteur Centronix femelle. L’emploi de ce connecteur permet d’utiliser un câble d’imprimante pour connecter notre montage au port parallèle d’un ordinateur.
2. La liste des composants
IC1 : Support tulipe pour Atmel DIL 20 brochesIC2 : CD4021
IC3 : CD4094
REG1 : Régulateur 7805 en boîtier TO220
T1 = T2 = T3 : BC547B
D1 : Diode zener 12V 1/4W
D2 : Diode 1N4148
D3 : Diode zener 5V6 1/4W
D4 = D6 : Diode LED rouge basse consommation
D5 : Diode zener 3V3 1/4W
B1 : Pont de diodes 30V 500mA minimum
C1 = C2 = C4 = C5 : Condensateur céramique 100nf 250V
C5 : Condensateur chimique 470µf 35V
R1 = R13 : 100 Ohms 1/4W
R2 : 680 Ohms 1/4W
R3 = R4 = R5 : 3,3 KOhms 1/4W
R6 = R7 = R8 = R9 = R10 = R11 : 1 KOhms 1/4W
R12 = R14 : 2,2 KOhms 1/4W
+ Un interrupteur
+ Un connecteur Centronix 36 broches femelle pour port imprimante
3. Les typons
Voici le typon :
Remarque : vous constaterez que les typons et les schémas d'implantation ne sont pas inversés; donc, il faudra placer le typon face non-imprimée contre la vitre de l'insoleuse (si cela n'est pas clair dans votre esprit, je vous invite à consulter le paragraphe sur l'insolation de la page sur la fabrication de CIs).
Cliquez ici pour télécharger le typon (8 ko), pour le logiciel Quickroute 3.6 lite, disponible dans les disquettes et CD-rom accompagnant la revue Electronique Pratique.
Cliquez ici pour télécharger le typon (85 ko) sous forme d’image en haute résolution.
Cliquez ici pour télécharger le logiciel Quickroute 3.6 lite (871 ko)
Procurez-vous tous les composants avant de réaliser votre circuit imprimé ; vous aurez peut-être à modifier le typon en fonction des dimensions de vos composants.
Je vous recommande de placer les circuits intégrés CD4021 et CD4094 sur des supports.
4. L’implantation des composants
Voici l’implantation des composants :
Faites attention il y a de nombreux straps (20). Un rond repère le sens dans lequel placer les circuits intégrés et le support d’Atmel. Le condensateur C2 est logé sous le support d’Atmel, ou côté cuivre si sa taille ne le permet pas ; cela est nécessaire pour protéger l’Atmel contre les perturbations.
5. Quelques photos
J’ai placé mon programmateur et le transformateur dans un petit coffret en contre-plaqué :Une fiche secteur éviter d’avoir à souder et à enrouler un cordon 220V.
J’ai disposé la plaque et pratiqué une encoche dans le coffret de façon à ce que l’on puisse facilement extraire l’Atmel de son support en le soulevant de chaque côté avec un tournevis :
6. Téléchargement et installation des logiciels
Cliquez ici pour télécharger le logiciel (79 ko) pour utiliser votre programmateur (D. Laues – C. Segment). Après avoir décompressé l’archive lisez le fichier LISEZMOI.TXT.
Si l’ordinateur utilisé est sous Windows XP, vous aurez besoin de Porttalk pour pouvoir faire fonctionner le logiciel du programmateur. Cliquez ici pour télécharger Porttalk (20 ko) (Craig Peacock). Après avoir décompressé l’archive lisez le fichier LISEZMOI.TXT.
Cliquez ici pour télécharger les logiciels (702 ko) permettant de compiler vos programmes pour Atmel. (KEIL ELEKTRONIK)
Cliquez ici pour télécharger le logiciel (103 ko) permettant de simuler vos programmes pour Atmel (Adam Dybkowski).
Enfin, cliquez ici pour télécharger le guide du jeu d’instruction de l’Atmel (140 ko), qui est sans surprise très proche de celui du 8051.
7. Utilisation du programmateur
Voici la procédure à respecter pour utiliser le programmateur :- Lancer le logiciel pour mettre les sorties du port dans un état correct
- Quitter le logiciel
- Insérer la puce à programmer ou à lire dans le programmateur
- Raccorder le programmateur au port
- Raccorder le programmateur au 220V
- Allumer le programmateur
- Lancer le logiciel
- Si une erreur est signalée changer le port dans le menu config
- Utiliser le logiciel pour lire ou graver des fichiers BIN
- Remarque : si le fichier BIN n'est pas complété à 1 ou 2Ko avec des octets à 255 une (fausse) erreur est signalée
- Quitter le logiciel
- Eteindre le programmateur
- Débrancher le port et le 220V
- Retirer la puce du programmateur
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